计算机应用综合设计
实验报告
声音信号的获取与处理
学院电子与信息学院
专业电子信息科学类
姓名
学号
提交日期2012年8 月30日
自评成绩良好
一、实验目的
本实验通过麦克风录制一段语音信号作为解说词并保存，通过线性输入录制一段音乐信号作为背景音乐并保存。为录制的解说词配背景音乐并做相应处理，
制作一段完整的带背景音乐的解说词。
二、实验内容及数据记录
①用Windows录音机录制解说词
◎执行【开始】|【所有程序】|【附件】|【娱乐】|【录音机】。打开【录音机】，单击录音按钮开始录音。当录制时间大于60秒时，继续点击按钮继续录制。当朗读材料结束后单击停止按钮结束录制。
◎执行菜单栏【文件】|【另存为】命令，在出现的【另存为】对话框中的【格式】中单击【更改】按钮。在弹出的【选择声音】对话框中修改【属性】项为
【22.05kHz 16位86KB/s】，单击【确
定】按钮，返回【另存为】对话框，选
好保存的路径，文件名为【example_1】，
类型保存为WA V。
②使用Cool Edit录制背景音乐
◎打开Cool Edit Pro，单击工具栏的File按钮，在弹出的New Waveform对话框中，分别选择Sample Rate为44100，Channels为Stereo，Resolution为【16-bit】，单击OK按钮开始录音。在录音结束后，单击工具栏的Stop按钮，完成录音。◎单击工具栏的File|Save As，打开保存对话框，选择好保存路径，文件名为
【example_2】，保存类型为Windows PCM（*.Wav），单击【保存】按钮，完成对背景音乐文件的录制。
③使用Cool Edit Pro进行混音处理
Ⅰ用Cool Edit Pro打开【example_1】，执行Edit|Mix Paste命令，打开Mix Paste 对话框；设置L、R为90，选中Overlap，设置Crossfade值为50，选中From File，单击Select按钮选择作为背景音乐的文件【example_2】，设置Looppast为1，单击OK按钮完成设置。
Ⅱ处理结束后，打开File|Save As，选择路径，文件名为【example_3】，单击【保存】按钮，完成混音处理，并保存文件。
三、实验习题
1、根据奈奎斯特采样理论，如果CD激光唱盘的采样频率为44KHz，那么
可记录的最好音频是（B）
A．44kHz B．22kHz C．88kHz D．11kHz
2、MP3格式文件是将WA V文件已MPEG3的多媒体标准进行压缩，压缩后的体积只有原来的（C ）
A．1/10 B．1/12 C．1/10~1/12 D．1/15
3、在录音机中录制音乐，其文件长度为（A）
A．1分钟B．2分钟C．任意D．少于1分钟
4、数字音频采样和量化过程所用的主要硬件是（C）
A．数字编码器B．数字解码器
C．模拟到数字的转换器（A/D转换器）
D．数字到模拟的转换器（D/A转换器）
5、简述音频数字化的基本过程
由于音频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，由自然音源而得的音频信号必须经过一定的变化和处理，变成二进制数据后才能送到计算机进行再编辑和存贮。
PCM（Pulse Code Modulation）脉冲编码调制是一种模数转换的最基本编码方法。它把模拟信号转换成数字信号的过程称为模/数转换，它主要包括：
采样：在时间轴上对信号数字化；
量化：在幅度轴上对信号数字化；
编码：按一定格式记录采样和量化后的数字数据。
编码的过程首先用一组脉冲采样时钟信号与输入的模拟音频信号相乘，相乘的结果即输入信号在时间轴上的数字化。然后对采样以后的信号幅值进行量化。最简单的量化方法是均衡量化，这个量化的过程由量化器来完成。对经量化器A/D变换后的信号再进行编码，即把量化的信号电平转换成二进制码组，就得到了离散的二进制输出数据序列x ( n )，n表示量化的时间序列，x ( n )的值就是n 时刻量化后的幅值，以二进制的形式表示和记录。
6、试计算WA VE文件在双声道，16位采样位数，22.05kHz采样频率，时间为
2分钟，所需的存储容量。
22.05KHz/秒* 120秒* 2声道* 2字节（16bit) =10584KB =10.584MB
四、实验小结
这个实验让我第一次接触到编辑音频的软件，学会了编辑音频，学会了混音。收获很大。这个实验也包含了很多关于音频的知识，弥补了自己在这方面的空白，学会了各种音频格式的原理还有优缺点，这是最大的受益。
语音信号处理实验 班级： 学号： 姓名：
实验一 基于MATLAB 的语音信号时域特征分析（2学时） 1） 短时能量 （1）加矩形窗 a=wavread('mike.wav'); a=a(:,1); subplot(6,1,1),plot(a); N=32; for i=2:6 h=linspace(1,1,2.^(i-2)*N);%形成一个矩形窗，长度为2.^(i-2)*N En=conv(h,a.*a);% 求短时能量函数En subplot(6,1,i),plot(En); if (i==2) ,legend('N=32'); elseif (i==3), legend('N=64'); elseif (i==4) ,legend('N=128'); elseif (i==5) ,legend('N=256'); elseif (i==6) ,legend('N=512'); end end 00.51 1.52 2.5 3 x 10 4 -1 100.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 024 N=3200.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 05 N=6400.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 0510 N=12800.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 01020 N=2560 0.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 02040 N=512 （2）加汉明窗 a=wavread('mike.wav'); a=a(:,1); subplot(6,1,1),plot(a); N=32;
for i=2:6 h=hanning(2.^(i-2)*N);%形成一个汉明窗，长度为2.^(i-2)*N En=conv(h,a.*a);% 求短时能量函数En subplot(6,1,i),plot(En); if (i==2), legend('N=32'); elseif (i==3), legend('N=64'); elseif (i==4) ,legend('N=128'); elseif (i==5) ,legend('N=256'); elseif (i==6) ,legend('N=512'); end end 00.51 1.52 2.5 3 x 10 4 -1 100.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 012 N=3200.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 024 N=6400.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 024 N=12800.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 0510 N=2560 0.5 1 1.5 2 2.5 3x 10 4 01020 N=512 2） 短时平均过零率 a=wavread('mike.wav'); a=a(:,1); n=length(a); N=320; subplot(3,1,1),plot(a); h=linspace(1,1,N); En=conv(h,a.*a); %求卷积得其短时能量函数En subplot(3,1,2),plot(En); for i=1:n-1 if a(i)>=0 b(i)= 1;
音频编辑实验报告 姓名:戴俏波班级:机电1113班学号:11223064 一．实验内容及任务要求 1. 内容:学习audition的使用 2. 要求:广播剧的设计与制作 二．实验步骤 1、选好广播剧剧本《卖火柴的小女孩》 2、在多轨视图界面用Audition完成素材的录音,步骤如下: (1)执行【选项】|【Windows录音控制台】,打开【录音控制】对 话框,进行相关设置。 (2)设置完毕后关闭【录音控制】对话框。 (3)打开剧本。 (4)单击【传送器】面板中的【录音】按钮,并切换到剧本,使用麦克 风进行剧本表演。完毕后,再次单击【录音】按钮,结束声音的录制。 (5)单击【传送器】面板的【播放】按钮,试听录制的效果。 (6)执行【文件】|【另存为】命令,保存录制的音频文件 3、对录制的音频在编辑模式下进行处理 (1)删减空白音频波形 (2)增加间隔时间 (3)对音频进行降噪处理 (4)修复破音 (5)增大音频音量
(6)为声音添加混响效果 (7)对处理后的音频进行局部修整,或调整局部的音量大小,或去除局部的噪音,使得整个音频听起来更加与谐。 4、给录制的音频添加背景音乐 (1)在网上下载背景音乐《卖火柴的小女孩》与其她配合使用的音乐素材,如风声,铃铛声,马蹄声,马啸声。 (2)将音乐添加到第二个音轨上,配合录制的音频的情境适当删减音频的长度或增加音频的长度。 (3)适当减小背景音乐声音的大小,使得二者相匹配。 5、试听录制的音频与背景音乐一起的效果,根据视听效果局部修整音频。 6、将修改后的广播剧保存成mp3格式。 三.实验感悟 1、由于音频实验就是几周前完成的,开始不知道要写实验报告,所以就没有截屏,只简单地介绍了一下具体进行的音频编辑操作,请老师谅解。 2、在进行音频编辑操作时,只选中自己想编辑的区域进行编辑,不要全部选择。比方说用降噪器效果,如果将音频全部选中,则全部降噪,不能达到预想的效果。 3、录音时不要离话筒太近,也不要太大声,否则波形振幅过大,不容易编辑而且容易失真。录音时尽量保持周围无噪音。 4、要及时保存,否则很容易丢失音频。
一、实验目的 1. 通过本次实验回忆并熟悉MATLAB这个软件。 2. 通过本次实验学会如何利用MATLAB进行序列的简单运算。 3. 通过本次实验深刻理解理论课上的数字信号处理的一个常见方法——对时刻n的样本附近的一些样本求平均，产生所需的输出信号。 3. 通过振幅调制信号的产生来理解载波信号与调制信号之间的关系。 二、实验内容 1. 编写程序在MATLAB中实现从被加性噪声污染的信号中移除噪声的算法，本次试验采用三点滑动平均算法，可直接输入程序P1.5。 2. 通过运行程序得出的结果回答习题Q1.31-Q1.33的问题，加深对算法思想的理解。 3. 编写程序在MATLAB中实现振幅调制信号产生的算法，可直接输入程序P1.6。 4. 通过运行程序得出的结果回答习题Q1.34-Q1.35的问题，加深对算法思想的理解。 三、主要算法与程序 1. 三点滑动平均算法的核心程序： %程序P1.5 %通过平均的信号平滑 clf; R=51; d=0.8*(rand(R,1)-0.5);%产生随噪声 m=0:R-1; s=2*m.*(0.9.^m);%产生为污染的信号 x=s+d';%产生被噪音污染的信号 subplot(2,1,1); plot(m,d','r-',m,s,'g--',m,x,'b-.');
xlabel('时间序号n');ylabel('振幅'); legend('d[n]','s[n]','x[n]'); x1=[0 0 x];x2=[0 x 0];x3=[x 0 0]; y=(x1+x2+x3)/3; subplot(2,1,2); plot(m,y(2:R+1),'r-',m,s,'g--'); legend('y[n]','s[n]'); xlabel('时间序号n');ylabel('振幅'); 2. 振幅调制信号的产生核心程序：（由于要几个结果，因此利用subplot函数画图） %程序P1.6 %振幅调制信号的产生 n=0:100; m=0.1;fH=0.1;fL=0.01; m1=0.3;fH1=0.3;fL1=0.03; xH=sin(2*pi*fH*n); xL=sin(2*pi*fL*n); y=(1+m*xL).*xH; xH1=sin(2*pi*fH1*n); xL1=sin(2*pi*fL1*n); y1=(1+m1*xL).*xH; y2=(1+m*xL).*xH1; y3=(1+m*xL1).*xH; subplot(2,2,1); stem(n,y); grid; xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('m=0.1;fH=0.1;fL=0.01;'); subplot(2,2,2); stem(n,y1); grid; xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('m=0.3;fH=0.1;fL=0.01;'); subplot(2,2,3); stem(n,y2); grid; xlabel('时间序号n');ylabel('振幅');title('m=0.3;fH=0.3;fL=0.01;'); subplot(2,2,4); stem(n,y3); grid;
实验编号：四川师大《声音媒体技术》实验报告 2017年11月5日计算机科学学院级班实验名称：声音信号的编辑处理 姓名：学号：指导老师：实验成绩: 实验录音系统的连接和使用 一．实验目的及要求 （1）掌握录音系统的连接方法； （2）熟悉录音系统相应设备的功能，并熟练使用； （3）掌握录音系统功率匹配、阻抗匹配的原理； 二．实验内容 （1）利用阻抗匹配、功率匹配原理，实现录音系统连接； （2）熟练掌握阻抗匹配、功率匹配实现录音系统连接的工作原理； （3）熟悉录音系统各类设备的操作使用； 三．实验主要流程、步骤（该部分如不够填写，请另加附页） 1.利用阻抗匹配、功率匹配原理，实现录音系统连接。 （1）老师介绍调音台的各输入与输出端子的功能，以及其控制按钮的名称和作用。 （2）用转换头将电容式话筒连接到调音台，电容式话筒的插头插在1和2路录音孔中，（遵循阻抗匹配原理，一定要注意传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同，即传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态）； （3）再把监听耳机的插头插在监听插口。 （4）把调音台的输出端用连接线与电脑的主机连接，给电脑传送音频信号，（遵循阻抗匹配原理，电脑的功率要和传输线的输出功率匹配）； （5）最后连接电源线 （6）MONITOR是总监听音量旋钮，调节该通路在监听线路中的音量大小。.通过调节HIGH、MIDDLE、LOW三段均衡器旋钮来调节声音大小打开电脑进行调试，测试录音能否正常工作。 2.熟练掌握阻抗匹配、功率匹配实现录音系统连接的工作原理。 （1）阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗相适配，得到最大功率输出的一种工作状态，阻抗匹配则传输功率大，内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。 （2）设备输出功率要与负载阻抗一致。 3.熟悉录音系统各类设备的操作使用。 （1）POWER ON是调音台开关，当 ON 的一边被按下时，调音台便接通电源； （2）MIC是麦克风输入接口，LINE是高电平输入接口，MONITOR是监听输出接口； （3）电容式话筒的敏感度及其高，在录制声音史应该对准说话的人； （4）在调音台每一路输入通道上都有一组均衡旋钮，HIGH是高频，MID是中频，LOW是低频，高中低频率旋钮向左（顺时针）旋时，对应的频段就会得到提升，反之衰减。 四.实验结果的分析与评价（该部分如不够填写，请另加附页 1.阻抗匹配的方法有两种，一种是改变阻抗力，另一种是调整传输线的长度。 2.调音台可对输入的不同电平不同阻抗的音源信号进行放大、衰减、动态调整等，用附 带的均衡器对信号各频段进行处理，调整各通道信号的混合比例后，对各通道进行分配并送至各个接收端，控制现场扩声信号及录制信号。 3.调音台的输入信号大体上分为低阻话筒信号输入和高阻线路信号输入两种。 4.调音台输入插口基本可以分为3种：TRS，XLR，RCA。
数字信号处理实验二 信号的分析与处理综合实验 38152111 张艾一、实验目的 综合运用数字信号处理的理论知识进行信号的采样，重构，频谱分析和滤波器的设计，通过理论推导得出相应结论，再利用Matlab作为编程工具进行计算机实现，从而加深对所学知识的理解，建立概念。 二、基本要求 1．掌握数字信号处理的基本概念、基本理论和基本方法； 2．学会MATLAB的使用，掌握MATLAB的程序设计方法； 3．掌握用MATLAB设计简单实验验证采样定理的方法； 4．掌握在Windows环境下语音信号采集的方法； 5．学会用MATLAB对信号进行频谱分析； 6．掌握MATLAB设计FIR和IIR数字滤波器的方法； 三、实验内容 1．利用简单正弦信号设计实验验证采样定理： （1）Matlab产生离散信号的方法，作图的方法，以及基本运算操作 （2）对连续正弦信号以不同的采样频率作采样 （3）对采样前后信号进行傅立叶变换，并画频谱图 （4）分析采样前后频谱的有变化，验证采样定理。
掌握画频谱图的方法，深刻理解采样频率，信号频率，采样点数，频率分辨率等概念2．真实语音信号的采样重构：录制一段自己的语音信号，并对录制的信号进行采样；画出采样前后语音信号的时域波形和频谱图；对降采样后的信号进行插值重构，滤波，恢复原信号。 （1）语音信号的采集 （2）降采样的实现（改变了信号的采样率） （3）以不同采样率采样后，语音信号的频谱分析 （4）采样前后声音的变化 （5）对降采样后的信号进行插值重构，滤波，恢复原信号 3．带噪声语音信号的频谱分析 （1）设计一频率已知的噪声信号，与实验2中原始语音信号相加，构造带噪声信号（2）画出原始语音信号和加噪声后信号，以及它们的频谱图 （3）利用频谱图分析噪声信号和原语音信号的不同特性 4．对带噪声语音信号滤波去噪：给定滤波器性能指标，采样窗函数法或双线性变换设计滤波器，并画出滤波器的频率响应；然后用自己设计的滤波器对采样的语音信号进行滤波，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； 回放语音信号； （1）分析带噪声信号频谱，找出噪声所在的频率段 （2）利用matlab中已有的滤波器滤波 （3）根据语音信号特点，自己设计滤波器滤波 （4）比较各种滤波器性能（至少四种），选择一种合适的滤波器将噪声信号滤除 （5）回放语音信号，比较滤波前后声音的变化
一、实验目的 1）了解音频功率放大器的电路组成，多级放大器级联的特点与性能； 2）学会通过综合运用所学知识，设计符合要求的电路，分析并解决设计过程中遇到的问题，掌握设计的基本过程与分析方法； 3）学会使用Multisim、Pspice等软件对电路进行仿真测试，学会Altium Designer使用进行PCB制版，最后焊接做成实物，学会对实际功放的测试调试方法，达到理想的效果。 4）培养设计开发过程中分析处理问题的能力、团队合作的能力。 二、实验要求 1）设计要求 设计并制作一个音频功率放大电路（电路形式不限），负载为扬声器，阻抗8Ω。要求直流稳压电源供电，多级电压、功率放大，所设计的电路满足以下基本指标： （1）频带宽度50Hz～20kHz，输出波形基本不失真； （2）电路输出功率大于8W； （3）输入阻抗：≥10kΩ； （4）放大倍数：≥40dB； （5）具有音调控制功能：低音100Hz处有±12dB的调节范围，高音10kHz 处有±12dB的调节范围； （6）所设计的电路具有一定的抗干扰能力； （7）具有合适频响宽度、保真度要好、动态特性好。 发挥部分： （1）增加电路输出短路保护功能； （2）尽量提高放大器效率； （3）尽量降低放大器电源电压； （4）采用交流220V，50Hz电源供电。 2）实物要求 正确理解有关要求，完成系统设计，具体要求如下： （1）画出电路原理图； （2）确定元器件及元件参数； （3）进行电路模拟仿真； （4）SCH文件生成与打印输出；
（5）PCB文件生成与打印输出； （6）PCB版图制作与焊接； （7）电路调试及参数测量。 三、实验内容与原理 音频功率放大器是一种应用广泛、实用性强的电子音响设备，它主要应用于对弱音频信号的放大以及音频信号的传输增强和处理。按其构成可分为前置放大级、音调控制级和功率放大级三部分，如图1所示。 v 图1 音频功率放大器的组成框图 1）前置放大级 音频功率放大器的作用是将声音源输入的信号进行放大，然后输出驱动扬声器。声音源的种类有多种，如传声器（话筒）、电唱机、录音机（放音磁头）、CD 唱机及线路传输等，这些声音源的输出信号的电压差别很大，从零点几毫伏到几百毫伏。一般功率放大器的输入灵敏度是一定的，这些不同的声音源信号如果直接输入到功率放大器中的话，对于输入过低的信号，功率放大器输出功率不足，不能充分发挥功放的作用；假如输入信号的幅值过大，功率放大器的输出信号将严重过载失真，这样将失去了音频放大的意义。所以一个实用的音频功率放大系统必须设置前置放大器，以便使放大器适应不同的输入信号，或放大，或衰减，或进行阻抗变换，使其与功率放大器的输入灵敏度相匹配。另外在各种声音源中，除了信号的幅度差别外，它们的频率特性有的也不同，如电唱机输出信号和磁带放音的输出信号频率特性曲线呈上翘形，即低音被衰减，高音被提升。对于这样的输入信号，在进行功率放大器之前，需要进行频率补偿，使其频率特性曲线恢复到接近平坦的状态，即加入频率均衡网络放大器。 对于话筒和线路输入信号，一般只需将输入信号进行放大和衰减，不需要进行频率均衡。前置放大器的主要功能一是使话筒的输出阻抗与前置放大器的输入阻抗相匹配；二是使前置放大器的输出电压幅度与功率放大器的输入灵敏度相匹配。由于话筒输出信号非常微弱，一般只有100μV~几毫伏，所以前置放大器输入级的噪声对整个放大器的信噪比影响很大。前置放大器的输入级首先采用低噪声电路，对于由晶体管组成的分立元件组成的前置放大器，首先要选择低噪声的晶体管，另外还要设置合适的静态工作点。由于场效应管的噪声系数一般比晶体管小，而且它几乎与静态工作点无关，在要求高输入阻抗的前置放大器的情况下，
实验报告（本科） 学号 2015141443002 姓名柏冲 专业通信工程 日期 2017/12/4 实验题目时域采样和频域采样 一、实验目的
时域采样理论与频域采样理论是数字信号处理中重要的理论。要求掌握模拟信号采样前后频谱的变化，以及如何选择采样频率才能使得采样后的信号不丢失信息；要求掌握频率采样会引起时域周期化的概念，以及频域采样定理及其对频域采样点数选择的指导作用。 二、实验过程 附：源程序 (1)时域采样 Tp=64/1000; %观察时间Tp=64毫秒 %产生M长采样序列x(n) Fs=1000; T=1/Fs; M=Tp*Fs; n=0:M-1; A=444.128; a=pi*50*2^0.5; omega=pi*50*2^0.5; xnt=A*exp(-a*n*T).*sin(omega*n*T); Xk=T*fft(xnt,M); %M点FFT[(xnt)] subplot(3,2,1); stem(xnt,'.'); %调用编绘图函数stem绘制序列图 box on;title('(a) Fs=1000Hz'); k=0:M-1;fk=k/Tp; subplot(3,2,2);stem(fk,abs(Xk),'.');title('(a) T*FT[xa(nT)],Fs=1000Hz'); xlabel('f(Hz)');ylabel('幅度');axis([0,Fs,0,1.2*max(abs(Xk))]); % Fs=300Hz和 Fs=200Hz的程序与上面Fs=1000Hz完全相同。 Tp=64/1000; %观察时间Tp=64毫秒 %产生M长采样序列x(n) Fs=300; T=1/Fs; M=Tp*Fs; n=0:M-1; A=444.128; a=pi*50*2^0.5; omega=pi*50*2^0.5; xnt=A*exp(-a*n*T).*sin(omega*n*T); M1=fix(M); Xk=T*fft(xnt,M1); %M点FFT[(xnt)] subplot(3,2,3); stem(xnt,'.'); %调用自编绘图函数stem绘制序列图 box on;title('(b) Fs=300Hz'); k=0:M-1;fk=k/Tp; subplot(3,2,4);stem(fk,abs(Xk),'.');title('(b) T*FT[xa(nT)],Fs=300Hz'); xlabel('f(Hz)');ylabel('幅度');axis([0,Fs,0,1.2*max(abs(Xk))]); Tp=64/1000; %观察时间Tp=64毫秒 %产生M长采样序列x(n) Fs=200; T=1/Fs; M=Tp*Fs; n=0:M-1; A=444.128; a=pi*50*2^0.5; omega=pi*50*2^0.5; xnt=A*exp(-a*n*T).*sin(omega*n*T); M2=fix(M);
通信与信息工程学院 信息处理综合实验报告 班级：电子信息工程1502班 指导教师： 设计时间：2018/10/22-2018/11/23 评语： 通信与信息工程学院 二〇一八年 实验题目：语音信号分析与处理 一、实验内容 1. 设计内容 利用MATLAB对采集的原始语音信号及加入人为干扰后的信号进行频谱分析，使用窗函数法设计滤波器滤除噪声、并恢复信号。 2．设计任务与要求 1. 基本部分
（1）录制语音信号并对其进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 （2）对所录制的语音信号加入干扰噪声，并对加入噪声的信号进行频谱分析；画出加噪后信号的时域波形和频谱图。 （3）分别利用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman 窗几种函数设计数字滤波器滤除噪声，并画出各种函数所设计的滤波器的频率响应。 （4）画出使用几种滤波器滤波后信号时域波形和频谱，对滤波前后的信号、几种滤波器滤波后的信号进行对比，分析信号处理前后及使用不同滤波器的变化；回放语音信号。 2. 提高部分 （5）录制一段音乐信号并对其进行采样；画出采样后语音信号的时域波形和频谱图。 （6）利用MATLAB产生一个不同于以上频段的信号；画出信号频谱图。 （7）将上述两段信号叠加，并加入干扰噪声，尝试多次逐渐加大噪声功率，对加入噪声的信号进行频谱分析；画出加噪后信号的时域波形和频谱图。 （8）选用一种合适的窗函数设计数字滤波器，画出滤波后音乐信号时域波形和频谱，对滤波前后的信号进行对比，回放音乐信号。 二、实验原理 1.设计原理分析 本设计主要是对语音信号的时频进行分析，并对语音信号加噪后设计滤波器对其进行滤波处理，对语音信号加噪声前后的频谱进行比较分析，对合成语音信号滤波前后进行频谱的分析比较。 首先用PC机WINDOWS下的录音机录制一段语音信号，并保存入MATLAB软件的根目录下，再运行MATLAB仿真软件把录制好的语音信号用audioread函数加载入MATLAB仿真软件的工作环境中，输入命令对语音信号进行时域，频谱变换。 对该段合成的语音信号，分别用矩形窗、三角形窗、Hanning窗、Hamming窗及Blackman窗几种函数在MATLAB中设计滤波器对其进行滤波处理，滤波后用命令可以绘制出其频谱图，回放语音信号。对原始语音信号、合成的语音信号和经过滤波器处理的语音信号进行频谱的比较分析。 2.语音信号的时域频域分析 在Matlab软件平台下可以利用函数audioread对语音信号进行采样,得到了声音数据变量y,同时把y的采样频率Fs=44100Hz放进了MATALB的工作空间。
实用 中南大学 信息科学与工程学院 语音信号处理 实验报告 指导老师：覃爱娜 学生班级：信息0704 学生名称：阮光武 学生学好：0903070430 提交日期：2010年6月18日
实验一 语音波形文件的分析和读取 一、实验的任务、性质与目的 本实验是选修《语音信号处理》课的电子信息类专业学生的基础实验。通过实验： （1）掌握语音信号的基本特性理论：随机性，时变特性，短时平稳性，相关性等； （2）掌握语音信号的录入方式和*.WAV音波文件的存储结构； （3）使学生初步掌握语音信号处理的一般实验方法。 二、实验原理和步骤： WAV文件格式简介 WAV文件是多媒体中使用了声波文件的格式之一，它是以RIFF格式为标准。每个WAV文件的头四个字节就是“RIFF”。WAV文件由文件头和数据体两大部分组成，其中文件头又分为RIFF/WAV文件标识段和声音数据格式说明段两部分。常见的WAV声音文件有两种，分别对应于单声道（11.025KHz采样率、8Bit的采样值）和双声道（44.1KHz采样率、16Bit的采样值）。采样率是指声音信号在“模拟→数字”转换过程中，单位时间内采样的次数；采样值是指每一次采样周期内声音模拟信号的积分值。对于单声道声音文件，采样数据为8位的短整数（short int 00H-FFH）；而对于双声道立体声声音文件，每次采样数据为一个16位的整数（int），高八位和低八位分别代表左右两个声道。WAV文件数据块包含以脉冲编码调制（PCM）格式表示的样本。在单声道WAV文件中，道0代表左声道，声道1代表右声道；在多声道WAV文件中，样本是交替出现的。WAV文件的格式见表1。
深圳大学实验报告 课程名称：多媒体技术及应用 实验项目名称：声音采集与处理 学院：传播学院 专业： 指导教师：王志强 报告人：刘立娜学号： 2012080286 班 级：4 实验报告提交时间： 2013.03.30 教务处制
一、实验目的与要求 1．通过实验加深对声音数字化的理解。 2．学会正确连接耳麦以及设置录音和放音的方法。 3．掌握声音录制方法并从网上下载音频文件。 4．掌握一种数字音频编辑软件的使用方法。 二、实验方法及步骤 1.实验方法：运用以前了解到的知识内容，在通过阅读书上的实验步骤进行操作。 2.实验步骤 ①Audition的启动与退出 ②录制音频、播放音频、导入音频 ③音频的剪辑 ④音频的特效 三、实验过程及内容 1.Audition的启动与退出 Audition是集声音录制、音频混合和编辑于一身的音频处理软件，它的主要功能包括录音、混音、音频编辑、效果处理、降噪、音频压缩与刻录音乐CD等，还可以与其它音频软件或视频软件协同合作。 Audition提供广泛的、灵活的工具箱，完全能够满足专业录音和专业视频用户的需求。利用Audition,可以录制多轨文件、编辑音频文件、创建原始音乐文件、混缩无限的音频轨道。 启动计算机进入Windows后，可以用鼠标单击任务栏中的“开始”在弹出的开始菜单中，将鼠标指针移到“所有程序—Adobe Audition3.0”菜单命令上，单击即可启动。或把 Audition快捷方式一到桌面上来,单击即可。
图2.1Audition应用程序窗口 如果要退出Audition，可以选择“文件—退出”菜单命令，或按Ctrl+Q组合键，也可以直接单击Audition应用程序窗口右上角的“关闭”在退出之前，如果有已修改的但未存盘的文件，系统会提示保存它。或者点击左上角的“文件—保存”。 图2.2保存提示图2.3 “另存为“对话框 2.录音、播放音频、导入音频 1）录音的操作过程：(单轨录音) 1.选择“文件—新建”菜单命令，这时会出现“新建波形”会话框，如图 2.4所示。选择适当的采样频率、采样分辨率和声道数，如选取44100Hz,16-bit和立体声就可以到达CD 音频效果。 图2.4“新建波形”对话框 2.单击“传送器”控制面板中的红色“录音”按钮，开始录音。对准话筒进行录音，完成后单击“传送器”控制面板的“停止”按钮即可。我们还可以通过控制时间长短来录音，在编辑视图中，选择“选项”菜单中的“时间录音模式”命令。在“传送器”控制面板中单击“录音”这时会出现“定时录音模式”对话框，如图2.5所示。在该对话框中，可以设置录制的时间长短和开始录音。设置完毕，单击“确定”开始按设置进行录音。 图2.5“定时录音模式”对话框
清镇市中小学实验报告单 实验科目：科学 真题：您是市政府的工作人员，需要调查大学生村官的工作情况，面对基层群众(农民)、基层工作人员分别作一个开场白。
【题型分析】情景模拟 【参考答案】 1.面对基层群众(农民)：大叔大婶，你们好!我是咱们市政府的小王。眼看着一年又快到头了，今年的天儿不错，家里收成还好吧?……听说咱们这儿来了些大学生，到咱这儿当村官，不知道干的咋样啊?…… 2.面对基层工作人员：XX，你好!我是市政府的工作人员王XX(同时出示工作证)，这次来到这里，主要是想调查一下大学生村官的工作情况，希望得到你们的配合和协助。你们长期在基层工作，比较辛苦，对于大学生们在村里的工作情况也比较了解。知道你工作很忙，所以我会尽量抓紧时间…… 真题：金无足赤，人无完人，您有什么缺点和不足?假如您被录用，您将怎么克服您的缺点和不足? 【题型分析】认识自己 【参考答案】每一个人都有自己的缺点和不足，我也一样。我认为我的缺点是有时候有点追求完美，这样一来有可能会拖慢办事的效率，偶尔也会给合作伙伴带来压力。有缺点和不足并不可怕，重要的是能够改正缺点，弥补不足。我将从以下几个方面加强学习，进行改正。 第一，摆正心态正确认识。在遇到每一项工作的时候，我都应该准确地把握工作实质、明确目标，在思想上做好充分准备。不能因为自己的喜好而偏离工作应有的方向和要求。 第二，制定工作计划表。在开始每一项工作的时候，我都要制定好详细的工作进度控制表，将每个阶段的工作目标、内容以及时间详细列好。在开展工作的时候严格按照计划表进行，以免拖慢工作的进程。借此来养成好的工作习惯，以提高办事效率。 第三，加强与同事合作。每一项工作都不可能是自己独立一个人能够做好的，都是需要和同事一起合作才能将其做到真正的完美。这就要求我要在以后的工作中，多多与同事交流，虚心向同事学习。 假如有幸我能够通过此次考试，在以后的工作岗位上，我将严格要求自己，加强学习，发扬优点，改正缺点，竭尽所能做好领导交办的每一项任务，做一名合格的公务员。 真题：您作为单位的新进工作人员，领导让您制定一份单位的规章制度，您对单位不熟悉，您将怎么办? 【题型分析】如何做事 【参考答案】俗话说：“无规矩不成方圆”，好的规章制度能够在保证单位良好工作秩序方面发挥积极的作用。领导将这项任务交予我完成，我一定会努力做好，我将从以下几个方面入手，开展此项工作。 首先，我要请示领导，明白领导制定此规章制度的宗旨和意图。鉴于我作为新进员工对工作单位还不熟悉，我会向同事进行询问，翻查单位档案，加深对单位的人员环境、工作环境的了解。另外，要广泛收集单位同事的意见。我将采取问卷调查的方式进行意见收集，可以使用相关软件来对收回的有效问卷进行信息处理和分析，切实了解员工的意见。此外我还要刻苦学习相关管理学知识，了解国家相关法律法规，为制定一份合理的单位规章制度做好充分的理论准备。 其次，在书写规章制度时，要遵守国家法律法规的规定，制定出合法有效的规章制度。与此同时，我还要根据之前所整理的员工意见，兼顾单位的实际情况，制定一份合乎人情的规章制度。在规章制度雏形完成之后，还要让单位同事对此发表自己的意见，在充分了解意见之后对其进行反复修改。与此同时，规章制度还要做到简洁凝练，通俗易懂。在修订好初
常见离散信号的 M ATLAB 产生和图形显示 姓名： 刘雷明 学号：222015327012037 一、实验目的 (1)熟悉MATLAB 应用环境，常用窗口的功能和使用方法。 (2)加深对常用离散时间信号的理解。 (3)掌握简单的绘图命令。 (4)掌握线性卷积的计算机编程方法。 二、实验原理与方法 1）单位抽样序列 ?1 n = 0 δ (n ) = ? n ≠ 0 ?0 如果δ (n ) 在时间轴上延迟了 k 个单位，得到δ (n - k ) 即： 1 n = k δ (n - k ) = ? n ≠ 0 ?0 （2）单位阶跃序列 ?1 n ≥ 0 u (n ) = ? n < 0 ?0 ?1 0 ≤ n ≤ N -1 （3）矩形序列 R N (n ) = ? ?0 其他 （4）正弦序列 x (n ) = A sin(wn +?) （5）复正弦序列 x (n ) = e jwn
（6）指数序列 x(n)= a n （7）线性时不变系统的响应为如下的卷积计算式： ∞ y(n)= x (n)* h(n)=∑x(m)h(n - m) m=-∞ 三、实验内容及步骤 （1）复习常用离散时间信号的有关内容。 （2）编制程序产生上述 6 种序列（长度可输入确定，对(4) (5) (6)中的参数可自行选择），并绘出其图形。 （3）已知系统的单位脉冲响应h(n)=0.9n u(n),输入信号x(n)= R10 (n)，试用卷积法求解系统的输出y(n)，并绘出x(n) ~ n 、h(n) ~ n 及y(n) ~ n 图 形。 四、实验结果 一：
二：
通信工程学院12级1班 罗恒 2012101032 实验二 基于MATLAB 的语音信号频域特征分析 一、 实验要求 要求根据已有语音信号，自己设计程序，给出其倒谱、语谱图的分析结果，并根据频域分析方法检测所分析语音信号的基音周期或共振峰。 二、 实验目的 信号的傅立叶表示在信号的分析与处理中起着重要的作用。因为对于线性系统来说，可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应，所以傅立叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。另外，傅立叶表示使信号的某些特性变得更明显，因此，它能更深入地说明信号的各项红物理现象。 由于语音信号是随着时间变化的，通常认为，语音是一个受准周期脉冲或随机噪声源激励的线性系统的输出。输出频谱是声道系统频率响应与激励源频谱的乘积。声道系统的频率响应及激励源都是随时间变化的，因此一般标准的傅立叶表示虽然适用于周期及平稳随机信号的表示，但不能直接用于语音信号。由于语音信号可以认为在短时间内，近似不变，因而可以采用短时分析法。 三、 实验设备 1.PC 机； 2.MATLAB 软件环境； 四、 实验内容 1.上机前用Matlab 语言完成程序编写工作。 2.程序应具有加窗（分帧）、绘制曲线等功能。 3.上机实验时先调试程序，通过后进行信号处理。 4.对录入的语音数据进行处理，并显示运行结果。 5.依次给出其倒谱、语谱图的分析结果。 6. 根据频域分析方法检测所分析语音信号的基音周期或共振峰。 五、 实验原理及方法 1、短时傅立叶变换 由于语音信号是短时平稳的随机信号，某一语音信号帧的短时傅立叶变换的定义为： 其中w(n -m)是实窗口函数序列，n 表示某一语音信号帧。令n -m=k'，则得到 ()()()jw jwm n m X e x m w n m e ∞-=-∞= -∑
沈阳师范大学 现代教育技术实验报告 实验题目音频资源的处理 学号姓名张慧专业英语年级10级 指导教师薛峰提交时间2013-04-03 一、实验目的 1. 掌握声音文件的基本剪辑方法 2．掌握录音的方法 3. 掌握调整音量的方法 4．掌握降噪的方法 5．掌握混音的方法 二、实验内容及要求 1、打开“音频实践课”文件夹中的“剪辑.mp3”文件，将声音的57秒-1分15秒内的波形复制到一个新的文件中，然后，将新文件的音量降低3分贝，最后给声音的开头和结尾分别作淡入和淡出的操作，最后保存声音，文件名为“基本剪辑.mp3”（要求写出处理的步骤并且提供相应的操作截图） 2、将“音频实践课”文件夹中的“伊利优酸乳-极限自行车篇15秒.wmv”视频文件中的声音录制出来，保存为mp3格式，文件名为“录音.mp3”（要求写出处理的步骤并且提供相应的操作截图） 3、将“音频实践课”文件夹中的“噪音.mp3”文件中噪音去掉，然后直接保存（要求写出处理的步骤并且提供相应的操作截图） 4、使用多轨界面将“音频实践课”文件夹中的“背影.wav”和“春风.wav”混缩为一段配乐得朗诵，注意：背景音乐长度和音量要适当。最后将文件混缩另存为“配乐朗诵.mp3”（要求写出处理的步骤并且提供相应的操作截图） 三、实验过程和具体步骤 第一题 1.启动audition，文件--打开文件“剪辑.mp3”，单击确定。 2.再新建一个音频“未命名”，单击确定。 3.在选择中输入开始和结束的时间，再单击选择框。在选中的区域单击右键复制 4.打开未命名，在音频栏中单击右键，粘贴。 5.在选中的区域中的音量调节钮向下拖拽，调小3分贝 6.在开始和结尾选择淡入淡出选项，做淡入淡出处理 7.将声音保存为“音频剪辑.MP3”。 第二题 打开音量控制面板，选择“选项-属性”菜单，选择录音，勾选Stereo Mix选项，然后单击确定。调整完成后，转为录音控制菜单，勾选Stereo Mix选项，然后将其最小化。打开audition软件，创建一个新波形，按下“录音”按钮，然后打开“伊利优酸乳-极限自行车篇15秒.wmv”进行播放，此时则开始录制视频中声音，产生波形，单击“文件-另存为”弹
语音信号处理实验报告 专业班级电子信息1203 学生姓名钟英爽 指导教师覃爱娜 完成日期2015年4月28日 电子信息工程系 信息科学与工程学院
实验一语音波形文件的分析和读取 一、实验学时：2 学时 二、实验的任务、性质与目的： 本实验是选修《语音信号处理》课的电子信息类专业学生的基础实验。通过实验 （1）掌握语音信号的基本特性理论：随机性，时变特性，短时平稳性，相关性等； （2）掌握语音信号的录入方式和*.WAV音波文件的存储结构； （3）使学生初步掌握语音信号处理的一般实验方法。 三、实验原理和步骤： WAV 文件格式简介 WAV 文件是多媒体中使用了声波文件的格式之一，它是以RIFF格式为标准。每个WAV 文件的头四个字节就是“RIFF”。WAV 文件由文件头和数据体两大部分组成，其中文件头又分为RIFF/WAV 文件标识段和声音数据格式说明段两部分。常见的WAV 声音文件有两种，分别对应于单声道（11.025KHz 采样率、8Bit 的采样值）和双声道（44.1KHz 采样率、16Bit 的采样值）。采样率是指声音信号在“模拟→数字”转换过程中，单位时间内采样的次数；采样值是指每一次采样周期内声音模拟信号的积分值。对于单声道声音文件，采样数据为8 位的短整数（short int 00H-FFH）；而对于双声道立体声声音文件，每次采样数据为一个16 位的整数（int），高八位和低八位分别代表左右两个声道。WAV 文件数据块包含以脉冲编码调制（PCM）格式表示的样本。在单声道WAV 文件中，道0 代表左声道，声道1 代表右声道；在多声道WAV 文件中，样本是交替出现的。WAV 文件的格式 表1 wav文件格式说明表
云南大学软件学院 实验报告 序号：姓名：学号：指导教师：刘春花，刘宇成绩： 实验四数字音频处理 一、实验目的 1、熟悉并掌握MATLAB工具的使用； 2、实现音频文件的生成、读取、播放和转换的基本操作。 二、实验环境 MATLAB 6.5以上版本、WIN XP或WIN2000计算机 三、实验内容 1、用matlab 产生音乐。在matlab命令窗口执行下列命令，并回答问题 cf = 220; sf = 22050; d = 0.5; n = sf * d; t = (1:n)/sf; s0 = sin(2*pi*cf*t); sound(s0, sf); 1）信号的频率是多少? 采样频率是多少？采样间隔是多少？一共有
多少个采样点？声音有多少秒？ 频率:220 采样频率:22050 采样间隔: (1:n)/sf采样点: sin(2*pi*cf*t) 时长：0.5s 2）请解释sound(s, sf)函数的参数和实现的功能。如果把 sound(s0,sf)改为sound(s0,2*sf)听起来会有什么不同，为什么？时间更短,因为频率发生改变，变成了原来的2倍 3）执行sound1.m，听一听，能否在此程序基础上做修改，实现一小段音乐旋律，时间不少于10秒。并保存为为wav文件。 文件。获取相应参数，填空wav ）读取1、2． 执行语句： [B, fs, nbits]=wavread('C:\TEMP\hootie.wav'); % loads the clip size(B); % the size of B sound(B,fs) % plays the sound. 采样频率：44100
实验一熟悉Matlab环境 一、实验目的 1.熟悉MATLAB的主要操作命令。 2.学会简单的矩阵输入和数据读写。 3.掌握简单的绘图命令。 4.用MATLAB编程并学会创建函数。 5.观察离散系统的频率响应。 二、实验内容 认真阅读本章附录，在MA TLAB环境下重新做一遍附录中的例子，体会各条命令的含义。在熟悉了MATLAB基本命令的基础上，完成以下实验。 上机实验内容： （1）数组的加、减、乘、除和乘方运算。输入A=[1 2 3 4]，B=[3 4 5 6]，求C=A+B，D=A-B，E=A.*B，F=A./B，G=A.^B并用stem语句画出A、B、C、D、E、F、G。 clear all; a=[1 2 3 4]; b=[3 4 5 6]; c=a+b; d=a-b; e=a.*b; f=a./b; g=a.^b; n=1:4; subplot(4,2,1);stem(n,a); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('A'); subplot(4,2,2);stem(n,b); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('B'); subplot(4,2,3);stem(n,c); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('C'); subplot(4,2,4);stem(n,d); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('D'); subplot(4,2,5);stem(n,e); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('E'); subplot(4,2,6);stem(n,f); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('F'); subplot(4,2,7);stem(n,g); xlabel('n');xlim([0 5]);ylabel('G'); （2）用MATLAB实现下列序列： a) x(n)=0.8n0≤n≤15 b) x(n)=e(0.2+3j)n0≤n≤15 c) x(n)=3cos(0.125πn+0.2π)+2sin(0.25πn+0.1π) 0≤n≤15 d) 将c)中的x(n)扩展为以16为周期的函数x16(n)=x(n+16),绘出四个周期。 e) 将c)中的x(n)扩展为以10为周期的函数x10(n)=x(n+10),绘出四个周期。 clear all; N=0:15; % a) x(n)=0.8n 0≤n≤15 xa=0.8.^N;
实验一 语音信号的时域分析 一、 实验目的、要求 （1）掌握语音信号采集的方法 （2）掌握一种语音信号基音周期提取方法 （3）掌握语音信号短时能量和短时过零率计算方法 （4）了解Matlab 的编程方法 二、 实验原理 语音是一时变的、非平稳的随机过程，但由于一段时间内(10-30ms)人的声带和声道形状的相对稳定性，可认为其特征是不变的，因而语音的短时谱具有相对稳定性。在语音分析中可以利用短时谱的这种平稳性，将语音信号分帧。 10～30ms 相对平稳，分析帧长一般为20ms 。 语音信号的分帧是通过可移动的有限长度窗口进行加权的方法来实现的。几种典型的窗函数有：矩形窗、汉明窗、哈宁窗、布莱克曼窗。 语音信号的能量分析是基于语音信号能量随时间有相当大的变化，特别是清音段的能量一般比浊音段的小得多。定义短时平均能量 [][]∑∑+-=∞-∞=-=-= n N n m m n m n w m x m n w m x E 122)()()()( 下图说明了短时能量序列的计算方法，其中窗口采用的是直角窗。 过零就是信号通过零值。对于连续语音信号，可以考察其时域波形通过时间轴的情况。而对于离散时间信号，如果相邻的取样值改变符号则称为过零。由此可以计算过零数，过零数就是样本改变符号的次数。单位时间内的过零数称为平
均过零数。 语音信号x (n )的短时平均过零数定义为 ()[]()[]()()[]()[]() n w n x n x m n w m x m x Z m n *--=---= ∑∞ -∞=1sgn sgn 1sgn sgn 式中，[]?sgn 是符号函数，即 ()[]()()()()???<-≥=01 01sgn n x n x n x 短时平均过零数可应用于语音信号分析中。发浊音时，尽管声道有若干个共振峰，但由于声门波引起了谱的高频跌落，所以其语音能量约集中干3kHz 以下。而发清音时．多数能量出现在较高频率上。既然高频率意味着高的平均过零数，低频率意味着低的平均过零数，那么可以认为浊音时具有较低的平均过零数，而清音时具有较高的平均过零数。然而这种高低仅是相对而言，没有精确的数值关系。 短时平均过零的作用 1.区分清/浊音： 浊音平均过零率低，集中在低频端； 清音平均过零率高，集中在高频端。 2.从背景噪声中找出是否有语音，以及语音的起点。 基音是发浊音时声带震动所引起的周期性，而基音周期是指声带震动频率的倒数。基音周期是语音信号的重要的参数之一，它描述语音激励源的一个重要特征，基音周期信息在多个领域有着广泛的应用，如语音识别、说话人识别、语音分析与综合以及低码率语音编码，发音系统疾病诊断、听觉残障者的语音指导等。因为汉语是一种有调语言，基音的变化模式称为声调，它携带着非常重要的具有辨意作用的信息，有区别意义的功能，所以，基音的提取和估计对汉语更是一个十分重要的问题。 由于人的声道的易变性及其声道持征的因人而异，而基音周期的范围又很宽，而同—个人在不同情态下发音的基音周期也不同，加之基音周期还受到单词发音音调的影响，因而基音周期的精确检测实际上是一件比较困难的事情。基音提取的主要困难反映在：①声门激励信号并不是一个完全周期的序列，在语音的