噪声音乐信号的巴特沃斯带通滤波器以及均值去噪方法

本资源内包含一个纯净的音乐信号、一个掺杂余弦噪声与白噪声的音乐信号，以及matlab源代码进行傅里叶频域分析；针对余弦噪声设计巴特沃斯带通滤波器(butterworth bandpass filter)，针对白噪声，用均值去噪的方法，最后程序输出一个去除各种噪声后纯净的音乐信号。(关键语句都附有注释)

clear all;close all;clc
%断点位置：14、22、41、61行
%读入无噪声音乐文件y;采样频率为fs
[yfs]=audioread（‘Clean.wav‘）;
x=y（:1）‘;
% sound（xfs）;%播放音乐文件
N=length（x）;%音乐文件的采样点数总和（采样长度）
fft_x=fft（xN）;%音乐信号的傅里叶变换
w=fs/N*（0:N-1）;%频谱空间的谱线间隔矩阵，即采样频率间隔，fs为歌曲的采样频率，它最高
figure（1）subplot（211）;plot（x）title（‘Clean Music Signal‘）;
subplot（212）plot（wabs（fft_x））title（‘Frequency domain of Clean Music Signal ‘）;%可以看出，音乐文件最高频率是大概8000Hz

%读入有噪声音乐文件
[ynfs]=audioread（‘Corrupt.wav‘）;
xn=yn（:1）‘;
fft_xn=fft（xnN）;%音乐信号的傅里叶变换
 sound（xnfs）;
figure（2）subplot（211）;plot（xn）title（‘Noise Music Signal‘）;
subplot（212）plot（wabs（fft_xn））title（‘Frequency domain of Noise Music Signal‘）;%对比figure（1）中的波形可以看出在750和1750Hz处各存在一个噪声，因此需要设计带阻滤波器

%% band-pass filter
a=0.16;
b=0.22;
wp=[a-0.05b+0.05];
ws=[ab];
Rp=3;
As=13;
[Nbwc]=buttord（wpwsRpAs）;
[BSbASb]=butter（Nbwc‘stop‘）;
fk=0:1/8000:1;
Hk=freqz（BSbASbfk*pi）;
figure（3）
plot（fk20*log（abs（Hk）））;
%对噪声信号滤波
F_y1=filter（BSbASbxn）;
fft_F_y1=fft（F_y1N）;%滤波后音乐信号傅里叶变换
 sound（F_y1fs）;
figure（4）subplot（211）plot（F_y1）title（‘1st Music signal after filtering‘）
subplot（212）plot（wabs（fft_F_y1））title（‘Frequency domain of Music signal after 1st filtering‘）;

c=0.4;
d=0.46;
wp=[c-0.05d+0.05];
ws=[cd];
Rp=3;
As=13;
[Nbwc]=buttord（wpwsRpAs）;
[BSbASb]=butter（Nbwc‘stop‘）;
fk=0:1/8000:1;
Hk=freqz（BSbASbfk*pi）;
figure（5）
plot（fk20*log（abs（Hk）））;
%对噪声信号滤波
F_y2=filter（BSbASbF_y1）;
fft_F_y2=fft（F_y2N）;%滤波后音乐信号傅里叶变换
sound（F_y2fs）;
figure（6）subplot（211）plot（F_y2）title（‘2nd Music signal after filtering‘）
subplot（212）plot（wabs（fft_F_y2））title（‘Frequency domain of Music signal after 2nd filtering‘）;

%求平均值方法滤除白噪声
music=audioread（‘Clean.wav‘）;
music=music（:1）‘;
sum=F_y2;
for ii=1:1999
    r=rand（1N）;
    x2=r-0.5;
    yn=music+x2;
    sum=sum+yn;
end
sum=sum/2000;
sound（sumfs）;
fft_sum=fft（sumN）;
figure（7）subplot（211）plot（sum）title（‘Music signal after averaging‘）;
subplot（212）plot（wabs（fft_sum））title（‘Frequency domain of Music signal after averaging‘）;

 属性            大小     日期    时间   名称
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     文件       2304  2018-11-20 22:33  BS.m

     文件      50044  2018-11-15 13:05  Clean.wav

     文件     100044  2018-11-15 13:05  Corrupt.wav

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               152392                    3