内容发布更新时间 : 2024/11/20 11:22:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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

1. 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。

2. 掌握运用Matlab实现对音频信号的时频分析方法； 3. 初步掌握数字音频信号合成的方法。

4. 掌握运用Matlab设计IIR和FIR滤波系统的方法；

5. 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

1.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。 2.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

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谱线所对应的模拟频率。 3.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。 4.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。 5.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

1. 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。

2. 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。 3. 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）。 4. 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

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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：

① 实验目的 ② 实验性质 ③ 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。

④ 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。

⑤ 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。 ⑥ 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。

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