Построение спектра по звуку и обратно

@Razangann · Регистрация: 11.01.2013

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте! Решил попробовать поработать со звуком. Есть дискретный сигнал, записанный с микрофона, пару слов. Хотел построить спектр, выделить голос, подавить шумы и обратно перейти к сигналу. Может кто знает, как можно реализовать? Пробовал получить спектр через fft, не получилось...скорее всего не правильно делаю....
Помогите пожалуйста разобраться...

@Dimas_rdn · 02.06.2014, 23:07

Почему вы решили, что не получилось?
Вот есть суровая деревенская версия:

Matlab M

[s, Fs] = wavread('Sound 1.wav');
sp = fft(s);
figure
plot(abs(sp));
fb = 1.2e4; %% по спектру определили, где кончается полезные частотные составляющие
sp(fb:size(sp,1)-fb,:)=0; %%обнулили остальные частоты
figure
plot(abs(sp));
sn = ifft(sp);
wavwrite(sn,Fs,'Sound Pure');

Естесственно, высокие частоты срезали, и голос стал ниже

@Razangann · 04.06.2014, 17:23 **[ТС]**

Проанализировал ваш пример...а разве спектр не должен быть по частотам? То есть нужно получить зависимость амплитуд от частоты, а у вас на графике получается не от частоты зависит, а от количества амплитуд, да и графики симметричны....Вот к примеру спектр, построенный по данному сигналу.

@Dimas_rdn · 04.06.2014, 17:53

Спектр кажется относительно отсчетов, т.к. я не делал частотную сетку. А спектр повторяется из-за свойства симметрии преобразования Фурье можно убедиться тут
попробуйте построить спектр строчкой pwelch(s,[],[],[],Fs)

@Razangann · 04.06.2014, 18:03 **[ТС]**

Да,использовал данный метод

Он хороший, показывает то, что нужно, только вот не нашел, как обратно перейти ко временной зависимости сигнала...Есть обратная функция, или нужно через ifft пробовать? Спасибо!

@Dimas_rdn · 04.06.2014, 18:31

Razangann, так ведь функцией pwelch сам сигнал мы не трогали, s как был, так и остался. Если сигнал после фильтрации, то ifft, да.

@Razangann · 04.06.2014, 18:37 **[ТС]**

Matlab M

1
2
3

sp=pwelch(s,[],[],[],Fs);
sp(750:1500)=0;
sn=ifft(sp);

Получается откровенно совсем другое....
график 1 - исходный сигнал
график 2 - спектр, полученный с помощью pwelch()
график 3 - спектр, в котором срезал часть частот
график 4 - переход к сигналу с помощью ifft(), взят по модулю abs()
Как привести к нормальному виду график 4?

Нет ли обратной функции pwelch? Или как-то подкорректировать ifft?

@Dimas_rdn · 04.06.2014, 19:53

Я так понял, что pwelch нужен чисто для анализа, дальше с ним дело лучше не иметь. Заметьте, что выходной массив после pwelch гораздо короче, чем массив сигнала. Поэтому лучше оцените спектр, а дальше работайте с фильтром, для НЧ-фильтрации подойдет фильтр Баттерворта

Matlab M

1 2	[b,a] = butter(порядок фильтра,частота среза/(0.5*Fs)); y = filter(b,a,массив сигнала);

y - выходной сигнал. Его спектр можно снова оценить через pwelch

@Razangann · 04.06.2014, 20:06 **[ТС]**

Не то....( Нужно получить именно спектр, а не создавать фильтр частот. Нужно наглядно получить спектр, с которым можно и поиграть, а затем отредактированный спектр преобразовать в сигнал...

@Dimas_rdn · 04.06.2014, 20:47

Тогда, в силу моей компетенции в этом вопросе, возвращаемся к тому, с чего начали. В-принципе, тоже самое, только теперь мы можем заявить, с какой частоты обрезали. Если нужно что-то хитрее, то это уже нужно искать, читать. Может быть, много читать.

Matlab M

[s, Fs] = wavread('Sound 1.wav');
sp = fft(s);
F = (1:length(sp))*(Fs/2)/length(sp); %%частотная сетка
figure(1)
plot(F,abs(sp));
fb = 1500; %% по спектру определили, где кончается полезные частотные составляющие
fbs = round(fb*length(sp)/(Fs/2)); %% пересчитали частоту в отсчеты спектра
sp(fbs:size(sp,1)-fbs,:)=0; %%обнулили остальные частоты
figure(2)
plot(F,abs(sp));
sn = ifft(sp);
wavwrite(sn,Fs,'Sound Pure');

@Razangann 12 / 12 / 1 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 150
		1
	Построение спектра по звуку и обратно 02.06.2014, 21:13. Показов 5399. Ответов 9 Метки нет (Все метки) Здравствуйте! Решил попробовать поработать со звуком. Есть дискретный сигнал, записанный с микрофона, пару слов. Хотел построить спектр, выделить голос, подавить шумы и обратно перейти к сигналу. Может кто знает, как можно реализовать? Пробовал получить спектр через fft, не получилось...скорее всего не правильно делаю.... Помогите пожалуйста разобраться... 0

@Razangann 12 / 12 / 1 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 150
	04.06.2014, 17:23 [ТС]	3
	Проанализировал ваш пример...а разве спектр не должен быть по частотам? То есть нужно получить зависимость амплитуд от частоты, а у вас на графике получается не от частоты зависит, а от количества амплитуд, да и графики симметричны....Вот к примеру спектр, построенный по данному сигналу. Миниатюры 0

@Dimas_rdn 41 / 41 / 9 Регистрация: 22.10.2012 Сообщений: 91
	04.06.2014, 17:53	4
	Спектр кажется относительно отсчетов, т.к. я не делал частотную сетку. А спектр повторяется из-за свойства симметрии преобразования Фурье можно убедиться тут попробуйте построить спектр строчкой pwelch(s,[],[],[],Fs) 1

@Razangann 12 / 12 / 1 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 150
	04.06.2014, 18:03 [ТС]	5
	Да,использовал данный метод Он хороший, показывает то, что нужно, только вот не нашел, как обратно перейти ко временной зависимости сигнала...Есть обратная функция, или нужно через ifft пробовать? Спасибо! 0

@Dimas_rdn 41 / 41 / 9 Регистрация: 22.10.2012 Сообщений: 91
	04.06.2014, 18:31	6
	Razangann, так ведь функцией pwelch сам сигнал мы не трогали, s как был, так и остался. Если сигнал после фильтрации, то ifft, да. 1

@Razangann 12 / 12 / 1 Регистрация: 11.01.2013 Сообщений: 150
	04.06.2014, 20:06 [ТС]	9
	Не то....( Нужно получить именно спектр, а не создавать фильтр частот. Нужно наглядно получить спектр, с которым можно и поиграть, а затем отредактированный спектр преобразовать в сигнал... 0

	04.06.2014, 20:47