西南科技大学
课程设计报告
课程名称：数字通信课程设计
设计名称：音频信号的谱分析及去噪
姓名：
学号:
班级：通信0801
指导教师：胥磊
起止日期：2011.6.21-2011.7.3
西南科技大学信息工程学院制
课程设计任务书
学生班级：通信0801 学生姓名：学号：
设计名称：音频信号的谱分析及去噪
起止日期：2011.6.21-2011.7.3指导教师：胥磊
设计要求：
基本要求：
●录制一段音频（如歌曲，说话声等），采用Matlab工具对此音频信号用FFT作谱
分析。
●录制一段加入噪声的音频（如在歌声中加入尖锐的口哨声或者其他噪声），采用
Matlab工具对此音频信号用FFT作谱分析。
●选择合适的指标，设计FIR数字滤波器，将音频中加入的噪声信号减弱或滤除。扩展要求：
●将处理后的音频信号重新生成.wav文件，收听该音频，根据效果调整滤波器指
标重新设计滤波器。
课程设计学生日志
时间设计内容
6月28日查阅资料，明确题目内涵
6月29日录制音频，编写程序
6月30日检查程序，再次确认设计正确与否。开始写报告
7月4日复习于答辩
课程设计考勤表
周星期一星期二星期三星期四星期五
课程设计评语表指导教师评语：
成绩：指导教师：
年月日
音频信号的谱分析及去噪
一、设计目的和意义
1、录制音频，采用matlab工具对此信号做谱分析。
2、录制一段加噪的信号，对加噪信号进行谱分析。
3、选择合适的指标对加噪信号进行滤波。
4、学会使用wavread、wavwrite等函数。
二、设计原理
1、对于录制的音频信号的读入可以使用函数wavread。由于音频信号是连续的，
故绘图应用plot函数。使用函数fft可以得到音频信号的频谱图。
2、由于音频信号是连续且长度未知，故可以采用巴特沃斯滤波器。滤掉高频部
分的噪音，剩下的就是原信号了。
3、将去噪后的信号写成wav格式的文件可以使用wavwrite函数。
三、详细设计步骤
●录制一段音频（如歌曲，说话声等），采用Matlab工具对此音频信号用FFT作谱分析。
1、录制一段音频信号并命名为fl.wav存放在课程设计1的文件夹中。
2、使用wavread函数读出此信号。
3、用函数FFT进行傅里叶变换，得到频谱图。
4、绘制时域图和频域图。
●录制一段加入噪声的音频（如在歌声中加入尖锐的口哨声或者其他噪声），采用Matlab工具对
此音频信号用FFT作谱分析。
1、重新录制1中的音频文件，录制时加入噪声信号。
2、使用wavread函数读出此信号。
3、用函数FFT进行傅里叶变换，得到频谱图。
4、绘制时域图和频域图。
●选择合适的指标，设计FIR数字滤波器，将音频中加入的噪声信号减弱或滤除。
扩展要求：
1、根据2得到的频谱图，选择合适的通带截止频率和阻带截止频率。根据上述指标设计出
合适的滤波器，将信号通过滤波器，得到去噪后的信号。滤波函数可用fftfilt。
●将处理后的音频信号重新生成.wav文件，收听该音频，根据效果调整滤波器指标重新设计滤波
器。
1、使用wavwrite函数将去噪后的函数重新生成wav格式的音频文件。
2、播放音频文件，根据效果修改滤波器中的参数，直到得到与原信号几乎相同的音频文件。设计程序见附件。
附程序：附件
%得到无噪声的原始信号和有噪声的加噪信号clc
clear
for n = 1 : 999
% a(n) = sin(0.5906*n)+sin(1.0245*n)
a(n)=sin(0.5906*n); %无噪声信号
b(n)=sin(1.0245*n);
end;
a=a/2;
sound(a);
b=conv(a,b/2); %加噪
sound(b);
wavwrite(a,'a.wav'); %写文件
wavwrite(b,'b.wav');
%没有噪声的音频信号FFT分析
clc
[y,fs,nbit]=wavread('a.wav'); %读信号
sound(y);
Y=fft(y); %傅里叶变换hg=abs(Y);
figure(1);
subplot(2,1,1);
plot(hg); %绘图xlabel('k');
ylabel('|X(k)|');
title('无噪声谱分析');
% axis([0 1000 0 400]);
subplot(2,1,2);
plot(y);
xlabel('t');
ylabel('y');
title('原信号');
%有噪声的音频信号做FFT分析
clc
[x,fs,nbit]=wavread('b.wav'); %读信号
sound(x);
X=fft(x); %傅里叶变换hg2=abs(X); %幅频响应figure(2);
subplot(2,1,1);
plot(hg2); %绘频域图xlabel('k');
ylabel('|X(k)|');
title('有噪声谱分析');
subplot(2,1,2);
plot(x); %绘时域图xlabel('t');
ylabel('y');
title('有噪信号');
%子函数用凯泽窗设计的低通滤波器
function h=ditong(Rs,Wp,Wst)
dert_w=Wst-Wp;
N=ceil((10*pi/dert_w)+1);
beta=0.5842*(Rs-21)^0.4+0.07886*(Rs-21);
hd=ideal((Wst-Wp)/2,N);
B=kaiser(N,beta);
h=hd.*(B)'; %加窗后[H,m]=freqz(h,[1],1024,'whole'); %获取频率响应mag=abs(H); %幅值db=20*log10((mag+eps)/max(mag)); %分贝数pha=angle(H); %相位
%绘图
w=m/pi;
