基于matlab的数字音效处理器——数字信号处理课设报告

一：应用背景

利用所学习的数字信号处理知识，自己动手制作一个有趣的音效处理系统，看看能不能完成声音的逐渐放大和逐渐衰减、看看能不能让自己的声音发生一些改变（变得尖声尖气或粗声粗气）、看看改变声音播放速度有什么方法等等，你还可以自己想想还有什么有趣的变化，可以通过我们已有的知识让它实现。

作为课程设计，以下要求分为基本必做部分和提高必做部分，在提高部分你可以选择全部内容和部分内容，当然分数值是不一样。

二、基于MATLAB数字音效处理器

2.1：实现步骤

基本要求描述（40分）

1）语音信号的采集（2分）

要求利用Windows下的录音机,录制一段自己的话音,时间在5s内，存为*.WA V的文件。然后在Matlab软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。

2）语音信号的频谱分析（10分）

要求首先画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性，分析基频。

3）设计数字滤波器和画出其频率响应（10分）

给出各滤波器的性能指标：

(1)低通滤波器性能指标fb＝1 000 Hz,fc＝1 200 Hz,As＝100 dB,Ap＝1 dB。

(2)高通滤波器性能指标fc＝4 800 Hz,fb＝5 000 Hz As＝100 dB,Ap＝1 dB。

(3)带通滤波器性能指标fb1＝1 200 Hz,fb2＝3 000 Hz,fc1＝1 000 Hz,fc2＝3 200 Hz,As ＝100 dB,Ap＝1 dB。

4）用滤波器对信号进行滤波（5分）

要求学生用自己设计的各滤波器分别对采集的信号进行滤波,在Matlab中,FIR滤波器利用函数fftfilt对信号进行滤波,IIR滤波器利用函数filter对信号进行滤波。

5）比较滤波前后语音信号的波形及频谱（10分）

要求在一个窗口同时画出滤波前后的波形及频谱，做出分析。

6）回放语音信号（1分）

在Matlab中,函数sound可以对声音进行回放。其调用格式：sound(x,fs,bits);可以感觉滤波前后的声音有变化。

7）实现慢录快放和快录慢放功能（2分）

3 提高部分要求（选择60分内容）

8）实现对声音信号放大和衰减功能（10分）

9）实现对录音内容倒播放（30分）

10) 实现混音音效效果（10分）

11）实现回音音效效果（10分）

12）实现男女变声音效效果（30分）

13）设计系统界面（10分）

为了使编制的程序操作方便,要求有能力的学生,设计处理系统的用户界面。

2.2试验程序

基础部分：

clear;clc;close all;

%读取声音信号%

[x,fs,nbits]=wavread('bb',16384); %读声音文件

N=length(x);

n=[0:N-1];

X= fft(x); %傅里叶变换

Fs=2*fs; %2倍频

T=1/Fs;

f=n/N*Fs; %把点数转换成频率

subplot(2,1,1);

plot(n,x); %画出原声音信号

ylabel('原声音信号');

xlabel('时间/s');

subplot(2,1,2);

plot(f,abs(X)); %画出原声音信号的幅度谱

ylabel('语音的幅度谱');

xlabel('频率/Hz');

% %滤波器设计%

% %低通滤波器%

fp1=1000;fs1=1200; %设定低通滤波器通带截止频率和阻带截止频率

wp1=2*fp1/Fs; ws1=2*fs1/Fs;rp=1;as=100;

[N1,wp1]=ellipord(wp1,ws1,rp,as); %计算椭圆低通模拟滤波器的阶数和通带边界频率

[B,A]=ellip(N1,rp,as,wp1); %计算低通滤波器模拟滤波器系统函数系数

y1=filter(B,A,x); %滤波器软件实现

Y1=abs(fft(y1));

% 低通滤波器设计与实现绘图部%

figure;

freqz(B,A);

y1t='y_1(t)';

figure;

subplot(2,1,1);

t=n*T;

plot(t,y1);

xlabel('t/s');ylabel(y1t);

axis([0,t(end),min(y1),1.2*max(y1)])%坐标范围

subplot(2,1,2);

plot(f,abs(fft(y1)));

%高通滤波器%

fp2=4800;fs2=5000; %设定高通滤波器通带截止频率和阻带截止频率 wp2=2*fp2/Fs; ws2=2*fs2/Fs;rp=1;as=100;

[N2,wp2]=ellipord(wp2,ws2,rp,as); %计算椭圆高通模拟滤波器的阶数和通带边界频率 [B2,A2]=ellip(N2,rp,as,wp2,'high'); %计算高通滤波器模拟滤波器系统函数系数 y2=filter(B2,A2,x); %滤波器软件实现

% 高通滤波器设计与实现绘图部分

figure;

freqz(B2,A2);

figure;

y2t='y_2(t)';

subplot(2,1,1);

t=n*T;

plot(t,y2);

xlabel('t/s');ylabel(y2t);

axis([0,t(end),min(y2),1.2*max(y2)])

subplot(2,1,2);

plot(f,abs(fft(y2)));

%带通滤波器%

fpl=1200;fpu=3000;fsl=1000;fsu=3200;

wp3=[2*fpl/Fs,2*fpu/Fs];ws3=[2*fsl/Fs,2*fsu/Fs];rp=1;as=100;

[N3,wp3]=ellipord(wp3,ws3,rp,as); %计算椭圆带通模拟滤波器的阶数和通带边界频率 [B3,A3]=ellip(N3,rp,as,wp3); %计算带通滤波器模拟滤波器系统函数系数

y3=filter(B3,A3,x); %滤波器软件实现

% 带通滤波器设计与实现绘图部分