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基于MATLAB音乐信号处理和分析
基于MATLAB的音乐信号处理和分析
一、设计题目:
基于 MATLAB 的信号close all
clear all
clc
[y,fs,b]=wavread(2);
l=length(y);
n=0:l-1;
y1=y(:,1);
subplot(2,1,1);
plot(y1);
grid on;
title(抽样后时域特性);
%听取抽样后的wav音乐
sound(y1,fs);
fy1=fft(y1);
w1=n*2/l;
subplot(2,1,2);
plot(w1,abs(fy1));
grid on;
title(抽样后频域特性);
(二)windows的抽样率为:44100
(三)输出信号的波形如下:
(四)在不同抽样率下的音调变化为:抽样率越大,音调越高
2、音乐信号的抽取(减抽样)
(一)程序设计如下:
d=5;
j=0;
for i=1:d:l;
j=j+1;
y2(j)=y1(i);
end
figure:subplot(2,1,1);
plot(y2);
grid on;
title(减抽样后的时域特性);
fy2=fft(y2);
subplot(2,1,2);
plot(abs(fy2));
grid on;
title(减抽样后的频域特性);
sound(y2,fs/d);
(二)、观察到信号的频率上限大约为48000hz,测试后发现d取值界限为4,大于4之后出现混叠现象
(三)、输出的图形如下:
(四),当抽取间隔变大后会出现混叠现象,听取声音是发现,音乐在时域的信息有增加,长度变长
3、音乐信号的AM调制与同步解调
(一)、设计程序如下
%%%%%%%%%调制
cs=cos(0.6*pi*n);
f=y1.*cs;
figure;
subplot(2,2,1);
plot(f);
title(调制后信号时域特性);
grid on;
F=fft(f);
subplot(2,2,2);
plot(w1,abs(F));
title(调制后信号频域信号);
grid on;
%sound(f,fs);
%%%%%%%%%解调
y0=f.*cs;
subplot(2,2,3);
plot(y0);
title(解调后信号时域特性);
F0=fft(y0);
subplot(2,2,4);
plot(w1,abs(F0));
title(解调后频域特性);
grid on;
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%调制时低频为.0.2,高频可选为0.6
(二)、高频时的输出图形为:
低频时的输出波形为:
(三)参数选择依据:由1中图形可得出原信号的上限截止频率为0.5pi,因此选择调制信号时,由于余弦函数的作用相当于对信号进行频域搬移,信号经傅里叶变换后成为周期信号,若调制信号频率过低会使原信号搬移后出现叠加现象,因此调制信号频率选择为cs=cos(0.6*pi*n)
4.滤波器的设计
(一)设计程序如下:(参数选择依据为原信号上限频率为0.5pi,因此滤波器截止频率应为0.5pi左右)
%巴特沃斯滤波
[N,wn]=buttord(0.5,0.6,1,30);
[b,a]=butter(N,wn);
[h,w]=freqz(b,a);
figure;
subplot(3,3,1);
plot(w/pi,abs(h));
grid on;
title(巴特沃斯滤波器特性);
yy=filter(b,a,y0);
%sound(yy,fs);
subplot(3,3,2);
plot(yy);
title(滤波后时域特性);
grid on;
fyy=fft(yy);
subplot(3,3,3);
plot(w1,abs(fyy));
title(滤波后频域特性);
grid on;
%sound(yy,fs);
%FIR滤波
wc=0.4*pi;
N=33;
hd=ideal_filter(wc,N);
%矩形窗滤波
boxf=boxcar(N);
h1=hd.*boxf;
lx=length(h1);
wx=(0:lx-1)*2/lx;
subplot(3,3,4);
plot(wx,20*log(abs(fft(h1))));
title(矩形窗滤波器特性);
grid on;
yy1=conv(y0,h1);
subplot(3,3,5);
plot(yy1);
%sound(yy1,fs);
title(矩形窗滤波后音谱);
grid on;
fyy1=fft(yy1);
l2=length(yy1);
w2=(0:l2-1)*2/l2;
subplot(3,3,6);
plot(w2,abs(fyy1));
title(矩形窗滤波后频谱);
g
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