在音频文件上应用频率采样过滤器

Question

我正在尝试使用来自给定数据文件的频率采样来应用双带阻滤波器。 我使用的方法如下

1. 给定频率采样文件的反向fft（relief='edge'）

2. 从步骤1给出的实际值的循环移位

3. 执行第2步

的结果

4. 使用卷积在音频文件上应用滤镜。 （频域）

问题是带阻频率（925Hz和2090Hz）仍然存在。我的代码有什么问题，或者我错过了什么？

ifft



任何人都可以帮助我吗？

Answer 1

前两步

  

  
1. 给定频率采样文件的反向fft（ifft）
  
2. 从步骤1给出的实际值的循环移位
  

应该正确地为您提供根据您的规范构建的过滤器的时域系数，前提是freqSampling.txt文件正确指定了所需的完整双面光谱（请参阅＆＃34;验证规范＆＃34;下面） 。如果频率规范包含陡峭的瞬变，则还可能需要调整/增加ifft点的数量。然而，如步骤4所示，在频域中执行卷积并不对应于典型的滤波操作，而是等效于两个信号的时域乘法。

时域过滤

从第2步的结果中，您可以使用wave直接在时域中过滤conv数据：

new_sound = conv(r, wave);

或filter：

new_sound = filter(r, 1, wave);

conv会给你完整的length(wave)+length(r)-1卷积，而filter是一个更多的信号处理导向函数，返回卷积的第一个length(wave)个样本（也可以处理conv不直接支持的递归过滤器。

频域过滤

或者在频域中执行过滤

1. 使用至少length(r)+length(wave)-1
的大小对步骤2的结果执行FFT
2. 使用与步骤3中相同的大小执行wave数据的FFT
3. 使用乘法（频域）在音频文件上应用滤镜。
4. 计算步骤5
结果的逆FFT（ifft）
5. 从第6步中获取结果的实际部分（技术上不是必需的，但由于数字舍入误差较小而经常需要）

可以使用以下方法实现：

N = length(wave)+length(r)-1;
wave_fd = fft(wave, N);              % step 3
filter_fd = fft(r, N);               % step 4

filtered_fd = wave_fd .* filter_fd;  % step 5
new_sound = real(ifft(filtered_fd)); % step 6 & 7

请注意，您还可以使用the overlap-add method以较小的块执行此频域过滤操作。

验证规范

根据您的评论，data文件导入的freqSampling.txt可以通过以下方式重建：

N = 401;
data = ones(N,1);
data(19:23) = [2 1 0 1 2]/3;
data(51:56) = [2 1 0 1 2]/3;
data(N-[2:(N+1)/2]+2) = data([2:(N+1)/2]);

为了验证这会过滤所需的频率，我们可以将此规范绘制为频率的函数。为此，我们需要使用的采样率（fs），根据您的图表，它似乎是22050。然后，您应该能够用以下内容绘制这些：

hold off; plot([0:N-1]*fs/N, data);
hold on;  plot([925 925;2090 2090]', [0 1.2;0 1.2]', 'k:');
axis([0 3000 0 1.2]);
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Amplitude');
legend('Specs', 'Tones');

哪个应该给出如下情节：

基于此，似乎规格在音调频率上不提供任何衰减。可以用以下方法构建更好的拟合：

N = 401;
data = ones(N,1);
data(round(925*N/fs)+1+[-2:2]) = [2 1 0 1 2]/3;  % data([16:20])
data(round(2090*N/fs)+1+[-2:2]) = [2 1 0 1 2]/3; % data([37:41])
data(N-[2:(N+1)/2]+2) = data([2:(N+1)/2]);

产生一个如下所示的验证图：

P.S。：根据你的信号的频域图，似乎第二个音调更接近2600Hz，而不是指示的2090Hz。