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《数字信号处理B》课程项目
实施报告
题目: 数字音效处理
组号: 4
任课教师: 刘
组长:
成员:
成员: 1
成员:
成员:
联系方式:
2013年10月15日
一,项目设计要求:
设计一个数字音效处理器,能够实现语音信号的各种音效处理。要求:
(1) 输入语音信号源为实际环境采集语音;
(2) 至少实现3种音效处理功能;
(3) 用人机交互界面操控、扬声器/耳机输出音效。
二、课程项目实施方案
一般的数字处理器,内部的架构普遍是由输入部分和输出部分组成,其中属于音频处理部分的功能一般如下:输入部分一般会包括,输入增益控制、输入均衡调节、输入端延时调节、输入极性(相位)转换等功能。而输出部分一般有信号输入分配路由选择、高通滤波器、低通滤波器、均衡器、极性、增益、延时、限幅器启动电平这样几个常见的功能。
声音是机械振动在弹性介质中传播的机械波。声音的强弱体现在声波压力的大小上,音调的高低体现在声音的频率上。声音用电表示时,声音信号在时间和幅度上都是连续的模拟信号。声音信号的两个基本参数是频率和幅度。频率是指信号每秒钟变化的次数,用Hz表示。幅度是指信号的强弱。

数字音频主要包括两类:波形音频和MIDI音频。
模拟声音在时间和幅度上是连续的,声音的数字化是通过采样、量化和编码,把模拟量表示的音频信号转换成由许多二进制数1和0组成的数字音频信号。数字音频是一个数据序列,在时间和幅度上是断续的。
计算机内的基本数制是二进制,为此我们要把声音数据写成计算机的数据格式。将连续的模拟音频信号转换成有限个数字表示的离散序列(即实现音频数字化),在这一处理技术中,涉及到音频的采样、量化和编码。

声音进入计算机的第一步就是数字化,数字化实际上就是采样和量化。连续时间的离散化通过采样来实现,如果每隔相等的一小段时间采样一次,称为均匀采样(uniform sampling);连续幅度的离散化通过量化(quantization)来实现,把信号的强度划分成一小段一小段,如果幅度的划分是等间隔的,就称为线性量化,否则就称为非线性量化。
在数字音频技术中,把表示声音强弱的模拟电压用数字表示,,2V电压是80表示。模拟电压的幅度,即使在某电平范围内,仍然可以有无穷多个,,,…。而用数字来表示音频幅度时,只能把无穷多个电压幅度用有限个数字表示。即把某一幅度范围内的电压用一个数字表示,这称之为量化。
声音数字化需要注意两个问题:,也就是采样频率(fs)是多少,(bit per sample,bps)应该是多少,也就是量化精度。

(1) 音频信号是时间依赖的连续媒体。因此音频处理的时序性要求很高,如果在时间上有 25ms 的延迟,人就会感到断续。
(2) 理想的合成声音应是立体声。由于人接收声音有两个通道(左耳、右耳),因此计算机模拟自然声音也应有两个声道,即立体声。
(3) 由于语音信号不仅仅是声音的载体,同时情感等信息也包含其中,因此对语音信号的处理,要抽取语意等其它信息,如可能会涉及到语言学、社会学、声学等。

从人与计算机交互的角度来看音频信号相应的处理如下:
(1) 人与计算机通信(计算机接收音频信号)。音频获取,语音识别与理解。
(2) 计算机与人通信(计算机输出音频)。音频合成( 音乐合成,语音合成)、声音定位(立体声模拟、音频/视频同步)。
(3) 人—计算机—人通信:人通过网络,与处于异地的人进行语音通信,需要的音频处理包括:语音采集、音频编码/解码、音频传输等。这里音频编/解码技术是信道利用率的关键。
三,matlab程序部分

GUI 是 Graphical User Interface 的简称,即图形用户界面,准确来说 GUI 就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。
GUI 是一种结合计算机科学、美学、心理学、行为学,及各商业领域需求分析的人机系统工程,强调人—机—环境三者作为一个系统进行总体设计。
图形用户界面(GUI)是由图形对象构成的用户界面。在这里面最典型的就是GUI设计向导GUIDE,GUIDE能帮助用户方便的设计出来各种复合要求的用户界面。
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滤波是指改变信号中各个频率分量的相对大小,或者抑制,甚至全部滤除某些全部分量的过程。能够完成滤波功能的系统即为滤波器。
我们使用频率选择滤波器,就是让一个或者一组频率范围内的信号尽可能无失真地通过,且衰减或者完全抑制其余滤波范围的信号。