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MATLAB在音频信号处理中的应用 1.引言 MATLAB是美国Math Works公司推出的一种面向工程和科学计算的交互式计算软件、它以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合在一个简单易用的交互式工作环境中，是一款数据分析和处理功能都非常强大的工程实用软件。MATLAB软件除可以对文本数据进行操作外，还可以对图像文件、WAV类型的音频文件和AVI类型的视频文件进行读写.借助windows系统自带的音频录制播放设备和MATLAB软件，可以完成音频信号的综合分析处理。 音频是信号的一种，处理数字音频信号也是一种数字信号分析与处理。人能听到的声音频率范围为20Hz到20kHz，语音信号频率为300Hz到3.4kH。木文首先对音频信号的采集与频谱分析作介绍，然后介绍了用MATLAB处理音频信号的整体流程，并且对我们平常所听的音乐文件进行一系列的处理，然后用我们的耳朵亲自去听，去感受不同处理方法的效果。 2.音频信号的采集与频谱分析 进行音频的频谱分析时，首先要对声音信号进行采。MATLAB?的数据采集工具箱提供了一整套命令和函数,通过调用这些函数和命令,可直接控制声卡进行数据采集。Windows?自带的录音机程序也可驱动声卡来采集语音信号，并能保存为WAV?格式文件供MATLAB?相关函数直接读取、写入或播放。函数[y, fs, bits] =wavread(‘Blip’, N)。用于读取音频，对音频信号进行采集，采样值放在参数y中，fs表示每秒采样点数，即采样频率，bits表示每个采样点在编码时所占位数。N表示采样点总数。参数’Blip’为音频所在地址，如:C:\yinpinl。调用函数fft可对己采集音频信号进行时频转换，通过函数abs()和angle()可分别得到信号频谱的幅频图和相频图。对放在C盘目录下手机短信铃声”test.wav”进行采样与频谱分析。 其体代码如下: clear all; [y0,Fs0,nbits0]=wavread(test.wav); a=round(length(y0)); y01=fft(y0);y011=abs(y01); t0=linspace(0,a/Fs0,a); figure(1);subplot(2,1,1);plot(t0,y0); title((a),fonts,10.5 ,position ,[25,-1.5]); xlabel(时间/s,fonts,10.5 ,position,[45,-1.4]); ylabel(幅值n,fonts, 10.5,position,[-3,0.7]); f0=linspace(0,Fs0,a); figure(2);subplot(2,1,1);plot(f0,y011); title((a),fonts,10.5 ,position ,[8000,-780]); xlabel(频率f/hz,fonts,10.5 ,position,[14000,-600]); ylabel(幅值n,fonts, 10.5,position,[-1500,2000]); figure(3);subplot(2,1,1); plot(f0(1:round(a/16)),y011(1:round(a/16))); title((a),fonts,10.5 ,position ,[500,-780]); xlabel(频率f/hz,fonts,10.5 ,position,[850,-600]); ylabel(幅值n,fonts, 10.5,position,[-90,2000]); 运行程序，得到音频信y0，采样率Fs0 =44100/s;采样总点数a= 441000;音频总时长t0=10s。通过图1音频信号时域波形图，可以看出音频频率的大小，但不够定量，频率分布定量计算需要通过频谱分析。通过MATLAB对音频进行处理，得到图1的音频信号时域信号波形图，和图2、图3的幅频图。 图1音频信号时域信号波形图 图2音频信号幅频图 图3音频信号频谱密集部分幅频图 由图2的音频信号幅频图可以看图，此音频信号的频率主要集中在低频区和高频区，此外我们还可以用MATLAB计算频率在1000hz以下的频谱部分占0-45000hz频谱部分的比例。 具体实现语句为： w0=(sum(y011(1:10000)))/sum(y011(1:45000)); 运行结果w0=0.5324。 3.MATLAB?处理音频信号的流程 我们听到的声音一般都属于复音,其声音信号由不同的