数字信处理实验内容音频信分析与处理

Documentnumber【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】数字信处理实验内容音频信与处理数字信号处理实验内容——音频信号采集、分析及处理一、实验目的以音频信号为例，熟悉模拟信号数字处理过程，进一步理解数字信号处理概念。掌握运用Matlab实现对音频信号的时频分析；初步掌握数字音频信号合成的方法。掌握运用Matlab设计IIR和FIR滤波系统的方法；掌握运用Matlab实现对加噪的音频信号进行去噪滤波的方法。锻炼学生运用所学知识独立分析问题解决问题的能力，培养学生创新能力。二、实验性质综合分析、设计性实验三、实验任务实验内容一：windows系统中的“ding”音频信号的采集、分析、合成音频信号的采集编写Matlab程序，采集windows系统中的“ding”声，得到*.wav音频文件，而后实现音频信号回放。音频信号的频谱分析运用Matlab软件实现对音频信号的时域分析和频域分析，并打印相应的图形，完成在实验报告中。注意：此音频信号的频谱包含两条主要谱线，在进行频谱分析时，注意频谱的完整性，利用MATLAB实现对两条主要谱线的定位并计算谱线所对应的模拟频率。音频信号的分解和合成运用Matlab软件实现音频信号的分解与合成，将音频信号的频谱中两部分频谱成分进行分解，分别绘制出分解后的两个信号的频谱图；然后将分解后的两个信号再合成为一个新的信号，将合成后的新信号的时域、频域图与原来的信号时域、频域图相比较，绘制出对比效果图。音频信号的回放运用Matlab软件实现音频信号的回放，将合成后的新信号和原音频信号分别进行回放，对比两个信号的声音效果。音频信号分段傅里叶分析（选作）分析对一般音频.wav信号进行一次性傅里叶分析时存在的主要问题，利用分段傅里叶变换对该音频信号重新分析并合成。对比一次傅里叶分析结果并进行总结。实验内容二：任意音频信号的时域和频域分析及数字滤波器设计音频信号的采集音频信号的采集可以通过Windows自带的录音机也可以用专用的录制软件录制一段音频信号（尽量保证无噪音、干扰小），也可以直接复制一段音频信号（时间为1s），但必须保证音频信号保存为.wav的文件。音频信号的时域、频域分析运用Matlab软件实现对音频信号的打开操作以及时域分析和频域分析，并画出相应的图形，打印在实验报告中。引入干扰信号在原有的音频信号上，叠加一个频率为100KHz的正弦波干扰信号（幅度自定，可根据音频信号幅度情况而定）。数字滤波器设计运用Matlab实现IIR或FIR滤波系统，要求加入干扰的音频信号经过滤波系统后，能够滤除100KHz的干扰信号，同时保留原有的音频信号，要求绘制出滤波系统的频谱图，同时绘制出滤波前后音频信号的时域、频域对比图。实验内容三：编写FFT算法程序（此部分为选作内容）分析FFT算法实现过程，运用Matlab软件实现FFT函数功能，要求运用自行编写的Matlab程序实现对固定信号（自定义信号）的频谱分析，并绘制出频谱图；然后将自己设计的FFT算法程序与FFT函数实现的频谱图相比较，分析两个程序结果的差别及原因。四、实验报告要求实验报告包括：实验目的实验性质实验任务分析包括实验任务的分解、根据实验任务编写程序框图，并根据程序框图说明编程思想。实验结果及结果分析此部分为重点内容，能够验证程序的正确性，要求实验结果中的图形要有标题，作对比分析时，需要加上说明，并对实验结果进行分析，得出结论。要求把打印好的图形剪裁下来，粘贴到实验报告纸上，避免出现把图形打印在A4纸上，直接附在报告后。打印时正反面打印,尽量不要彩打。实验体会说明实验过程中遇到的问题及解决问题的过程和方法。实验程序打印后，以附录的形式附在报告后，但要注意打印纸不要超出报告纸的大小。五、实验安排1、第一次实验进行任务布置，熟悉实验软件；2、第二次实验时间进行实验指导及实验内容一验收；3、第三次、第四次实验时间进行实验指导及整体实验任务验收。六、成绩给定成绩分三部分给定，其中，平时表现占20%，报告占30%，验收占50%。验收分操作和口试两部分，要求单人进行验收，口试部分需要完成实验原理、实验过程、实验结果分析讨论等内容的问题回答。实验内容发挥部分未做，最高成绩为良好。实验报告以小形式完成。