谱分析改进算法实现提高时域分辨率的音频频谱分析算法实现提高频域分辨率的音频频谱分析算法实现结论参考文献谢辞北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计前言自然界的运动和变化都有他们的固有规律，其中很多规律表现为周期性。大至宇宙天体，笑道基本粒子，它们的运动都有周期性。人类社会的发展也有周期性，这就是为什么很多历史事件具有惊人的相似性。人耳对声音敏感的不是声波本身而是声波的频率，例如男声女声和低音高音人眼对光敏感的不是光波本身，而是光波的频率，例如红光绿光。所以，频率的概念和时间的概念样重要。频谱分析在生产实践和科学研究中有着广泛的应用。例如，在声纳系统中，为了寻找海洋水面船只或潜艇，需要对噪声信号进行频谱分析，以提供有用信息，判断舰艇运速度，方向，位置，大小等。因此，对频谱分析方法的研究直是信号处理技术中的个重要课题。所谓频谱分析就是频域分析。频谱分析不仅是揭示信号特征的重要方法，也是处理信号的重要手段。这些方法和手段已经广泛地应用于通信，雷达，地震，声纳，生物医学，音乐等领域。如此广泛的应用主要归功于数字信号处理理论和技术的进步，因为快速傅里叶变换算法和芯片的出现，为各式各样的频域问题，提供了个统的，经济的，单片继承的解决办法。音频信号频谱分析的本质是将数字音频信号表示成组正弦余弦波的线性组合，从而确定音频信号的频率成分。本设计研究用离散傅立叶变换算法，基于核的并行高速处理能力对数字音频信号进行频谱分析的有效方法。编写汇编程序实现离散傅立叶变换算法并在上对具体音频信号进行频谱分析仿真。音频信号频谱分析的原理和方法音频采样信号分段语音信号的特征是随时间而变化的。只有在短段时间间隔中，语音信号才保持相对稳定致的特征，这短段时间般可取为。由于语音信号的准平稳特性，任何语音数字信号处理的算法和技术都建立在短时基础之上。语音信号的最重要的特征表现在它的短时频谱上如果从语音流中利用加窗的方法取出个短段，在对其进行傅里叶变换，就可以得到该段语音的短时谱。语音信号的加窗处理就是利用定的窗函数来乘以语音信号，从而形成加窗语音，其表达式为式在语音信号处理中般采用的窗函数是哈明窗，它的表达式如下陈亮，杨吉斌，张雄伟信号处理算法的实时实现，北京电子工业出版社，北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计设是段加窗语音信号，它的非零区间为。的离散时域傅里叶变换，∞称为的短时频谱。在语音信号数字处理中，都是采用的离散傅里叶变换来替代∞，并且可以用高效的快速傅里叶变换算法来完成由至的转换。子带分解与合成理论是用带通滤波器含低高通滤波器阵把原信号分解为许多不同频带的子带，每个滤波器的输出即为子带信号。这些带通滤波器阵称为分解滤波器。在合成时，每个子带信号经过合成滤波器重构原信号。已经推导出分解滤波器与合成滤波器无失真重构原信号应满足设计条件，由此引出子带编码的理论与技术。在应用时，子带分布的设计又可分为均匀子带与非均匀子带两大类设计，即每个子带的带宽可以不样，要按照满足种需要而设计。对音频信号进行子带分解之前要将长长的音频采样信号序列分段。分段的基本原则是尽量保持音频采样信号原有的频谱特性，即尽可能长些，同时又要考虑的处理能力，分段越长处理矩阵越大，处理速度越慢，因此音频采样信号序列分段要尽可能长但又不能超出数字信号处理器的处理能力。折衷考虑取段长为，即个音频采样信号样本为段。音频采样信号格式为位线性脉冲编码调制信号，依采样时间顺序标记如下，音频采样信号段与段之间是重叠的，呈如下递推形式每个音频信号样本段可用向量表示如下北京理工大学珠海学院届本科,北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计提高频域分辨率的音频频谱分析算法实现时域数据指针矩阵指针频域数据指针返回指针北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计结论本文提出基于的音频频谱分析，算法简单易于实现，在上对具体音频信号进行频谱分析仿真，编码效率高，占用处理器资源少，解码差错率低，是很有实用价值的算法。音频信号频谱分析的核心算法是离散傅立叶变换，是使信号在数字域和频域都实现了离散化，从而可以用通用计算机处理离散信号。而使音频信号频谱分析从理论走向实用的是快速傅立叶变换，的出现大大减少了的运算量，使实时的音频信号频谱分析成为可能极大促进了该技术的发展。数字音频信号频谱分析系统的优点精度高离散系统的精度高，更确切地说是精度可控制。因为精度取决于系统的字长，字越长，精度越高根据实际情况适当改变字长，可以获得所要求的精度。灵活数字处理系统的性能主要由乘法器的各系数次定。只要改变乘法器的系数，系统的性能就改变了，对些自适应系统尤为合适。稳定性及可靠性好离散系统的基本运算是加乘法，采用的是二进制所以工作稳定，受环境影响小，抗干扰能力强，且数据可以存储。集成化成度高数字系统的体积小功耗低功能强价格越来越便宜。音频信号频谱分析方法归纳起来可以分为三大类离散傅里叶变换法离散余弦变换法和离散小波变换法。离散傅里叶变换法需作复数运算，计算量较大，但分辨率和分析精度较高。离散余弦变换法仅作实数运算，复杂度低，计算量最小，实时性强，利用的高速处理能力可提高分辨率和分析精度。离散小波变换法复杂度最高，计算量最大，但其能同时满足时域分辨率高和频域分辨率高的要求，受到人们较大的关注。音频信号频谱分析是音频压缩编码技术基础，如和音频压缩编码技术标准中音频信号频谱分析是主要内容，具有关键作用。音频信号频谱分析算法的计算量都很大，要求具备超强的实时处理能力。运用实现音频信号频谱分析算法具有极高的实用价值北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计参考文献陈亮，杨吉斌，张雄伟信号处理算法的实时实现，北京电子工业出版社，郑君里等编著信号与系统高等教育出版社，程佩青编著数字信号处理教程清华大学出版社，胡广书数字信号处理理论算法与实现清华大学出版社，邹彦原理及应用北京电子工业出版社卢官明宗肪数字音频原理及应用北京机械工业出版社宋瑜数字音频及多媒体广播接收系统北京世界广播电视出版社张韶高数字声频技术原理及应用北京国防工业出版社林福宗多媒体技术基础北京清华大学出版社胡圣尧原理及应用东南大学出版社，北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计谢辞岁月流逝，时光如梭，似乎还是初入北理的样子，转眼毕业论文已近尾声。其实时光也并不如梭，四年虽然短暂，但是北理的日子充实而愉快，当自己终于从论文中解脱出来而长长吁口气的时候，却发现毕业已转瞬及至。念至此，竟觉得有些恍惚，所谓浮云白日白驹过隙也便是如此这般了罢。从初入校门到即将离开，四年好像什么也没变，但是已非从前。太多的感悟太多的人与人之间交流心灵的碰撞促进了我的成长。人的成长的过程绝非自己放任而成，这路上包含了太多太多无私的帮助，热情的鼓励，坚定的支持。而在毕业之际，我还是要向他们的表达感激，尽管或许他们并不图报什么。首先应该感谢的是我的家人。感谢我的父母，谢谢你们赋予我生命和健康的体格，使我有机会经历这美好而精彩的人生谢谢你们的无私的爱和奉献，在我的步步成长中你们日益苍老，永远不变的却是那关注的眼神和无论何时都在身后的坚定的支持和鼓励谢谢你们的尊重，使我更好的选择自己人生要走的道路。感谢我的老师们，你们的谆谆教诲，是我这四年获得的最宝贵的知识。更要感谢我的导师范杰老师，范杰老师为谦和的为人和严谨的治学态度，是我生都要学习的榜样。这篇论文从选题到结构大纲再到初稿修改最后定稿，范杰老师都给予了我很多宝贵的建议。谢谢我的室友们，你们是我最珍贵的朋友。因为有你们，我们学习上相互鼓励，生活上相互照顾，无话不谈的亲密无所顾忌的开怀，我的大学生活才充满了种叫做幸福的色彩。还要感谢我的可爱的同学朋友们，有你们的参与，我的人生才如此的多彩。谢谢你们,人生并不是条宽阔平坦的大道，总是充满了坎坷与挑战，总会有崎岖和荆棘丛生的荒野。然而生命是个过程，生活是种态度，只要我们永怀颗感恩的心，以种乐观的态度，永远对生命充满希望，那么不论什么境况，慢慢体味细细品尝，总能感悟出其中的美意只要我们用颗豁达且认真的态度对待，那么就永远有缕曙光在我们的前方，照亮我们前行的路。即将开始新的历程，对我的后来者们予以祝福，且行且歌且珍惜。音频信号频谱分析学院专业姓名指导老师信息学院自动化学号职称范杰副教授中国珠海二三年五月北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺本人承诺呈交的毕业设计音频信号频谱分析是在指导教师的指导下，开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。本人签名日期年月日北京理工大学珠海学院届本科生毕业设计基于的音频频谱分析摘要音频信号频谱分析的本质是将数字音频信号表示成组正弦余弦波的线性组合，从而确定音频信号的频率成分。本设计基于数字信号处理器的性能和结构特点，编写汇编程序，在上对具体音频信号进行频谱分析仿真。数字信号处理器，即是进行数字信号处理的专用芯片，是伴随着微电子学数字信号处理技术计算机技术的发展而产生的新器件。数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。