音频信号分析及去噪

西南科技大学

课程设计报告

课程名称：数字通信课程设计

设计名称：音频信号的谱分析及去噪

姓名：

学号:

班级：通信0801

指导教师：胥磊

起止日期：2011.6.21-2011.7.3

西南科技大学信息工程学院制

课程设计任务书

学生班级：通信0801 学生姓名：学号：

设计名称：音频信号的谱分析及去噪

起止日期：2011.6.21-2011.7.3指导教师：胥磊

设计要求：

基本要求：

●录制一段音频（如歌曲，说话声等），采用Matlab工具对此音频信号用FFT作谱

分析。

●录制一段加入噪声的音频（如在歌声中加入尖锐的口哨声或者其他噪声），采用

Matlab工具对此音频信号用FFT作谱分析。

●选择合适的指标，设计FIR数字滤波器，将音频中加入的噪声信号减弱或滤除。扩展要求：

●将处理后的音频信号重新生成.wav文件，收听该音频，根据效果调整滤波器指

标重新设计滤波器。

课程设计学生日志

时间设计内容

6月28日查阅资料，明确题目内涵

6月29日录制音频，编写程序

6月30日检查程序，再次确认设计正确与否。开始写报告

7月4日复习于答辩

课程设计考勤表

周星期一星期二星期三星期四星期五

课程设计评语表指导教师评语：

成绩：指导教师：

年月日

音频信号的谱分析及去噪

一、设计目的和意义

1、录制音频，采用matlab工具对此信号做谱分析。

2、录制一段加噪的信号，对加噪信号进行谱分析。

3、选择合适的指标对加噪信号进行滤波。

4、学会使用wavread、wavwrite等函数。

二、设计原理

1、对于录制的音频信号的读入可以使用函数wavread。由于音频信号是连续的，

故绘图应用plot函数。使用函数fft可以得到音频信号的频谱图。

2、由于音频信号是连续且长度未知，故可以采用巴特沃斯滤波器。滤掉高频部

分的噪音，剩下的就是原信号了。

3、将去噪后的信号写成wav格式的文件可以使用wavwrite函数。

三、详细设计步骤

●录制一段音频（如歌曲，说话声等），采用Matlab工具对此音频信号用FFT作谱分析。

1、录制一段音频信号并命名为fl.wav存放在课程设计1的文件夹中。

2、使用wavread函数读出此信号。

3、用函数FFT进行傅里叶变换，得到频谱图。

4、绘制时域图和频域图。

●录制一段加入噪声的音频（如在歌声中加入尖锐的口哨声或者其他噪声），采用Matlab工具对

此音频信号用FFT作谱分析。

1、重新录制1中的音频文件，录制时加入噪声信号。

2、使用wavread函数读出此信号。

3、用函数FFT进行傅里叶变换，得到频谱图。

4、绘制时域图和频域图。

●选择合适的指标，设计FIR数字滤波器，将音频中加入的噪声信号减弱或滤除。

扩展要求：

1、根据2得到的频谱图，选择合适的通带截止频率和阻带截止频率。根据上述指标设计出

合适的滤波器，将信号通过滤波器，得到去噪后的信号。滤波函数可用fftfilt。

●将处理后的音频信号重新生成.wav文件，收听该音频，根据效果调整滤波器指标重新设计滤波

器。

1、使用wavwrite函数将去噪后的函数重新生成wav格式的音频文件。

2、播放音频文件，根据效果修改滤波器中的参数，直到得到与原信号几乎相同的音频文件。设计程序见附件。

附程序：附件

%得到无噪声的原始信号和有噪声的加噪信号clc

clear

for n = 1 : 999

% a(n) = sin(0.5906*n)+sin(1.0245*n)

a(n)=sin(0.5906*n); %无噪声信号

b(n)=sin(1.0245*n);

end;

a=a/2;

sound(a);

b=conv(a,b/2); %加噪

sound(b);

wavwrite(a,'a.wav'); %写文件

wavwrite(b,'b.wav');

%没有噪声的音频信号FFT分析

clc

[y,fs,nbit]=wavread('a.wav'); %读信号

sound(y);

Y=fft(y); %傅里叶变换hg=abs(Y);

figure(1);

subplot(2,1,1);

plot(hg); %绘图xlabel('k');

ylabel('|X(k)|');

title('无噪声谱分析');

% axis([0 1000 0 400]);

subplot(2,1,2);

plot(y);

xlabel('t');

ylabel('y');

title('原信号');

%有噪声的音频信号做FFT分析

clc

[x,fs,nbit]=wavread('b.wav'); %读信号

sound(x);

X=fft(x); %傅里叶变换hg2=abs(X); %幅频响应figure(2);

subplot(2,1,1);

plot(hg2); %绘频域图xlabel('k');

ylabel('|X(k)|');

title('有噪声谱分析');

subplot(2,1,2);

plot(x); %绘时域图xlabel('t');

ylabel('y');

title('有噪信号');

%子函数用凯泽窗设计的低通滤波器

function h=ditong(Rs,Wp,Wst)

dert_w=Wst-Wp;

N=ceil((10*pi/dert_w)+1);

beta=0.5842*(Rs-21)^0.4+0.07886*(Rs-21);

hd=ideal((Wst-Wp)/2,N);

B=kaiser(N,beta);

h=hd.*(B)'; %加窗后[H,m]=freqz(h,[1],1024,'whole'); %获取频率响应mag=abs(H); %幅值db=20*log10((mag+eps)/max(mag)); %分贝数pha=angle(H); %相位

%绘图

w=m/pi;