MATLAB实验——卷积与滤波

实验目的与意义

1. 学习脉冲响应的定义，理解卷积计算的原理。
2. 熟悉conv函数，掌握在matlab中计算卷积的方法。
3. 熟悉randn函数，掌握在matlab中对音频信号加噪的方法。
4. 学习filterDesiner滤波器的使用，掌握在matlab中对音频信号降噪的方法。

实验过程

1. 导入第三次实验中获得的音频文件exp.wav，定义变量wave和fs分别为音频信号和采样率。同时生成原音频信号频谱图。 [wave, fs] = audioread("exp.wav");
   L = length(wave);
   time = L/fs;
   subplot(131);
   plot([-L/2:L/2-1]/time,abs(fftshift(fft(wave))),'linewidth',1.5);
   title('加噪前频谱');
   grid on;

2. 使用randn函数对音频信号wave进行加噪，噪声类型为高斯噪声，加噪后的音频信号为wave_noise。同时生成加噪后的频谱图。 noise = 0.7*randn(L,1);
   wave_noise = wave+noise;
   sound(wave_noise,fs); subplot(132);
   plot([-L/2:L/2-1]/time,abs(fftshift(fft(wave_noise))),'linewidth',1.5);
   title('加噪后频谱');
   grid on;

3. 使用filterDesigner滤波器对加噪后的音频信号进行降噪，降噪后的音频为wave_bpf。因为从加噪后的频谱图可以看出，220Hz、262Hz、330Hz、392Hz、440Hz、524Hz为音频的主要内容，所以使用带通滤波器只保留220Hz-524Hz的信号。同时生成降噪后的频谱图。 bpf = BandPass_220_524;
   wave_bpf = conv(wave_noise,bpf,'same');
   sound(wave_bpf,fs); subplot(133);
   plot([-L/2:L/2-1]/time,abs(fftshift(fft(wave_bpf))),'linewidth',1.5);
   title('降噪后频谱');
   grid on;