1、内容简介
利用MATLAB GUI设计平台,用窗函数法设计FIR数字滤波器,对所给出的含有噪声的声音信号进行数字滤波处理,得到降噪的声音信号,进行时域频域分析,同时分析不同窗函数的效果。将文件解压至一个目录下,运行m文件即可使用。
2、函数使用
读取.wav音频文件函数:audioread();(老版本为wavread) MATLAB播放音乐函数:sound(); MATLAB停止播放音乐:clear sound 写入.wav音频文件函数:audiowrite();(老版本为audiowrite) 加入白噪声:noise=(max(x(:,1))/5)*randn(x,2); y=x+noise; 频谱分析: fft(); fftshift(); Fir滤波: fir1(n,Wn,ftype,window); 窗函数选择: 梯形窗boxcar 三角窗triang 海明窗hamming
汉宁窗hanning 布莱克曼窗blackman 凯塞窗kaiser
3、实现功能
![数字信号处理音频FIR去噪滤波器(基于MATLAB GUI的开发)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/06/475986-1.png)
实现的功能有:
打开文件:选择路径打开wav格式的音频文件,自动生成音频的原始波形与频谱。
加入噪声:有两种噪声可以选择加入,一种是白噪声,其频率蔓延整个频谱;一种是特定频率的噪声,可通过输入频率加入单一频率的噪声。加入噪声后自动绘制加入噪声后的波形与频谱。
滤波处理:首先输入滤波器通/阻带的开始频率与截止频率(若为低/高通类型滤波,则只需输入开始频率;若为带通/阻类型,则开始与截止都要输入;输入频率值为真实频率值,可根据频谱图进行判断 ),之后选取窗函数和滤波类型,将会生成滤波处理后的波形与频谱。
音频播放/停止:可随时播放/停止原始、加噪、滤波处理后的音频。
图片导出:将波形、频谱图片一张张导出保存,可选的格式有jpg、png、bmp、eps。
保存文件:将加躁/滤波后的音频导出保存。
4、操作实例
选取音乐“卢本伟语音包”,转换为wav格式导入,得到结果如下
![数字信号处理音频FIR去噪滤波器(基于MATLAB GUI的开发)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/06/475986-2.png)
添加白噪声后,此时播放音频能听到显著杂音。而从原始信号的频谱来看,初始音频的频率主要集中在0-1000Hz,因此我们可以选用低通滤波器,阻带开始频率设为1000Hz,选用矩形窗进行滤波,得到结果如下:
![数字信号处理音频FIR去噪滤波器(基于MATLAB GUI的开发)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/06/475986-3.png)
由于白噪声遍布于整个频谱,对于噪声频谱于音频频谱的重叠部分,我们无法通过FIR滤波器进行滤除,依然会有小部分杂音存在。若噪声为特定单一频率的噪声,我们可以较好地将其去除。对于该音频添加5000Hz的特定频率,通过设计带阻滤波器,阻带范围为4500-5500Hz对其进行滤波,如下图所示:
![数字信号处理音频FIR去噪滤波器(基于MATLAB GUI的开发)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/06/475986-4.png)
5、窗函数对比
仍选用上例中的5000Hz频率噪声,同时增加噪声幅度,如下图所示:
![数字信号处理音频FIR去噪滤波器(基于MATLAB GUI的开发)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/06/475986-5.png)
选用带阻滤波器,设置阻带范围4000-6000Hz,观察各窗函数对其滤波的效果。(每行从左到右分别是:矩形窗,三角窗,海明窗,汉宁窗,布莱克曼窗,凯塞窗,下同)
![数字信号处理音频FIR去噪滤波器(基于MATLAB GUI的开发)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/06/475986-6.png)
![数字信号处理音频FIR去噪滤波器(基于MATLAB GUI的开发)](https://imgs.yssmx.com/Uploads/2023/06/475986-7.png)
该种情况下滤波效果的总体排序为:凯瑟窗>矩形窗>汉宁窗>海明窗=三角窗>布莱克曼窗。
完整代码:文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-475986.html
https://download.csdn.net/download/qq_38735017/87385584文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-475986.html
到了这里,关于数字信号处理音频FIR去噪滤波器(基于MATLAB GUI的开发)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!