数字信号处理课程设计报告-基于matlab的语音信号的特技处理

数字信号处理课程设计报告-基于matlab的语音信号的特技处理内容摘要：

其可调范围 为 0~10，其值较高时，混响效果比较丰厚、温暖；其值较低时，混响效果则较空旷、冷僻。 预延时：自然混响声阵的建立都会延迟一段时间，预延时即为模拟次效应而设置。 声阵密度：此项参数可调整声阵的密度，其值较高时，混响效果较为温暖，但有明显的声染色；其值较低时，混响效果较深邃，切声染色也较弱。 频率调制：这是一项技术性的参数，因为电子混响的声阵密度比自然混响稀疏，为了使混响的声音比较平滑、连贯，需要对混响声阵列的延时时间进行调制。 此项技术可以有效的消除延时声阵列的段裂声，可以增加混响声的柔和感。 调治深度：指上述 调频电路的调治深度。 (2)延时就是将音源延迟一段时间后，再欲播放的效果处理。 依其延迟时间的不同，可分别产生合唱、镶边、回音等效果。 当延迟时间在 3~35ms之间时人耳感觉不到滞后音的存在，并且他与原音源叠加后，会因其相位干涉而产生 梳状滤波 效应，这就是镶边效果。 如果延迟时间在 50ms以上时，其延迟音就清晰可辨，此时的处理效果才是回音。 回音处理一般都是用于产生简单的混响效果。 延时、合唱、镶边、回音等效果的可调参数都差不多，具体有以下几项： *延时时间（ Dly），即主延时电路的延时时间调整。 *反馈增益（ FB Gain），即延时反馈的增益控制。 *反馈高频比（ Hi Ratio），即反馈回路上的高频衰减控制。 数字信号处理课程设计报告 4 *调制频率（ Freq），指主延时的调频周期。 *调制深度（ Depth），指上述调频电路的调制深度。 *高频增益（ HF），指高频均衡控制。 *预延时（ Ini Dly），指主延时电路预延时时间调整。 *均衡频率（ EQ F），这里的频率均衡用于音色调整，此为均衡的中点频率选择。 由于延时产生的效果都比较复杂多变，如果不是效果处理专家，建议使用设备提供的预置参数，因为这些预置参数给出的处理效果一般都比较好。 离散傅立叶变换 在 MATLAB的信号处理工具箱中函数 FFT和 IFFT用于快速傅立叶变换和逆变换。 下面介绍这些函数。 函数 FFT用于序列快速傅立叶变换。 函数的一种调用格式为 y=fft(x) 其中， x是序列， y是序列的 FFT， x可以为一向量或矩阵，若 x为一向量， y是 x的FFT。 且和 x相同长度。 若 x为一矩阵，则 y是对矩阵的每一列向量进行 FFT。 如果 x长度是 2的幂次方，函数 fft执行高速基－ 2FFT算法；否则 fft执行一种混合基的离散傅立叶变换算法，计算速度较慢。 函数 FFT的另一种调用 格式为 y=fft(x,N) 式中， x， y意义同前， N为正整数。 函数执行 N点的 FFT。 若 x为向量且长度小于 N，则函数将 x补零至长度 N。 若向量x的长度大于 N，则函数截短 x使之长度为 N。 若 x 为矩阵，按相同方法对 x进行处理。 经函数 fft求得的序列 y一般是复序列，通常要求其幅值和相位。 MATLAB提供求复数的幅值和相位函数： abs， angle，这些函数一般和 FFT同时使用。 函数 abs(x)用于计算复向量 x的幅值，函数 angle(x)用于计算复向量的相角，介于 和 之间，以弧度表示。 函数 unwrap(p)用于展开弧度相位角 p ,当相位角绝对变化超过 时，函数把它扩展至。 用 MATLAB工具箱函数 fft进行频谱分析时需注意： （ 1） 函数 fft返回值 y的数据结构对称性。 （ 2） 频率计算。 （ 3） 作 FFT分析时，幅值大小与 FFT选择点数有关，但不影响分析结果。 数字信号处理课程设计报告 5 滤波器设计 单回声滤波器的系统函数： H(z)= )(1 Rza  a 1 （ 31） 无限个回声滤波器的系统函数 : H(z)= )](1[)( RzaRz  a 1 （ 32） 全通结构的混响器的系统函数 : H(z)= )](*1[)]([ RzaRza  a 1 （ 33） 函数 filter 函数 filter的调用格式为 y=filter(b,a,x) 该格式采用数字滤波器对 数据进行滤波，既可以用于 IIR滤波器，也可以用于 FIR滤波器。 其中向量 b和 a分别表示系统函数的分子、分母多项式的系数，若 a＝ 1，此时表示 FIR滤波器，否则就是 IIR滤波器。 该函数是利用给出的向量 b和 a，对 x中的数据进行滤波，结果放入向量 y。 (1)利用 Windows下的录音机或其他软件，录制一段自己的语音信号，时间控制在1s左右，并对录制的信号进行采样。 (2)语音信号的频谱分析，画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 (3)将信号加入延时和混响，再分析其频谱，并与原始信号频谱进行 比较。 (4)设计几种特殊类型的滤波器：单回声滤波器，多重回声滤波器，无限个回声滤波器，全通结构的混响器，并画出滤波器的频域响应。 (5)用自己设计的滤波器对采集的语音信号进行滤波。 (6)分析得到信号的频谱，画出滤波后信号的时域波形和频谱，并对滤波前后的信号进行对比，分析信号的变化。 (7)回放语音信号。 详细流程图 数字信号处理课程设计报告 6 图 32 语音信号的 特技处理 设计程序流程图 4 代码编写 %原始信号 x1=wavread(39。 39。 )。 %读取信号 figure。 plot(x1)。 title(39。 原始信号 39。 )。 sound(5*x1,40000)。 %对 原始 声音的回放 用 wavread 从自己的电脑导入Windows 下 1s 语音信号 画出采样后语音信号的时域波形与频谱图。 N=2020,和 调用 fft 函数快速傅里叶变换。 对采样后语音信号进行延时 30，在调整采样信号的长度，两者相加，就得到混响。 无限个回声滤波器 Bz=[0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1]。 Az=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,a]。 yy1=filter(Bz,Az,x)。 YY1=fft(yy1,2020)。 全通结构的混响器 Bz1=[a,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1]。 Az1=[1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,a]。 yy2=filter(Bz1,Az1,x)。 YY2=fft(yy2,2020)。 单回声滤波器 a=。 y2=x+z*。 Y2=fft(y2,2020)。 sound(yy1,fs,bits)。 sound(yy2,fs,bits)。 sound(y2,fs,bits)。 数字信号处理课程设计报告 7。