matlab信号采样与频谱分析

语音信号采样和频谱分析

------电子091 黄辉 2009021106

一．实验目的

（1）掌握傅里叶变换的物理意义，深刻理解傅里叶变换的内涵；

（2）了解MATLAB对声音信号的处理指令；

（3）了解计算机存储信号的方式及语音信号的特点； （4）加深对采样定理的理解； （5）加深学生对信号分析工程应用的理解，拓展学生在信号分析领域的综合应用能力。

二．实验内容

本实验利用MATLAB指令录制一段语音信号，观察其时域波形并进行傅里叶变换，观察其频域的频谱。根据该信号的频谱构成，选择三种不同的采样频率重新录制该语音信号，并试听回放效果，进行比较，以验证采样定理，并了解MATLAB对声音信号的处理指令，加深对采样定理的理解。

关键词：傅里叶变换 信号采样

三、实验原理

语音信号是一种连续变化的模拟信号，而计算机只能处理和记录二进制的数字信号，因此，由自然音而得的音频信号必须用计算机的声音编辑工具，先进行语音采样，然后利用了计算机上的A/D转换器，将模拟的声音信号变成离散的量化了的数字信号量化和编码，变成二进制数据后才能送到计算机进行再编辑

语音信号采样和频谱分析

一．实验目的

（1）掌握傅里叶变换的物理意义，深刻理解傅里叶变换的内涵；

（2）了解MATLAB 对声音信号的处理指令；

（3）了解计算机存储信号的方式及语音信号的特点；

（4）加深对采样定理的理解；

（5）加深学生对信号分析工程应用的理解，拓展学生在信号分析领域的综合应用能力。

二．实验内容

本实验利用MATLAB 指令录制一段语音信号，观察其时域波形并进行傅里叶变换，观察其频域的频谱。根据该信号的频谱构成，选择三种不同的采样频率重新录制该语音信号，并试听回放效果，进行比较，以验证采样定理，并了解MATLAB 对声音信号的处理指令，加深对采样定理的理解。

关键词：傅里叶变换 信号采样

三、实验原理

语音信号是一种连续变化的模拟信号，而计算机只能处理和记录二进制的数字信号，因此，由自然音而得的音频信号必须用计算机的声音编辑工具，先进行语音采样，然后利用了计算机上的A/D 转换器，将模拟的声音信号变成离散的量化了的数字信号量化和编码，变成二进制数据后才能送到计算机进行再编辑和存储。语音信号输出时，量化了的数字信号又通过D/A 转换器，把保存起来的数字数据恢复成原来的模拟的语音信号。

（1）应用MATLAB 进行声音的录制 （2）应用MATL

学生毕业设计报告

基于MATLAB的频谱分析与信号去噪

作 者 专 业

系（院） 年 级

学 号 日 期

指导教师

学生诚信承诺书

本人郑重承诺：所呈交的设计报告是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，报告中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得安阳师范学院或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在报告中作了明确的说明并表示了谢意。

签名： 日期：

报告使用授权说明

本人完全了解 有关保留、使用学位报告的规定，即：学校有权保留送交报告的复印件，允许报告被查阅和借阅；学校可以公布报告的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存报告。

签名： 导师签名： 日期：

基于MATLAB的频谱分析与信号去噪

摘要：本课题是基于数字信号处理的理论知识对语音信号、图像信号等的频谱分析以及对加

实验4 信号的频谱分析

一、 实验目的：

1. 掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的分析方法及其物理意义； 2. 观察截短的傅里叶级数而产生的“Gibbs现象”，了解其特点以及产生的原

因；

3. 掌握连续时间傅里叶变换的分析方法及其物理意义；

二、 实验内容及要求

1.

设上例中T1?2?;E?2，请用付立叶三角级数的方法绘制出上例中周期函数f(t)的一个周期，选择适当的不同谐波次数N，观察这两个信号用有限项谐波合成后的时域波形中是否有Gibbs现象产生，Gibbs现象有何规律，用文字说明你观察到的结果及相关分析或说明。尝试改变各频率分量的幅值或相位，观察周期函数波形所受的影响。 （1）程序代码

（2）实验结果

（3）实验分析

1、将具有不连续点如矩形脉冲进行傅立叶级数展开后，选取有限项进行合成。在逼近信号的断点处出现了明显的振荡现象，随着谐波次数的增加，振荡并没有消失，反而更加的集中在断点附近。

2、当改变周期信号各频率上的幅值和相位时，周期函数的波形随幅值和相位发生对应的变化。例：E=4，??1，则图形的幅值就变成2，且向右平移一个单位。

2.采用数值计算算法分别计算非周期连续时间信号f1的傅里叶变换.

f1?t??g6?t?

采用数值计

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

连续非周期信号频谱分析及Matlab实现

作者：谢海霞 孙志雄

来源：《现代电子技术》2013年第11期

摘 要： 为了便于计算机辅助计算复杂的连续信号频谱，经常采用DFT方法。DFT不仅能反映信号的频域特征更便于用计算机处理。这里先对连续非周期信号做离散化处理，然后截短得到有限长序列，最后做DFT变换。针对常用信号DFT谱分析的原理及谱分析中的相关问题进行了较为深入的探讨，并结合实例用Matlab仿真软件进行了分析和验证。 关键词： DFT； 频谱分析； Matlab； 矩形窗； Hamming窗

中图分类号：TN911.72?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）11?0053?04 0 引 言

频谱分析在数字信号处理中用途广泛：如滤波、检测等方面，这些都需要DFT（Discrete Fourier Transform）运算[1?3]。信号的Fourier变换建立了信号的时域与频域之间的一一对应关系，可以借助DFT来分析。有限长序列的DFT可以由数字方法直接计算，且DFT存

◆技术前沿◆

文章编号：１００９－－０９４０（２０１０）－ｍ一∞１２

基于ＭＡＴＬＡＢ

实现对语音信号频谱分析

赵淑敏兰州交通大学电子与信息互程学院麓铡７３００７０

摘

要：语音信号处理技术是语音处理领域中新近发展起来的一个学科分支，ＭＡＴＬＡＢ是一个数据

分析和处理功能十分强大的工程实用软件，运用它来进行语音信号的采集、分析和处理相当便捷。文章介绍了在Ｍａｔｌａｂ环境中如何采集语音信号和语音信号采集后的频谱分析处理．并通过实例分析了语音信号处理的Ｍａｔｔａｂ。

关键字：ＭＡＴＬＡＢ语音信号频谱分析傅里叶变换

一．引言

随着计算机技术和信息技术的发展．语音交互已经成为人机交互的必要手段，而语音信号的采集和处理是人机交互的前提和基础。Ｍａｔｌａｂ是美国Ｍａｔｈ

Ｗｏｒｋｓ

＝．语音信号的采集

Ｗｉｎｄｏｗｓ附件的娱乐中有个录音机程序，通过它可以驱动声片采集．播放和简单处理语音信号。为了清晰的阐明对语音信号进行频谱分析．首先使用Ｗｉｎｄｏｗｓ的录音机功能可以用麦克风直接录制一段女声”世界上最遥远的足巨离不是生与死．而是我就站在你面前你确不知道我爱你”，并保存为ＷＡＶ格式文件．供ＭＡＴＬＡＢ相关函数直接读取．写入或播放。本文以ＷＡＶ格式语音信号作为分析处理的输入数据。

例：在

班级： 学号： 姓名：

本次实验注意：《实验五MALTAB基础知识（简单）》

《实验五 基于Matlab的信号频谱分析（复杂）》 选作一个即可

实验五 基于Matlab的信号频谱分析

(一)

实验目的

直接序列扩频通信系统是目前应用最为广泛的系统。在扩频过程中，对于频谱的分析是重要研究内容，因此本实验目的在于熟悉信号的傅里叶变换，用傅里叶变换进行相应的频谱分析。 (二)

实验设备

计算机，Matlab软件 (三)

实验要求

本实验属于验证实验，请完成（四）实验内容的实验仿真，并将仿真结果截图至指定位置（注意：共3处）。

请在页眉处填写班级、学号、姓名，并将实验报告命名为“实验五_学号_姓名”，并通过FTP上传至指定文件夹。 (四)

实验内容

a）周期信号的傅里叶级数

（1）基本原理

若一周期信号f?t??f?t?kT?，其中k为整数，T成为信号的周期。若周期信号在一个周期内可积，则可通过傅立叶级数对该信号进行展开。其傅立叶展开式如（2－1）式所示：

?f?t??1T?n???Fnej2?nfst （1

信号与系统

实验报告

实验三 周期信号的频谱分析

实验报告评分：_______

实验三 周期信号的频谱分析

实验目的：

1、掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法；

2、观察截短傅里叶级数而产生的“Gibbs现象”，了解其特点以及产生的原因；

3、掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征。

实验内容：

（1）Q3-1 编写程序Q3_1，绘制下面的信号的波形图：

其中，0 = 0.5π，要求将一个图形窗口分割成四个子图，分别绘制cos(?0t)、cos(3?0t)、cos(5?0t) 和x(t) 的波形图，给图形加title，网格线和x坐标标签，并且程序能够接受从键盘输入的和式中的项数。

程序如下:

clear,%Clear all variables

close all,%Close all figure windows

dt = 0.00001; %Specify the step of time variable t = -2:dt:4; %Specify the interval of time w0=0.5*pi; x1=cos(w0.*t); x2=cos(3*w0.*t); x3=cos

生物医学信号处理大作业

题目：语音信号的滤波与频谱分析

学生姓名 学院名称 精密仪器与光电子工程 专 业 学 号

一、实验目的

语音信号的滤波与频谱分析

录制自己的一段语音：“天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学工程X班XXX, College of precision instrument and opto-electronics engineering, biomedical engineering”，时间控制在15秒到30秒左右；利用wavread函数读入语言信号，记住采样频率。

二、实验过程

（1）求原始语音信号的特征频带：可以分别对一定时间间隔内，求功率谱（傅里叶变换结果取模的平方）并画出功率谱。

（2）根据语音信号频谱特点，设计FIR或IIR滤波器，分别画出滤波器幅频和相频特性曲线。说明滤波器特性参数。用设计的滤波器对信号滤波，画出滤波后时域波形。用sound函数回放语音信号。

（3）求出特征频段语音信号随时间变化的曲线（每隔0.05秒求一次功率谱，连接成曲线）。

（4）选做：语谱图：横轴为时间，纵轴为频率，灰度值大小表示功率

应用Matlab对图像信号进行频谱分析及滤波

实验目的

1. 巩固所学的数字信号处理理论知识，理解信号的采集、处理、传输、显示和存

储过程；

2. 综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； 3. 学习资料的收集与整理，学会撰写课程设计报告。

实验环境

1. 微型电子计算机（PC）； 2. 安装Windows 10操作系统，MATLAB7.0，Formatfactory，绘画板等开发工具。

实验原理

在Matlab软件平台下，读取和显示彩色图像数据的相关函数和调用方法如下：

实验内容和任务要求

1. 选取一张彩色图像（注意不能出现雷同，否则记为0分），提取图像的灰度值，

并显示出灰度图像。 2. 在图像中增加正弦噪声信号(自己设置几个频率的正弦信号)，显示出加入噪声信

号后的灰度图像。

3. 给定滤波器的性能指标，分别设计FIR和IIR数字滤波器，并画出滤波器的幅

频响应曲线。

4. 用自己设计的滤波器对含噪声图像信号进行滤波，显示出滤波后的灰度图像。 5. 对原始灰度图像、加入噪声信号的灰度图像和滤波后的灰度图像进行频谱分析

和对比，分析信号的变化。

1

实验分析

本实验要求用Matlab软件完成对图像信息的处理。 对于任