声音信号的频谱分析（二）

——wav文件的分段傅里叶分析

在上一篇“声音信号的频谱分析（一）”中，给出了几种声音信号的时域波形图和频谱图。但存在两个问题：第一，对wav文件全部读取出来一次性地进行傅里叶变换，点数太大，而实际中运用DSP的FFT点数是有限的；第二，语音是分节的，不同时间段上的频谱特性不同，应该对它进行分段分析。下面引入分段处理数据的方法。仍以matlab中自带的文件“bird.wav”为例进行分析。

示例程序：

[w,fs,bits]=wavread('C:\MATLAB701\toolbox\vr\vrealm\program\sounds\bird.wav');

sound(w,fs,bits);  %听一下原始声音

y=w(:,1);                %取其中一列

display('声音文件的大小为：');

size(w)

%按照每段N0个点分段，做N0

N0=1024;K=length(y)/N0;

Z=zeros(K,N0);

for i=1:K

  Z(i,:)=(fft(y(1024*(i-1)+1:1024*i),N0)');

end

mesh(abs(Z)');

xlabel('x');ylabel('y');zlabel('z');

运行结果如下图所示，x坐标表示段数（即K的值，本程序中，K=19），y坐标表示每段的点数（该程序中，每段1024个点），z坐标表示频域幅度谱。显然，幅度谱是以1024/2=512为对称的，这是所有实信号的幅度谱的共性。

    首先沿x方向看，整个wav数据分成的K段中，每段有两个峰值，与上表中的分析是一致的，但不同段幅度差别较大，如果沿y方向看，分成的K段中同一y位置处的幅度也是不同的，乘波浪起伏变化，说明语音是分节的，不同时间段的频谱不同。