《信号与系统》课程设计——回音的产生与消除
回声信号的产生与消除
回声信号的产生与消除信号与系统姓名：苏小平班级：电网13-1学号：1305080116学院：电气与控制工程学院回声信号的产生与消除第一部分：阐述回声产生与消除的步骤、原理。
1.步骤：（1）利用软件GOLDWAVE录取一段音频来自陈学冬的“不再见”。
（2）将音频导入MATLAB中，通过编写程序，在音频里加入回声，得到了‘加回声的音乐’。
（3）通过编写程序，将加入回声的音频通过滤波器，将回声滤除，得到了‘去掉回声的音乐’。
2.原理：无线通信中，当接收机从正常途径收到发射信号时，可能还有其它的传输路径，例如从发射机经过某些建筑物反射到达接收端，产生所谓“回波”现象，又如，当需要完成室内录音时，除了直接进入麦克风的正常信号之外，经墙壁反射的信号也可能被采集录入，这也是一种“回声”现象，为了解决这种多径传输中的失真问题，需要消除或削弱回声。
消除回声的系统框图如下图所示：x(n)w(n)y(n)h1(n)h2(n)系统一系统二第二部分：利用MATLAB对音频进行处理：1.将音乐导入MATLAB后画出加回声之前的时域波形图、幅值和相位图，见一下图形：2.将音乐导入MATLAB 后画出加回声之前的时域波形图、幅值和相位图，见一下图形：012345678x 105-0.05-0.04-0.03-0.02-0.0100.010.020.030.04原信号波形012345678x 105100200300原信号幅值12345678x 105-4-2024原信号相位3.将音乐导入MATLAB 后画出加回声之前的时域波形图、幅值和相位图，见一下图形：12345678x 105-0.05-0.04-0.03-0.02-0.0100.010.020.030.040.05加回声波形12345678x 1050100200300400加回声幅值12345678x 105-4-2024加回声相位第三部分：总结1.使用叠加法产生回声，部分程序如下：012345678x 105-0.05-0.04-0.03-0.02-0.0100.010.020.030.04滤波信号波形012345678x 105100200300滤波幅值12345678x 105-4-2024滤波相位x1=x(1:N);x2=x(1:N);x3=x(1:N);x1=[x1,zeros(1,10000)];x2=[zeros(1,10000),0.7*x2];y=x1+x2;y即为已经加入回声的音频。
信号与系统课程设计报告回波的产生与消除
回波的产生与消除一、摘要：通过信号与系统的学习，对于数字信号处理有了一定的了解。
本文基于MATLAB的简单应用，以回波最简单的线性模型进行分析。
在MATLAB上实现了回波的产生以及消除，并且讨论了不同的衰减系数和延迟量对于回波的影响。
通过计算分析输出信号的自相关函数，提出了一种基于自相关函数来估计衰减系数和延迟的方法以及在什么条件下该方法适用性较好。
关键字：回波自相关函数衰减系数延迟二、引言：回波是现代通信中影响通信质量的噪声干扰，也有测距估算等的使用价值。
本文主要通过MATLAB实现了回波的产生、消除、测量反射物的距离，并且推导了如何利用输出信号的自相关函数来估计整个系统的衰减系数和延迟量。
同时对推导的结果进行MATLAB仿真验证。
本文通过两部分进行验证，首先设定衰减系数和延时，再与估计值对比后进行分析；其次假定延迟和衰减系数是两个随机数，由MATLAB产生，再进行分析。
从而分析了衰减系数和延时对回波产生和消除的影响。
三、正文:1. 设计要求：1.1基本要求：(1) 利用声音信号x产生带有回声的声音信号y。
(2) 从带有回声的信号y中消除回声。
(3) 从y中估计反射物的距离。
1.2提高要求：(1) 利用自相关函数的定义推导如何从自相关函数中较为准确地估计延迟量和衰减系数，以及在何种情况下此种方法较好。
(2) 验证该种方法是否适用。
2．设计原理：2.1设计的理论依据：1.根据设计要求分析系统功能，掌握设计中所需理论（采样频率、采样位数的概念，采样定理；回声信号，相关性分析；数字滤波器设计原理和方法）。
2. 熟悉MATLAB的编程语言。
2.2 方案设计：1.语音信号采集：使用现成的“*.wav”格式的声音信号，44.1khz采样。
2.声音信号的读取：使用MATLAB中的wavread()函数读取，记录信号，采样率。
3.带回波信号的产生：利用MATLAB中的基本矩阵计算产生原始信号的延迟以及只有一个衰减延迟的回波信号。
回声消除毕业论文
回声消除毕业论文回声消除技术在语音信号处理中起着非常重要的作用，它可以有效减少语音通信中产生回声的影响，提高语音信号质量和清晰度，在语音通信、语音识别和语音合成等领域得到了广泛应用。
本文主要介绍回声产生机制、回声消除算法、回声消除系统的实现以及回声消除算法的优化。
一、回声产生机制回声是由于语音信号从主讲话人到转接站或对方电话机，再由转接站或对方电话机回传到主讲话人处所产生的信号。
因此，对于从广义上来说，回声产生机制主要有以下两种形式：1. 音频输出设备回音当一个人在说话时，声音会被麦克风采集并被发送给远程其他人。
如果某些机器的音频输出设备出现了缺陷，那么他发出的声音就会反射回到他自己的麦克风中，所形成的信号就是回音。
它通常在通话质量差的情况下出现，可以通过降低麦克风灵敏度、调整输入和输出音量控制来缓解。
2. 时差回声时差回声是在语音通信中产生的最常见的一种回声情况。
时差回声是指语音信号从发射端（主讲话人处）传输到接收端（通讯对方）后，一部分信号在接收端的扬声器播放时，被捕捉到发射端的麦克风中得到的声音。
这种回声通常是由于音频播放设备和采集设备之间的时间延迟所导致的。
它通常困扰着网络电话、视频会议和网络游戏。
二、回声消除算法回声消除技术的基本思想是在通过麦克风采集到的原始语音信号中分离出回声信号，并将其移除以达到消除回声的目的。
常见的回声消除算法包括数字滤波法、时域自适应滤波法和频域自适应滤波法等。
1. 数字滤波法数字滤波法是采用数字滤波器对输入的语音信号进行滤波以减少回声的算法。
其基本原理是，通过计算相应的滤波器系数，将回声信号从输入信号中滤出。
不同的数字滤波算法可以采用不同的滤波器类型和滤波器系数来减少回声效应，其中卡尔曼滤波法和有限时滤波法都是常见的数字滤波算法。
2. 时域自适应滤波法时域自适应滤波法（TDAS）是一种基于统计模型的算法，适用于对采样深度低但有足够信号能量的信号进行处理。
TDAS算法利用交线性变换原理，将输入信号分解为线性和非线性两部分，进而消除回声。
《信号与系统》课程设计——语音信号的分析和处理
《信号与系统》课程设计——语音信号的分析和处理第一篇：《信号与系统》课程设计——语音信号的分析和处理《信号与系统》课程设计——语音信号的分析和处理【设计题目】基于时频域的分析方法对语音信号进行分析和处理【设计目标】尝试对语音信号进行时频域分析和处理的基本方法【设计工具】MATLAB 【设计原理】通过MATLAB的函数wavread()可以读入一个.wav格式的音频文件，并将该文件保存到指定的数组中。
例如下面的语句（更详细的命令介绍可以自己查阅MATLAB的帮助）中，将.wav读入后存放到矩阵y中。
y = wavread('SpecialEnglish.wav');对于单声道的音频文件，y只有一行，即一个向量；对于双声道的音频文件，y有两行，分别对应了两个声道的向量。
我们这里仅对一个声道的音频进行分析和处理即可。
注意：.wav文件的采样频率为44.1KHz，采样后的量化精度是16位，不过我们不用关心其量化精度，因为在MATLAB读入后，已将其转换成double型的浮点数表示。
在获得了对应音频文件的数组后，我们可以对其进行一些基本的分析和处理。
可以包括：1、对语音信号进行频域分析，找到语音信号的主要频谱成分所在的带宽，验证为何电话可以对语音信号采用8KHz的采样速率。
2、分析男声和女声的差别。
我们知道男声和女声在频域上是有些差别的，一般大家都会认为女声有更多高频的成分，验证这种差别。
同时，提出一种方法，能够对一段音频信号是男声信号、还是女声信号进行自动的判断。
3、语音与乐器音频的差别。
比较语音信号与乐器音频信号的差别，尤其是在频域上的差别。
4、.wav文件的采样速率为44.1KHz，仍然远远高于我们通常说的语音信号需要的频谱宽度，例如在电话对语音信号的采样中，我们仅仅使用8KHz的采样速率。
对读入的音频数据进行不同速率的降采样，使用wavplay()命令播放降采样后的序列，验证是否会对信号的质量产生影响。
回声效果处理课程设计
回声效果处理课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握回声效果的基本概念、原理和处理方法。
通过本课程的学习，学生将能够理解回声的产生原因和特点，掌握回声处理的基本技巧，并能够运用所学知识处理实际问题。
具体来说，知识目标包括：1.了解回声的定义和产生原因。
2.掌握回声的特性，包括反射、衰减、延时等。
3.了解回声处理的基本方法，包括回声消除、回声增强、回声抑制等。
技能目标包括：1.能够使用回声处理软件进行回声消除和增强。
2.能够设计简单的回声抑制电路。
3.能够分析实际场景中的回声问题，并提出相应的处理方法。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生的创新意识和解决问题的能力。
2.培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.培养学生的科学精神和对技术的兴趣。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括回声效果的基本概念、原理和处理方法。
具体的教学大纲如下：1.第一章：回声效果概述–回声的定义和产生原因–回声的特性及其影响因素2.第二章：回声处理的基本方法–回声消除技术–回声增强技术–回声抑制技术3.第三章：回声处理软件应用–回声处理软件的使用方法和技巧–实际案例分析：回声消除和增强的应用4.第四章：回声抑制电路设计–回声抑制电路的基本原理–回声抑制电路的设计方法和步骤–实际案例分析：回声抑制电路的应用5.第五章：回声效果处理综合实践–分析实际场景中的回声问题–提出相应的处理方法并进行实施三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法和讨论法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，向学生传授回声效果的基本概念、原理和处理方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解回声处理的实际应用，培养学生的解决问题的能力。
3.实验法：通过实验室的实践操作，让学生掌握回声处理软件的使用方法和回声抑制电路的设计步骤。
4.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作意识和沟通能力，同时促进学生对回声效果处理的理解和思考。
回声信号的产生与消除
数字信号处理课程设计回声信号的产生与消除姓名张针海学号 ******** 专业电子信息工程指导教师樊玲年级 10级电信2班日期 2013 .5 . 25【摘要】本课程是利用Windows下的录音机，录制一段自己不小于10s的语音，然后在Matlab 软件平台下，利用函数wavread对语音信号进行采样，并记录采样频率和采样点数。
在抽样信号的基础上，通过采样后的的信号与原信号实现一次及多次延迟、叠加产生回波信号，再使用Matlab绘出有回声及无回声语音信号的时域波形和频谱图。
再分别用频率抽样法设计的FIR滤波器和冲激相应不变法设计设计的IIR滤波器消除回声，并记录滤波器的频域响应，再绘制滤波后信号的时域波形和频谱，并对前后信号进行对比，分析信号的变化。
[关键词] 录音 matlab 采样滤波抽样[Abstract] this course is to use a tape recorder to record voice under Windows, a section of their own not less than 10s, then in Matlab software platform, sampling of the speech signal using the function wavread, and record the sampling frequency and sampling points. Based on the sampling signal, through its implementation of single and multiple superposition delay, echo, and use Matlab to draw the echo and echo free speech signal time-domain waveform and spectrum. FIR filter respectively by frequency sampling design method and impulse corresponding invariant IIR filter design to eliminate echo, and record the response of the filter in frequency domain, and then draw the time-domain waveform and spectrum of the filtered signal, and compared before and after the signal, analysis of signal changes目录1 设计目的及要求 (3)1.1设计回音目的及要求 (3)1.2设计滤波器目的及要求 (3)1.2.1 FIR滤波器 (3)1. 2. 2 巴特沃兹滤波器 (3)1. 2. 3 距离估计要求 (4)2 设计原理 (4)3设计内容 (4)3．1语音采集........ (4)3. 2信号分析 (4)3．3制作回音 (5)3.4设计滤波器及滤波 (8)3. 4. 1 设计FIR滤波器及滤波 (8)3.4.1.1单回声的滤波 (8)3. 4.2设计巴特沃兹滤波器及滤波 (12)3.4.2.1设计巴特沃斯数字低通滤波器 (12)3．5估算距离 (13)3.5.1通过理论计算法 (13)3.5.2程序返回测量法 (14)4总结 (15)5、参考文献 (16)1 设计目的及要求1.1设计回音目的及要求现代通信中回波是影响通信质量的噪声，本课程设计是在matble库元件中搜索一段不小于10s的录音，再利用函数wavread对语音信号进行采样，并自身实现一次及多次延迟、叠加产生回波信号，再使用Matlab绘出有回声及无回声语音信号的时域波形和频谱图。
回波的产生和消除
得到y的自相关函数的图像：
y的 自 相 关 函 数 1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
-200
-400
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
4
x 1Y0our company slogan
得到的估计结果如下：*
与设定值a=0.5， delay=0.1s相比较 ，吻合的较好。
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
frequency（ hz）
4
x 1Y0our company slogan
angle
产生的回波信号与原声音信号在时域上的图像对比： *
原信号的波形 1
0.5
amplitude
0
-0.5
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
time 回波信号的波形
4
x 10
1
0.5
amplitude
y,y[0] 1 a2 C (其中C为大于1的常数) y,y[N] a
解方程： a2 Ca 1 0
得： a C C 2 4 2
Q C 1 且a<1,
a C C2 4 2
Your company slogan
计算延时和衰减系数程序段
%--------------------------参数估计---------------------------------y_corr=xcorr(y);%回波信号序列的自相关 figure(3); plot(y_corr); title('y的自相关函数'); [h1,h1_location]=max(y_corr);%找峰值及其坐标 y_corr(h1_locationfs/21:h1_location+fs/21)=zeros(2*fs/21+1, 1); [h2,h2_location]=max(y_corr);%抹去零附近的值再找最值 N_delay=abs(h1_location-h2_location);%两个最大峰值的坐标 之差的绝对值即为时间延迟 time_delay=N_delay/fs %延迟的时间 c=h1/h2; %峰值比 a_estimated=(c-sqrt(c*c-4))/2 %估计衰减系数
视频会议中回声的发现与消除
视频会议中回声的发现与消除一、回声的定义及特征1.什么是电视会议中的回声在电视会议中，当本会场的声音信号传到对方会场后，进入对方的麦克风，通过调音台、会议电视系统等音频设备，再传回本会场，导致在本会场听到自己的延迟后的声音，这种声音就被称为会议电视中的回声。
2.回声的特征（1）回声和自己说话声音相比，有明显的延迟。
例如：当一个人在山谷里对着山壁大声说一句话，就会听到自己清晰的回声，并且可能不止听到一遍，好像山那边有人在学你说话。
当你在一个又空又大的房子里说话时也很容易听到自己的回声，但这种回声可能只听到一句话的最后几个字，并不完整，若是连续且较快地讲话，就会发现这种回声干扰会让周围的人听不清楚你说的话。
会议电视系统中的回声产生的原理和上述一样，只是传播的路径稍有区别。
图1是电视会议中回声传播路径图。
（2 ）回声一般比自己说话的声音小对于通过空气传播的回声，由于能量的消耗，回声肯定比声源的声音要小；而对于会议电视系统，虽然又经过了声电转换，但一般情况下回声较小。
除非是人为的误操作，通过调音台等音频设备进行了信号增益，才会产生比较大的回声。
（3）回声的大小与声源的大小、传播的途径及周围的环境有关。
若说话者的声音较小，则不易产生回声，或者说回声的影响可以被忽略；在一个空旷的屋子里和一个狭窄的屋子里讲话会感觉不一样；而同一个屋子里，没放置任何东西和放了不少桌椅，以及墙壁、地板和桌椅是否有吸音材料，讲话时的感觉也不一样。
二、如何消除电视会议中的回声1.回声抵消和回声抑制回声抵消，就是通过对回声路径的分析，估计其特征参数，利用回声路径的特征参数构造模拟的回声信道，模拟回声的产生过程，得到的模拟回声信号与接收信号的反相求和即可消除接收信号中的回声。
回声抑制就是指在语音通道中消除回声的能力。
2.回声抵消和回声抑制的应用一般对于会议电视产品，都会采用一些回声抵消机制，或采用高级自适应算法智能化调整参数以确保会场的最佳音响效果。
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《信号与系统》课程设计——回音的产生与消除班级：光电一（6）班
姓名：骆骏
学号：2010051060023
全部源程序如下：
[x,fs,bits]=wavread('xiyangyang');
figure(1);
subplot(3,1,1);
plot(x(1:65000));
title('原始信号');
y=fft(x);
subplot(3,1,2);
plot(abs(y));
title('幅值');
subplot(3,1,3);
plot(angle(y));
title('相位');
sound(x,fs);
pause(10)
x1=x(1:65000);
x2=x(1:65000);
x1=[x1,zeros(1,10000)];
x2=[zeros(1,10000),0.7*x2];
y=x1+x2;
figure(2);
subplot(3,1,1);
plot(y(1:65000));
title('回声');
y1=fft(y);
subplot(3,1,2);
plot(abs(y1));
title('幅值');
subplot(3,1,3);
plot(angle(y1));
title('相位');
sound(y,fs);
pause(10)
b=1;
a=zeros(1,10000);
a(1)=1;
a=[a,0.7];
z1=filter(b,a,y);
z2=fft(z1);
figure(3);
subplot(3,1,1);
plot(abs(z2));
title('滤波幅值');
subplot(3,1,2);
plot(angle(z2));
title('滤波相位');
subplot(3,1,3);
plot(z1(1:65000));
title('滤波信号');
sound(z1,fs);
程序简要分析：
首先利用声卡或软件（本人用的是格式工厂）录下一段采样率为22050Hz的wav格式的音频文件，并将其复制到Matlab的work工作区，取名“xiyangyang”。
然后利用wavread函数读入并将其一维数组的值赋给变量x,经size（x）测得其长度为66230（x取前65000位）。
利用图形窗口subplot函数将figure(1)分成3个绘图区，以便于分别用plot函数将原始音频的原始信号，幅值和相位在figure(1)上输出。
相关函数有title,用于标注图形名称; fft用来计算离散傅里叶变换，此函数将序列x的快速离散傅里叶变换的结果存到向量y中，即其幅值；angle函数用于返回向量y的弧度，即一维复合元素的向量矩阵。
最后利用sound命令把原始音频文件输出。
然后分别把x赋x1和x2，并分别在x1的最后和x2的最前加10000个0，且设x2的回音衰减系数为0.7。
使原始信号产生一个10000的时延和0.7的衰减率并将其进行叠加赋给y，而输出的y就实现了x1和x2的叠加，即产生回音的过程，再分别将y的回声，幅值和相位用相似的处理方法输出在figure(2)上。
最后是回音的消除过程，此过程利用了一个关键的一维数字滤波滤波器函数filter，即建立一个一维差分方程，最后反求出原始信号x，即程序中所指的z1。
“z1=filter(b,a,y)”的意思是使b*z1=a*y,而a,b,y和z1均可以是向量（实过程为“a(1)*z1(n)+a(2)*z1(n-1)+ a(3)*z1(n-2)+…..=b(1)*y(n)+b(2)*y(n-1)+b(3)*y(n-2)+…..“），最后输出的是z(n)。
执行此语句后，z1(n)+0.7*z1(n-10001)=y(n),而显然得到的z1(n)就是叠加信号y 减去原来的回音x2后所得的原始信号，即x。
注：
1.本程序包含三个sound命令，应利用pause函数实现其先顺序的播放，否则播放时效果
不好甚至混乱。
2.本程序只设计了一个回音信号x2，也可以按相似方法多设计几个回音信号x3，x4等，
即实现其回音次数的控制。
只是注意其维数必须相同，否则不能相加，在最后回音消除的时候再按相似方法去掉回音即可。
3.关于回音间隔，可通过改变其时延N来控制；至于回音大小，通过改变回音的回音衰减
系数即可。
4.在录取的音频不能太大，否则易造成程序执行时间过长，特别是filter函数的计算过程，
一旦过长就极易死机。
5.本程序参考了一些网上相关的回音的产生与消除的程序。
感想：
信号与系统是一门理论与实践紧密结合的课程，通过本次课程设计，增强了自己的实际动手能力，上网查资料以及自学能力。