《数字信号处理B》课程项目

实施报告

题 目： 数字音效处理器 组 号： 15 任课教师： 朱雯君 组 长： 11123679 张文清 成 员： 11122367 张菱珂 成 员： 11123706 施正城 成 员： 11123739 徐 佳 成 员： 11123731 谢清林 联系方式： 13061983861

二零一三年十月十五日

一、 课程项目实施方案

【设计思想】

我们通过对声音信号的采集和频谱分析，通过设计合适的滤波器和延迟器等，对采集到的声音进行处理，使之以不同的音效输出。另外，我们准备设计一个可视化界面，达到人机交互的功能，使得使用更加方便。

我们使用matlab这一具有高性能数值计算和强大的可视化图形功能的软件来实现我们的设计。 【指标】

用人机交互界面操控，实现不同音效的输出。并利用GUI使之成为人性化的交互界面。 【实现方式】

一、语音信号采集：

1.Matlab函数库中的analoginput()函数可以很方便的实现对模拟信号的采集。

2.先录制一段语音，保存文件时，利用计算机上的A/D转换器，把模拟的声音信号变成离散量化了的数字信号，在matlab软件平台下利用函数wavread对语音信号进行采样。

二、语音信号频谱分析：

首先画出语音信号的时域波形，然后在matlab中可以利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换，得到信号频谱特性，分析基频。 三、设计数字滤波器和画出其频率响应

通过设计数字滤波器来滤除采集的语音信号的杂音

(1)低通滤波器性能指标 fb＝1 000 Hz,fc＝1 200 Hz,As＝100 dB,Ap＝1 dB。 (2)高通滤波器性能指标 fc＝4 800 Hz,fb＝5 000 Hz As＝100 dB,Ap＝1 dB。 (3)带通滤波器性能指标 fb1＝1 200 Hz,fb2＝3 000 Hz,fc1＝1 000 Hz,fc2＝3 200 Hz,As＝100 dB,Ap＝1 dB。 四、我们要实现的功能：

基本：混音播放；均衡播放；声音的放大、减小；声音的快放、慢放； 拓展：男女声互换、颤音、倒放、回音等

我们认为可以通过频率的改变来实现不同音色输出；通过压缩、拉伸实现声音的快放、慢放；通过幅值改变实现声音的颤音。

另外，设计八段数字均衡器实现各频段的信号强弱的调节，首先设计出对应八个频段的八个理想带通滤波器，（30~60Hz，60~100Hz，100~200Hz，200~500Hz，1k~2kHz，2k~4kHz，4k~8kHz，8k~16kHz）；然后对原始信号用八个理想带通滤波器分别进行滤波和加权求和，根据各频段的音感特征，通过权值的调节来实现均衡器的调节。

二、项目的制作过程

下面是整个项目制作的过程中我们的时间安排： 第二周 第三周 第四~五周 第六周 第七周

我们在具体制作数字音效处理器的过程中遇到了很多困难，失败了很多次，但最终做出了几种音效，制作过程如下: （一）准备工作：

1.我们首先确定了要做的音效有：倒放、回声、音量控制、播放速度控制、加背景音乐、男声变女声、女声变男声。这些是我们预先设计的音效效果，制作过程中也可能会有一些变化。然后我们根据确定的音效查找相关的资料，了解其变声原理。

2.学习matlab，由于以前对matlab只有一点了解，所以我们为了更好的做项目，深入的学习了matlab，并学习利用GUI产生人机交互界面，使程序更加容易使用。

Matlab语言简单而直接，让我们可以从繁琐的程序代码中解放出来。它具有丰富的函数，仅需简单地调用即可使用。这也给我们的自学带来了很大的帮助。

另外，图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）由窗口、光标、按键、菜单、

文字说明等对象（Objects）构成一个用户界面。我们可以选择、激活这些图形对象，是计算机产生某种动作或变化。程序界面友好，易于学习。

组织讨论，解决在题目理解上的问题，然后分头查找资料 具体确定音效效果，任务分工 分别学习matlab和GUI的使用，完成自己的分工 将每个人的成果整合在一起，然后由负责界面的同学做界面 共同调试，并撰写项目报告

（二）实验过程

我们首先将录制的音频播放，并画出了原始声音信号和他的幅度谱：

1.高通滤波：

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2.低通滤波：

设定低通滤波器性能指标为fc＝1000 Hz（通带截止频率），fb＝1200 Hz（阻带截止频率），as＝100 dB（阻带最小衰减），ap（通带最大衰减）＝1 dB。我们采用椭圆低通模拟滤波器进行滤波。得到的频谱图如下：

3.倒放：实现倒放功能时，我们先对音频信号采样，将采样点前后倒置。

变声音信号