基于MATLAB 利用LMS算法使用自适应滤波器去回应回音附带详细实验报告

clear %释放系统存储空间 clf %清除运行中的图 N=2; %设置回音的个数 G=[0.5 0.8]; %此为回音与原信号的对应幅值之比，用于设置回音的大小 D=[5000 2000];%设置延迟的大小 延迟时间t=fs*D Dmax=max(D); %求出延迟中的最大延迟 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%原信号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% [y,fs]=audioread('321.wav '); %读取音频文件 d=y; %期望得到信号 y=y(:,1); %取单通道信号 Y=fft(y); %对原始信号傅里叶变换 figure(1) subplot(2,2,1:2); plot(y); title('原始信号时域波形'); subplot(2,2,3); plot(abs(Y)); title('原始信号幅度'); subplot(2,2,4); plot(angle(Y)); title('原始信号相频'); grid on % %%%%%%%%%%%%对采样后的信号进行延时模块1%%%%%%%%%%%%%%% z= delay1( N,G,D,Dmax,y); Z=fft(z,30000); %sound(y,fs); figure(2) subplot(2,2,1:2); plot(z); title('延迟信号时域波形'); subplot(2,2,3); plot(abs(Z)); title('延迟信号幅度'); subplot(2,2,4); plot(angle(Z)); title('延迟信号相频'); grid on %%%%%%%%%对采样后的信号进行混响%%%%%%%%%%%%%%%% y=[y;zeros(5000,1)]; y1=y+z; %将原始音频与回音信号叠加 Y1=fft(y1,30000); %对叠加后信号求傅里叶变换 figure(3) subplot(2,2,1:2); plot(y1); title('混响信号时域波形'); subplot(2,2,3); plot(abs(Y1)); title('混响信号幅度'); subplot(2,2,4); plot(angle(Y1)); title('混响信号相频'); grid on %sound(y1,fs); %%%%%%%%绘制数据样本的自相关函数图像%%%%%%%%%% figure(4) r=xcorr(y1); plot(r); grid on; title('y1的自相关函数') grid on %%%%%%利用自相关函数求出回声延迟%%%%%%%%%%%%% [u,v]= max(r); r1=r; r1(v-200:v+200,1)=0; [u1,v1]=max(r1); N=v-v1; %相减之后得到音频信号与回声的延迟 %%%%%%%%%%利用LMS算法进行自适应滤波%%%%%%%%%%%% a=length(y1); %取读采样的长度 ns=y1-y; %高斯白噪声信号 u=y1; %需要滤波的信号 mu=0.001; %收敛步长 M=1024; %32阶滤波器 w=zeros(M,1); %初始化 u=u(:); d=d(:); e=zeros(1,a); for n=M:a %开始迭代 uvec=u(n:-1:n-M+1); % e(n)=d(n)-w'*uvec; %y(n)=w'*uvec w=w+2*mu*uvec*e(n); o(n) = w'*uvec; end %%%%%%%%%%%%%%%时域绘图%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% n=1:a; figure(5) subplot(5,1,1) plot(n,y);xlabel('t') title('原始音频') subplot(5,1,2) plot(n,ns);xlabel('t') title('噪声音频') subplot(5,1,3) plot(n,y1);xlabel('t') title('加噪后音频') subplot(5,1,4) plot(n,o);xlabel('t') title('滤波后音频') subplot(5,1,5) plot(n,e);xlabel('t') title('均方误差') grid on audiowrite('add_noise.wav',y1,fs); %保存数据 audiowrite('LMS_filter.wav',o,fs); sound(y1,fs); %播放带有回音的混响音频 pause(5); sound(z,fs); %播放延迟音频 pause(5); sound(o,fs); %播放滤波后音频