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《数字信号处理》课程设计--基于MATLAB的音乐信号处理和分析.docx

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《数字信号处理》课程设计

设计题目：基于 MATLAB 的音乐信号处理和分析

院系：物理工程学院

专业：电子信息科学与技术

学号：

姓名：

一、课程设计的目的

本课程设计通过对音乐信号的采样、抽取、调制解调、滤波、去噪等多种处理过程的

理论分析和 MATLAB 实现，使学生进一步巩固数字信号处理的基本概念、理论以及频谱分析

方法和数字滤波器设计方法；使学生掌握的基本理论和分析方法只是得到进一步扩展；使学

生能有效地将理论和实际紧密结合；增强学生软件编程实现能力和解决实际问题的能力。

二、课程设计的基本要求

1 学会 MATLAB 的使用，掌握 MATLAB 的基本编程语句。

2 掌握在 Windows 环境下音乐信号采集的方法。

3 掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法。

4 掌握 MATLAB 设计 FIR 和 IIR 数字滤波器的方法。

5 掌握使用 MATLAB 处理数字信号、进行频谱分析、涉及数字滤波器的编程方法。

三、课程设计内容

实验 1 音乐信号的音谱和频谱观察

使用 windows 下的录音机录制一段音乐信号或采用其它软件截取一段音乐信号（要求：

时间不超过 5s、文件格式为 wav 文件）

① 使用 wavread 语句读取音乐信号，获取抽样率；（注意：读取的信号时双声道信号，

即为双列向量，需要分列处理）；

② 输出音乐信号的波形和频谱，观察现象；

使用 sound 语句播放音乐信号，注意不同抽样率下的音调变化，解释现象。

程序如下：

[Y,FS,NBITS]=WAVREAD('怒放的生命 - 汪峰 5s'); %读取音乐信号

plot(Y);

%显示音乐信号的波形和频谱

%听音乐（按照原来的抽样率）

%由双声道信号变为单声道信号

sound(Y,FS);

Y1=Y(:,1);

size(Y1)

figure

subplot(2,1,1);

plot(Y);

%显示原信号波形

%傅立叶变换

%显示波形

N=length(Y1);

f1=fft(Y1);

w=2/N*[0:N/2-1];

subplot(2,1,2);

plot(w,abs(f1(1:N/2)));

原信号的波形和频谱图

实验 2 音乐信号的抽取（减抽样）

① 观察音乐信号频率上限，选择适当的抽取间隔对信号进行减抽样（给出两种抽取间

隔，代表混叠与非混叠）；

② 输出减抽样音乐信号的波形和频谱，观察现象，给出理论解释；

播放减抽样音乐信号，注意抽样率的变化，比较不同抽取间隔下的声音，解释现象

程序如下

[Y,FS,NBITS]=WAVREAD('怒放的生命 - 汪峰 5s');

Y1=Y(:,1);

D= ;j=0;

%减抽样，D 表示抽样间隔（10 倍和 100 倍）

% I 表示开始减抽样的起始点

for i=1:D:length(Y1)

j=j+1;

Y2(j)=Y1(i);

%Y2 减抽样后的信号

end

N=length(Y1);

N1=length(Y2);

F1=fft(Y1);

F2=fft(Y2);

w1=2/N*[0:N-1];

w2=2/N1*[0:N1-1];

figure

subplot(4,1,1);plot(Y1);

subplot(4,1,2);plot(Y2);

%显示原单声道信号波形和频谱

%图显示抽样信号波形和频谱

subplot(4,1,3);plot(w1,abs(F1)); %显示原单声道信号 fft 变换后的波形和频谱

subplot(4,1,4);plot(w2,abs(F2)); %显示抽样信号快速 fft 变换后的波形和频谱

sound(Y2,FS)

%声音低沉，而且不是很清晰。有一些声音信号丢失，%

抽样率越高，声音越听不清晰，

图 2（（10 倍）图中由上而下依次为原单声道波形、抽样后波形、原单快速fft 变换波形、

抽样信号快速 fft 变换波形

图 2（（100 倍）图中由上而下依次为原单声道波形、抽样后波形、原单声道

快速 fft 变换波形、抽样信号快速 fft 变换波形）

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redmojo

2023-03-16

资源值得借鉴的内容很多，那就浅学一下吧，值得下载！
m0_51985946

2022-11-30

资源不错，很实用，内容全面，介绍详细，很好用，谢谢分享。
LIJIAN12399

2023-01-03

资源很好用，有较大的参考价值，资源不错，支持一下。

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