wav信号的波形分析
wav 波形单位换算
WAV文件是一种音频文件格式,其波形单位通常以样本数或样本大小来表示。
样本数指的是在一定时间间隔内采样的次数,而样本大小则是指每个样本的大小或位数。
要将WAV波形单位进行换算,需要考虑以下因素:
1.采样率:每秒钟对声音信号的采样次数。
单位为赫兹(Hz)。
2.位深度:每个采样点的位数,如8位、16位、24位等。
3.声道数:单声道或立体声。
单声道只有一个声道,立体声则有两个。
在换算时,可以使用以下公式:
1.字节数 = 采样率× 位深度× 声道数× 时间(秒)
2.样本数 = 采样率× 时间(秒)
例如,一个立体声WAV文件,采样率为44100Hz,位深度为16位,持续时间为1秒,则其字节数为:44100Hz × 16位× 2声道× 1秒 = 1411200字节。
同样地,该WAV文件的样本数为:44100Hz × 1秒 = 44100样本。
需要注意的是,这些公式只适用于未经压缩的WAV文件。
对于压缩的WAV文件或MP3等其他音频文件格式,还需要考虑压缩算法和比特率等因素。
数字信号处理在wav信号分析方面的应用
分 析 ,执 行 [ w,f s ,b i t s ] = wa v r e a d( ‘ C :\ wi n d o ws \ me d i a \ d i n g . WE I V ’) 得到文件的时域波形 , 执行 ( 部分 ) : U = W( :, 1) ; l e n g t h ( U) / 1 0 2 4 z ( , :) = ( i f t ( U ( 1 0 2 4 ( i 一1) +1 :1 0 2 4 j ) , 1 0 2 4)) ’ ;f i g u r e ;me s h( a b s
音频 信号基础
声音是 由分子的振动生成 ,自然界的声音会随着各种 因素 的变 化 而 出现变 化 , 声波 的 强弱程 度 采用 振 幅来 表示 , 音调采用频率表示 ,高频信号代表声音非常尖锐 ,低频信 号则意味着声音低沉 。在 日常生活中 ,人们听到的声音并 不是一种单频率的声音 ,很多都是不同的频率和振幅组合 而 成 。频 率低 于 2 0 H z的信 号 为亚音 ,人们 能够 听 到的 声 音频 率在 2 0 H z~2 0 k H Z 。
傅里 叶变换原理分析
Wa V 信号 E 采用数字信 号 攻 理中必 硷 过 傅里叶变化 , 应用傅里叶变换目前有两个问题需要解决 ,数学中傅里叶变 化的信号为连续信号 ,但是计算机职能处理数字信号,另外 在数学处理中常采用无穷大概念 ,在实际的计算中 , 无穷大 计算难以在计算机中实现。假设在 △ t 间隔时间内 , 连续均 匀采样 , 变换为 F( k) = f ( n ) e—j 2 1 r k m/ N / N, f ( n) = 乏 f ( k) e—i 2 丌k m/ N / N, 这个公式表示在计算柳友 里 中, 信号被看做周期信号来处理,信号周期相同,因此对音频文 件采用中 , 经过傅里叶变换后 , 采样点不变 。声音文件持续 时间 t = NA t ,采样频率 f : 1 / Z  ̄ t ,在傅里叶变换 中,k 分别 对应抽样值 ,△ f : = 1 / ( N△ t ), 其中 Af 代表频率。
画出wav文件声音数据的波形曲线
画出wav文件声音数据的波形曲线画出wav文件声音数据的波形曲线2010-08-08 21:41继续上一篇《解读Wave文件头》,更具体的解析wave文件格式,并附带代码。
但是下文中画波形图的数据并未经过傅里叶转换,下面这个链接提供了快速傅里叶转换后的数据制作波形图的代码(确切的说,这两个程序画出的波形图并不是同类图形):画出wav文件声音数据的波形曲线转自:/khler/archive/2007/07/28/1713697.aspx WAV文件格式波形音频文件(*.WAV)是Microsoft为Windows设计的多媒体文件格式RIFF(The Resource Interchange File Format,资源交换文件格式)中的一种(另一种常用的为AVI)。
RIFF由文件头、数据类型标识及若干块(chunk)组成。
WAV文件的基本格式注意:wFormatTag = 1时为无压缩的PCM(Pulse Code Modulation, 脉冲编码调制)标准格式(即等间隔采样、线性量化)。
单字节样本值v为无符号整数(0~255),实际样本值应为v-128;多字节样本值本身就是有符号的,可直接使用。
有些wav文件在data块之前,fmt块之后还有一个fact块..| ID | 4 Bytes | 'fact' |----------------------------------| Size | 4 Bytes | 数值为4 |----------------------------------| data | 4 Bytes | ?? ?? ?? ?? |因此要根据读到的ID进行判断参考: 文件格式分析详解 wavWav文件所有数值表示均为低字节表示低位,高字节表示高位。
通过CArchive的>>读入, 会自动转化(把高字节的作为高位)如读入地址为0000000的双字(DWORD)到变量dw中 :0000000: 52 49 46 46则dw会等于0x46464952为了简化RIFF文件中的4字符标识的读写与比较,Windows SDK 在多媒体头文件mmsystem.h中定义了类型FOURCC(Four-Character Code四字符代码):typedef DWORD FOURCC;及其构造宏(用于将4个字符转换成一个FOURCC数据)FOURCC mmioFOURCC(CHAR ch0, CHAR ch1, CHAR ch2, CHAR ch3);其定义为MAKEFOURCC宏:#define mmioFOURCC(ch0, ch1, ch2, ch3) MAKEFOURCC(ch0, ch1, ch2, ch3);而MAKEFOURCC宏定义为:#define MAKEFOURCC(ch0, ch1, ch2, ch3) \((DWORD)(BYTE)(ch0) | ((DWORD)(BYTE)(ch1) << 8) | \((DWORD)(BYTE)(ch2) << 16) | ((DWORD)(BYTE)(ch3) << 24 ));例如:#include <mmsystem.h>#define ID_RIFF mmioFOURCC('R', 'I', 'F', 'F')#define ID_WAVE mmioFOURCC('W', 'A', 'V', 'E')……FOURCC id;……ar >> id;if (id != ID_RIFF) {……}……播放波形声音文件函数PlaySound可以播放系统声音、声音资源和声音文件,其函数原型为:BOOL PlaySound(LPCSTR pszSound,HMODULE hmod,DWORD fdwSound);例如:PlaySound(“c:\\sounds\\sample.wav”, NULL, SND_ASYNC);PlaySound(ar.GetFile()->GetFilePath(), NULL, SND_ASYNC);下面是完整步骤:新建MFC应用程序, 单文挡(SDI)项目WavePlayer.为了使包含PlaySound的程序能够编译通过,必须包含多媒体头文件:#include <mmsystem.h>, 而且需要注意头文件包含的次序.. 否则会提示找不到标识符..并在项目中添加多媒体库:在项目区中任何页中选中顶部的项目名,选“项目\属性”菜单项或按Alt+F7组合键,弹出“[项目名]属性页”对话框,在该其左上角的“配置”栏的下拉式列表中,选择“所有配置”项,在其左边的“配置”目录栏中,选中“配置属性\链接器\输入”项,在右边顶行的“附加依赖项”栏中键入winmm.lib,按“确定”钮关闭对话框。
wav信号波形分析合成(00002)
subplot(2,1,1>
plot(maxsin>。
title('重构的信号'>。
subplot(2,1,2>。
plot(yr1024>。
title('原始信号'>。
MAXSIN=zeros(1,1024>。
MAXSIN(peaki>=maxpeak。
MAXSIN(1026-peaki>=maxpeak。
maxsin=100*ifft(MAXSIN>。
figure('numbertitle','off','name',’用最大正弦分量重构信号’>。
subplot(2,1,1>
阵进行逐列的FFT的结果。
5. ifft
功能:离散傅立叶反变换。
基本调用格式:
y = ifft(X,n>返回对矢量X进行n点离散傅立叶反变换的结果。同样利用
FFT算法进行具体计算,若X为矩阵,返回结果为逐列离散傅立叶反变换的
Y矩阵。
四、实验内容
本实验利用matlab提供的工具来采集和分析声音信号的频谱,由以下几个
plot(linspace(-pi,pi,1024>,fftshift(abs(fft(seg>>&二、实验操作部分
1.实验数据、表格及数据处理
2.实验操作过程<可用图表示)
3.实验结论
思考题:
分别录制男生和女生发元音“a”的声音,通过对音频文件的频谱分析对比
WAV文件格式分析与详解
WAV文件格式分析与详解作者:王若钧何杉来源:《数字技术与应用》2014年第03期摘要:WAV文件格式信息是对WAV文件编程的重要依据。
揭开WAV文件格式的奥秘是开发功能强大的具有自主知识产权的语音处理软件的关键。
本文结合波形文件的基本知识,较系统地说明了WAV文件的存储原理、文件结构、WAV文件头格式、基于PCM编码的数据组织,内容全面、清楚、准确,还包含了一些新汇集的参数。
可作为开发人员的参考资料。
关键词:文件格式 WAV 编码声音中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2014)03-0093-021 引言WAV文件是在PC机平台上很常见的、最经典的多媒体音频文件,最早于1991年8月出现在Windows 3.1操作系统上,文件扩展名为WAV,是WaveFom的简写,也称为波形文件,可直接存储声音波形,还原的波形曲线十分逼真。
WAV文件格式简称WAV格式是一种存储声音波形的数字音频格式,是由微软公司和IBM联合设计的,经过了多次修订,可用于Windows,Macintosh,Linix等多种操作系统,详述如下。
2 波形文件的基础知识2.1 波形文件的存储过程声源发出的声波通过话筒被转换成连续变化的电信号,经过放大、抗混叠滤波后,按固定的频率进行采样,每个样本是在一个采样周期内检测到的电信号幅度值;接下来将其由模拟电信号量化为由二进制数表示的积分值;最后编码并存储为音频流数据。
有的应用为了节省存储空间,存储前,还要对采样数据先进行压缩。
2.2 WAV文件的编码编码包括了两方面内容,一是按一定格式存储数据,二是采用一定的算法压缩数据。
WAV格式对音频流的编码没有硬性规定,支持非压缩的PCM(Puls Code Modulation)脉冲编码调制格式,还支持压缩型的微软自适应差分脉冲编码调制Microsoft ADPCM(Adaptive Differential Puls Code Modulation)、国际电报联盟(International Telegraph Union)制定的语音压缩标准ITU G.711 a-law、ITU G.711-law、IMA ADPCM、ITU G.723 ADPCM (Yamaha)、GSM 6.10、ITU G.721 ADPCM编码和其它压缩算法。
声音信号的频谱分析(一)
声音信号的频谱分析(一)大家无论是学习“信号与系统”还是“数字信号处理”,“频谱”都是一个常常提到的词。
频谱到底是什么?下面就借助matlab,给出一些声音信号的频谱,大家结合对应的时域波形图的模样,再听一听声音,就可以更直观地理解频谱的概念。
1、常用函数介绍本节通过分析.wav格式的声音文件来进一步讨论数字信号处理中的信号分析方法。
首先介绍几个常用函数:[x,fs,bits]=waveread(‘filename’)函数功能:读取wav文件的数据;输入参数:filename——文件名;输出参数:x——声音数据,一般是两列(立体声);fs——该wav文件在采集时用的采样频率;bits——进行A/D量化时的位数(一般是8bits或16bits)sound(x,fs,bits)函数功能:将序列x中存放的数据通过声卡转换为声音文件。
输入参数:同上。
2、wav文件的频域分析选择每个Matlab都有的wav文件ding.wav(在C:\MATLAB701\toolbox\vr\vrealm\program\sounds目录下)作为分析对象,这是一个比较单纯的声音“叮……”。
首先用wavread函数读出文件中的数据,并用sound函数播放。
然后对声音数据做FFT,显示幅度谱,并判断波峰所在位置。
程序如下:示例程序:close all;clearall;clc;figure;[w,fs,bits]=wavread('C:\MATLAB701\toolbox\vr\vrealm\program\sounds\ding.wav');sound(w,fs,bits); %听一下原始声音y=w(:,1); %取其中一列display('声音文件的大小为:');size(w)subplot(211);plot(y);title('时域波形');N=pow2(nextpow2(length(y)));%fft点数:最接近文件大小的2的整数幂Y=fft(y,N);subplot(212);plot(fs*[1:N]/N,abs(Y));title('幅度谱');grid;运行结果如下图。
音频技术中的波形分析
音频技术中的波形分析第一章:引言音频技术中的波形分析是音频工程师必备的一项技术。
波形分析能够帮助工程师解决音频系统中遇到的各种问题,如所需音量太大,反馈定位,频谱分析等。
本文将介绍波形分析的原理,应用场景以及使用工具。
第二章:波形分析原理波形分析是指将音频信号显示为时间-幅度图形,以便快速找出信号中的问题。
波形图通常由X轴和Y轴构成,X轴表示时间,并且可以根据需要进行时间拉伸或压缩。
Y轴表示音频信号的幅度。
波形图中的正弦波形可以表示纯音,而复合波形可以表示混音。
波形分析中的重要概念之一是“振幅”。
振幅用于描述音频信号在正弦波形中的强度大小。
如果一个音频信号的振幅非常大,那么就会在波形图中显示出更高的峰值。
振幅还可以用于检测削波失真或过载失真等问题。
另一个重要的波形分析概念是“频率”。
频率表示音频信号的周期性,并且通常以赫兹(Hz)为单位进行表示。
在波形图中,频率可以通过观察正弦波形中的波峰和波谷来确定。
经常使用的有四种类型的波形表示:正弦波、方波、三角波和锯齿波。
第三章:波形分析的应用波形分析在许多音频应用场景中都可以提供帮助。
下面列举了几种常见的应用场景:1.音量问题:工程师可以通过波形分析来确定不同音频信号的相对音量。
如果一个信号的振幅太小,那么可能无法在混音中听到。
如果信号的振幅太大,就可能在混音中产生过载失真。
2.反馈问题:当麦克风和扬声器总是互相干扰造成尖叫声时,波形分析是一种检测频率和振幅是否匹配的方法。
工程师可以通过修改峰值控制或滤波器来处理问题。
3.频谱分析:波形分析可以显示音频信号的频谱(频率-幅度图形)。
此方法在合成、调试和过滤音频信号时非常有用。
第四章:使用工具现代音频软件和硬件设备通常提供波形分析工具。
必须注意,不同工具之间可能会有所不同,因此工程师需要选择适合其要求的工具。
下面介绍几种波形分析工具:1.数字示波器:数字示波器是一种专门测量电信号和音频信号的仪器。
工程师可以通过数字示波器捕获音频信号,并在屏幕上显示波形图。
wav文件格式分析
一. RIFF概念在Windows环境下,大部分的多媒体文件都依循着一种结构来存放信息,这种结构称为"资源互换文件格式"(Resources lnterchange File Format),简称RIFF。
例如声音的WAV文件、视频的AV1文件等等均是由此结构衍生出来的。
RIFF可以看做是一种树状结构,其基本构成单位为chunk,犹如树状结构中的节点,每个chunk由"辨别码"、"数据大小"及"数据"所组成。
图一、块的结构示意图辨别码由4个ASCII码所构成,数据大小则标示出紧跟其后数据的长度(单位为Byte),而数据大小本身也用掉4个Byte,所以事实上一个chunk的长度为数据大小加8。
一般而言,chunk本身并不允许内部再包含chunk,但有两种例外,分别为以"RIFF"及"L1ST"为辨别码的chunk。
而针对此两种chunk,RIFF又从原先的"数据"中切出4个Byte。
此4个Byte称为"格式辨别码",然而RIFF又规定文件中仅能有一个以"RIFF"为辨别码的chunk。
图二、RIFF/LIST块结构只要依循此一结构的文件,我们均称之为RIFF档。
此种结构提供了一种系统化的分类。
如果和MS一DOS 文件系统作比较,"RIFF"chunk就好比是一台硬盘的根目录,其格式辨别码便是此硬盘的逻辑代码(C:或D:),而"L1ST"chunk即为其下的子目录,其他的chunk则为一般的文件。
至于在RIFF文件的处理方面,微软提供了相关的函数。
视窗下的各种多媒体文件格式就如同在磁盘机下规定仅能放怎样的目录,而在该目录下仅能放何种数据。
二. WAV文件格式WAVE文件是非常简单的一种RIFF文件,它的格式类型为"WAVE"。
WAV文件格式分析与应用
14H
2
int
1(WAVE_FORMAT_PCM); 格式类别,1 表示为
PCM 形式的声音数据
16H
2
int
2; 通道数,单声道为 1,双声道为 2
18H
2
int
44100; 采样频率(每秒样本数)
1CH
4
long int 0x10B10000; 每秒数据量;其值为通道数×每秒数据
位数×每样本的数据位数/8。播放软件利用此值可以
采样一
采样二
……
低字节
高字节
低字节
高字节
……
16 位双声道:
采样一
……
左声道
右声道
……
低字节
高字节
低字节
高字节
……
图四、WAVE 文件数据采样格式
WAV 文件格式实例分析: 0123456789ABCDEF
00000000H 52 49 46 46 0A 06 01 00 57 41 56 45 66 6D 74 20 00000010H 12 00 00 00 01 00 02 00 44 AC 00 00 10 B1 02 00 00000020H 04 00 10 00 64 61 74 61 E6 05 01 00 00 00 00 00
RIFF/LIST 标志符
数据 1 大小
数据 1
格式/列表类型 数据
图二、RIFF/LIST 块结构 只要依循此一结构的文件,我们均称之为 RIFF 档。此种结构提供了一种系统化的分类。
如果和 MS 一 DOS 文件系统作比较,"RIFF"chunk 就好比是一台硬盘的根目录,其格式辨别码
便是此硬盘的逻辑代码(C:或 D:),而"L1ST"chunk 即为其下的子目录,其他的 chunk 则为一 般的文件。至于在 RIFF 文件的处理方面,微软提供了相关的函数。视窗下的各种多媒体文件 格式就如同在磁盘机下规定仅能放怎样的目录,而在该目录下仅能放何种数据。
WAV波形文件的结构及其应用实践
偏移地址 长度 (字节 ) 数据类型 值或含义 格式标记 "RIFF"① 文件长度 ②
00H 04H 08H 0CH 10H 14H 16H 18H 1CH 20H 22H 24H 28H
4 4 4 4 4 2 2 3 3 2 2 4 4
Char Longint Char Char Longint Word Word Longint Longint Word Word Char Longint
>?*@A)B?A $))C()$DCEA8F$GHIJ+*?)2K 55 参 数 F$LHI’ 增加或减小音量的百分比 DAM’( +N’OA (*E A*P1PP76 )* DAM’( 55PP7J 源 文
件的变量实例
" #$% 音频数据表结构 #$% 音频数据表结 构采用 % 左 ! 右 & 声道数据 交
中国自控网 !http://www.autocontrol.com.cn Q EEN Q 120 元 / 年 邮局订阅号 !82-946 !!!
越强 $ 目前计算机中配置的 EH 位声卡的采 样位数包 括 J 位和 EH 位两种 $ 声 道 数 ’有 单 声 道 和 立 体 声 之 分 #单 声 道 的 声 音 只能使用一个喇叭发声 ! 有的声卡也将单声道信息处 理成两个喇叭同时输出 " # 立 体声的 ,-. 可以 使两个 喇 叭 都 发 声 ! 一 般 左 右 声 道 有 分 工 "# 这 样 更 能 感 受 到 音频信息的空间效果 $ 显然 # 双声道数据还 原特性更 接近人们的听力习惯 # 但采集得到的数据量会增加 E
! 假设用每间隔 FAFE 秒进行波形分割"# 如图 G 所示 $
matlab wav波形疏密提取
matlab wav波形疏密提取
在MATLAB中提取WAV文件的波形疏密可以通过几个步骤实现。
首先,你需要使用`audioread`函数读取WAV文件,并将其存储为一
个音频信号向量。
然后,你可以使用`plot`函数绘制整个信号向量
的波形图,以便观察整个波形的疏密情况。
接下来,你可以使用MATLAB的信号处理工具箱中的函数,比如`downsample`来对信号进
行下采样(即稀疏化),或者使用`upsample`函数来对信号进行上
采样(即密集化)。
这些函数可以帮助你调整波形的疏密程度。
最后,你可以再次使用`plot`函数来绘制处理后的波形,以便比较处
理前后的疏密情况。
另外,如果你想对波形进行更复杂的处理,比如使用滤波器进
行平滑或者突出特定频率成分,MATLAB的信号处理工具箱中也提供
了丰富的函数和工具来实现这些操作。
你可以使用`filter`函数来
应用数字滤波器,或者使用`spectrogram`函数来生成信号的频谱图,以便更直观地观察波形的疏密情况。
总之,在MATLAB中提取WAV波形的疏密可以通过读取、绘制波形、采样率调整和信号处理等步骤来实现。
希望这些信息能够帮助
你完成你的任务。
名词解释wav格式
名词解释wav格式
WAV格式是一种音频格式,全称为waveform Audio File Format,也称
为波形文件,是一种存储声音波形的数字音频格式。
它是由微软公司和IBM 联合设计的,是微软公司专门为Windows开发的一种标准数字音频文件,能记录各种单声道或立体声的声音信息,并保证声音不失真。
WAV文件可直接存储声音波形,还原的波形曲线十分逼真。
但是,WAV
文件占用空间极大,每分钟的WAV文件大约要占用12MB左右的磁盘空间,而同等大小的MP3文件,则仅需要1MB左右。
如需更多信息,建议到WAV相关论坛获取或咨询音频领域专业人士。
wav信的波形分析与合成
MAXSIN(peaki)=maxpeak;
MAXSIN(1026-peaki)=maxpeak;
maxsin=100*ifft(MAXSIN);
figure('numbertitle','off','name',’用最大正弦分量重构信号’);
subplot(2,1,1)
title('FFT后幅频特性的fftshift')
%fs=1024
YR1024=fft(yr,1024);
figure('numbertitle','off','name','1024点FFT');
subplot(2,1,1)
plot(linspace(-pi,pi,1024),abs(YR1024))%FFT的幅频特性
figure('numbertitle','off','name',’用最大正弦分量重构信号’);
subplot(2,1,1)
plot(maxsin);
title('重构的信号');
subplot(2,1,2);
plot(yr1024);
y = wavrecord(duration*fs, fs, format);%录制两秒mic声音
wavwrite(y, fs, nbits, waveFile);%将声音按fs频率nbits写入mysound.wav
wavplay(y,fs);%播放(或者使用sound(y,fs))
2.录制好的男生声音文件名为“mysound.wav”,女声声音文件名为“nv.wav”
wav文件格式分析
一. RIFF概念在Windows环境下,大部分的多媒体文件都依循着一种结构来存放信息,这种结构称为"资源互换文件格式"(Resources lnterchange File Format),简称RIFF。
例如声音的WAV文件、视频的AV1文件等等均是由此结构衍生出来的。
RIFF可以看做是一种树状结构,其基本构成单位为chunk,犹如树状结构中的节点,每个chunk由"辨别码"、"数据大小"及"数据"所组成。
图一、块的结构示意图辨别码由4个ASCII码所构成,数据大小则标示出紧跟其后数据的长度(单位为Byte),而数据大小本身也用掉4个Byte,所以事实上一个chunk的长度为数据大小加8。
一般而言,chunk本身并不允许内部再包含chunk,但有两种例外,分别为以"RIFF"及"L1ST"为辨别码的chunk。
而针对此两种chunk,RIFF又从原先的"数据"中切出4个Byte。
此4个Byte称为"格式辨别码",然而RIFF又规定文件中仅能有一个以"RIFF"为辨别码的chunk。
图二、RIFF/LIST块结构只要依循此一结构的文件,我们均称之为RIFF档。
此种结构提供了一种系统化的分类。
如果和MS一DOS 文件系统作比较,"RIFF"chunk就好比是一台硬盘的根目录,其格式辨别码便是此硬盘的逻辑代码(C:或D:),而"L1ST"chunk即为其下的子目录,其他的chunk则为一般的文件。
至于在RIFF文件的处理方面,微软提供了相关的函数。
视窗下的各种多媒体文件格式就如同在磁盘机下规定仅能放怎样的目录,而在该目录下仅能放何种数据。
二. WAV文件格式WAVE文件是非常简单的一种RIFF文件,它的格式类型为"WAVE"。
WAV(PCM)文件格式分析
18H 2 int 采样率(每秒样本数),表示每个通道的播放速度,
1CH 4 long int 波形音频数据传送速率,其值为通道数×每秒数据位数×每 样本的数据位数/8。播放软件利用此值可以估计缓冲区的大小。
样本大小 数据格式 最大值 最小值
8位PCM unsigned int 225 0
16位PCM int 32767 -32767�
0CH 4 char "fmt"标志
10H 4 过渡字节(不定)
14H 2 int 格式类别(10H为PCM形式的声音数据)
W AVE文件数据块包含以脉冲编码调制(PCM)格式表示的样本。WAVE文件是由样本组织而成的。在单声道WAVE文件中,声道0代表左声道,声道1代表右声道。在多声道WAVE文件中,样本是交替出现的。
WAVE文件格式说明表
偏移地址 字节数 数据类型 内 容
8位立体声 0声道(左) 1声道(右) 0声道(左) 1声道(右)
16位单声道 0声道低字节 0声道高字节 0声道低字节 0声道高字节
16位立体声 0声道(左)低字节 0声道(左)高字节 1声道(右)低字节 1声道(右)高字节
WAVE文件的每个样本值包含在一个整数i中,i的长度为容纳指定样本长度所需的最小字节数。首先存储低有效字节,表示样本幅度的位放在i的高有效位上,剩下的位置为0,这样8位和16位的PCM波形样本的数据格式如下所示。
常见的声音文件主要有两种,分别对应于单声道(11.025KHz采样率、8Bit的采样值)和双声道(44.1KHz采样率、16Bit的采样值)。采样率是指:声音信号在“模→数”转换过程中单位时间内采样的次数。采样值是指每一次采样周期内声音模拟信号的积分值。
wav信号波形分析合成(00001)
[y,fs]=wavread('mysound.wav'>
fs%fs=11025
leng=length(y>%leng=22050
%声音的默认声道为左声道
yr=y(:,1>。
%截取前1024个点
yr=yr(1:1024>。
%求取幅度普并显示,首先是fs=2048
YR2048=fft(yr,2048>。
title('FFT后幅频特性的fftshift'>
%fs=1024
YR1024=fft(yr,1024>。
figure('numbertitle','off','name','1024点FFT'>。
subplot(2,1,1>
plot(linspace(-pi,pi,1024>,abs(YR1024>> %FFT的幅频特性
教案实验报告
电子信息学院专业通信工程 2018年 11月19日
实验名称指导教师
姓名年级学号成绩
一、预习部分
1.实验目的
2.实验基本原理
3.主要仪器设备<含必要的元器件、工具)
一、实验目的
1. 巩固傅里叶变换及其反变换的知识,学习从时域和频域两个角度来观察信号。
2. 尝试利用短时傅里叶变换分析非平稳信号的频谱变化。
title('FFT后幅频特性的fftshift'>
图形如下:
1.1024点FFT
2. 1024点FFT
用ifft函数求取频谱的反傅里叶反变换,比较反变换后的信号波形与原
wav 波形单位换算
wav 波形单位换算在物理学和工程学中,波形表示了一个连续的幅度随时间和空间变化的物理量。
波形往往以周期性和重复性的方式在介质中传播,比如声音、光、水波等。
波形的属性可以通过波频、波长和波速等参数来描述。
波频是指单位时间内波形经过的完整周期个数,通常以赫兹(Hz)作为单位。
常见的交流电的频率为50或60Hz。
波频可以通过振动次数来计算,振动次数越高,波频就越高。
波长是指波形在空间中传播一段距离所需要的长度,通常以米(m)作为单位。
波长与波频之间有着简单的关系:波速(v)等于波频(f)乘以波长(λ),即v = fλ。
在光学中,波长决定了光的颜色,例如可见光的波长范围为390-700纳米。
波速是指波形在介质中传播的速度,通常以米每秒(m/s)作为单位。
波速与介质的性质有关,不同的波在不同的介质中传播速度也会有所不同。
例如,声波在空气中的传播速度约为343米/秒,而水波在水中的传播速度约为1480米/秒。
在海洋声学中,海洋中传播的声波的频率很低,通常以赫兹的倍数计算,如千赫兹(kHz)或兆赫兹(MHz)。
频率的单位换算可采用以下公式:1kHz = 1000Hz1MHz = 1000kHz = 1,000,000Hz同样地,波长的单位换算也可通过以下公式进行计算:1mm = 0.001m1cm = 0.01m1km = 1000m波速的单位换算如下:1m/s = 100cm/s = 1000mm/s1km/h ≈ 0.2778m/s在光学中,常用的波长单位有纳米(nm)和微米(μm)。
波长的单位换算如下:1μm = 1000nm除了以上基本的单位换算,还有一些特殊情况下的计量单位。
例如,在雷达技术中,常用的功率单位为瓦特(W)。
此外,还有衍射和干涉等现象与波形的相关性质进行描述,并产生了一系列的计量单位和公式,如峰值幅度、相位差、相位速度等。
综上所述,波频、波长和波速是波形的重要属性,描述了波形在时间和空间中的传播特性。
实验五 Wav信号的波形分析
实验五 Wav信号的波形分析一实验目的借助本实验帮助同学们巩固傅里叶变换及其反变换的知识,学习从时域和频域两个角度来观察信号,并尝试利用短时傅里叶变换分析非平稳信号的频谱变化。
二实验原理借助傅里叶变换,信号可以时间函数或频率函数两种形式描述,特别是周期信号和准周期信号(前者由一个基频成分和若干谐波成分,后者虽可分解为几个正弦分量,但它们的周期没有公倍数),从频率域可以很清楚地了解它们由哪些正弦分量组成。
而对于非平稳信号,最典型的例子就是语音信号,它是非周期的,频谱随时间连续变化,因此由傅里叶变换得到的频谱无法获知其在各个时刻的频谱特性。
最直观的想法就是用中心在某一时刻的时间窗截取一段信号,对其做傅里叶变换,得到这一时刻的频谱;然后将窗在时间轴上移动,从而得到不同时刻的频谱,这就是短时频谱的原理。
最简单的窗就是矩形窗,即直接从原信号中截取一段。
三实验内容本实验利用matlab提供的工具来采集和分析声音信号的频谱,由以下几个部分组成:(1). 声音的采集Matlab提供了读入、录制和播放声音以及快速傅里叶变换的函数,分别是wavread、wavrecord、wavplay和fft。
阅读这几个函数的帮助文档,熟练使用。
(2). 持续音的频谱分析将Windows的系统目录下的ding.wav文件读入,这是一个双声道的声音,选择任一声道的信号,使用fft求取其频谱,并用plot显示它的幅度度,观察主要的正弦分量;分别求取2048、1024点FFT,观察产生的不同频谱;用ifft 函数求取频谱的反傅里叶反变换,比较反变换后的信号波形与原始信号的波形;从频谱中找到幅度最大的正弦分量,构造一个同样幅度的正弦信号,将其波形与原始信号比较,并且试听一下。
(3). 时变音的短时频谱分析使用”load chirp”载入matlab自带的一个时变音;从信号中依次截取1024个点,利用上述方法求取其幅度谱,并显示出来,观察幅度谱随时间的变化情况。
数字信号处理在wav信号分析方面的应用
数字信号处理在wav信号分析方面的应用【摘要】随着信息学科和计算机学科的飞速发展,数字信号处理的重要性日益显著。
本文将详细介绍数字信号处理技术在信号分析方面的实际应用,同时文中给出了MATLAB仿真程序和结果分析,便于读者进一步认识数字信号处理技术的应用。
【关键词】数字信号处理;wav信号;傅里叶变换随着信息技术的飞速发展,数字信号处理理论和技术日益成熟,在各个领域都得到了广泛的应用。
本文将通过分析计算机中的wav文件来讨论数字信号处理中的信号分析方法。
1 wav文件的一次性傅里叶变换我们选择一个wav文件作为分析的对象,先选择一个简单的wav文件。
这里选择的是每个windows系统都有的ding.wav,一个比较单纯的声音“叮……”。
1.1 声波主要频率的分析首先执行下面的语句:[w,fs,bits]=wavread(’c:\windows\media\ding.wav’);sound(w,fs,bits);y=w(:,1);size(y);plot(w(:,1));figure;Y=fft(y,32768);plot(abs(Y));grid;[m.k]=max(abs(y))该信号的时域波形如图1所示,有size(y)语句可以得到结果为20191,即需要处理的数据量很大,所以对其进行FFT分析所需要的点数为32768。
求出频谱最大值及其对应的位置为m=490.3636,k=1171。
显示的频域幅值如图2所示,从图中可以看出它是以x=32768/2对称的,而且除了1171一点之外,在坐标4000~5000之间还有一个峰值。
此外,由我们在“离散傅里叶变换”学习的相关知识,可以得到这两个峰值所代表的频率是,所以接着运行以下语句:[m2,k2]=max(abs(Y(4000:5000)));N=32768;f1=k*fs/N;f2=(4000+k2)*fs/N得结果m2=22.6522,k2=717。
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title('1024点fft的反变换')
subplot(2,1,2);
plot(yr);
title('原信号');
运行结果图:
从频谱中找到幅度最大的正弦分量,构造一个同样幅度的正弦信号,将其波形与原始信号比较,并且试听一下。
参考代码:
%重构பைடு நூலகம்
%寻找幅度最大的正弦分量
[maxpeak,peaki]=max(abs(YR1024(1:512)));
武汉大学教学实验报告
电子信息学院电子信息科学与技术专业2013年1月1日
实验名称wav信号的波形分析指导教师卜方玲
姓名年级2010级学号成绩
一、预习部分
1.实验目的
2.实验基本原理
3.主要仪器设备(含必要的元器件、工具)
1.实验目的
a.巩固傅里叶变换及其反变换的知识,学习从时域和频域两个角度来观察信号。
二、实验操作部分
1.实验数据、表格及数据处理
2.实验操作过程(可用图表示)
3.实验结论
将Windows的系统目录下的ding.wav文件读入,这是一个双声道的声音,选择任一声道的信号,使用fft求取其频谱,并用plot显示它的幅度谱,观察主要的正弦分量;
参考代码:
[y,fs]=wavread('Vuvuzela.wav');
四、教师评语
指导教师年月日
b.尝试利用短时傅里叶变换分析非平稳信号的频谱变化。
c.熟悉MATLAB环境中wavread、wavrecord、wavplay、fft和ifft等函数的应用。
2.实验基本原理
借助傅里叶变换,信号可以时间函数或频率函数两种形式描述,特别是周期信号和准周期信号(前者由一个基频成分和若干谐波成分,后者虽可分解为几个正弦分量,但它们的周期没有公倍数),从频率域可以很清楚地了解它们由哪些正弦分量组成。而对于非平稳信号,最典型的例子就是语音信号,它是非周期的,频谱随时间连续变化,因此由傅里叶变换得到的频谱无法获知其在各个时刻的频谱特性。最直观的想法就是用中心在某一时刻的时间窗截取一段信号,对其做傅里叶变换,得到这一时刻的频谱;然后将窗在时间轴上移动,从而得到不同时刻的频谱,这就是短时频谱的原理。最简单的窗就是矩形窗,即直接从原信号中截取一段。
%取其中的一个声道,譬如说,右声道
yr=y(:,2);
%截取前1024个点
yr=yr(1:1024);
分别求取2048、1024点FFT,观察产生的不同频谱;
参考代码:
%求取幅度谱并显示,首先是2048点的
YR2048=fft(yr,2048);
figure('numbertitle','off','name','2048点FFT');
运行结果图:
用ifft函数求取频谱的反傅里叶反变换,比较反变换后的信号波形与原始信号的波形;
参考代码:
%反变换,结果应与原始信号相同
yr1024=real(ifft(YR1024));
figure('numbertitle','off','name','1024点fft的反变换');
subplot(2,1,1);
plot(linspace(-pi,pi,2048),fftshift(abs(YR2048)));
%求取1024点的
YR1024=fft(yr,1024);
figure('numbertitle','off','name','1024点FFT');
plot(linspace(-pi,pi,1024),fftshift(abs(YR1024)));
plot(maxsin);
title('重构的信号');
subplot(2,1,2);
plot(yr1024);
title('原始信号');
%试听
wavplay(yr1024);
wavplay(maxsin);
运行结果图:
实验结论:
2048点FFT的频谱与1024点FFT相似,但是取点更加密集;用IFFT函数求
取频谱的反傅里叶反变换,变换后信号的波形与原信号的波形基本一致;用最大信号产生的重构信号与原始信号差别较大,但是试听后发现与原始声音有部分相似。
三、实验效果分析(包括仪器设备等使用效果)
成功读入了一个wav音频信号,并对它进行了频谱分析等操作。学会了对FFT和IFFT函数的使用,通过提取最大信号进行了重构,重构信号只保留了原始信号的主要特征,在一定程度上达到了滤波的效果。
MAXSIN=zeros(1,1024);
MAXSIN(peaki)=maxpeak;
MAXSIN(1026-peaki)=maxpeak;
maxsin=ifft(MAXSIN);
figure('numbertitle','off','name','用最大正弦分量重构信号');
subplot(2,1,1)