那么信号频谱的幅值,相角又反映了信号的什么信息?
【资料图】
下面通过实验来让我们从 一个角度看看信号频谱的幅值、相角内包含的信息。
1、图片频谱中的幅值和相位信息
(1)实验数据
实验灰度图像数据可以直接从本网页,鼠标右键点击“图片零存为” 获得。
▲ 图2.2.1 测试图片
(2)实验要求
利用二维快速傅里叶变换,获得上灰度图像的频谱。下给出了上述图片的幅度和相位谱。
▲ 图像的幅度和相位谱
Ⅱ.恢复幅度谱信息
将计算结果中的相位都置为0, 进行傅里叶反变换, 获得图片频谱中幅度图像信息。
▲ 图2.2.3 原图像以及幅度谱恢复的图像信息
注意:请注意上述代码中,对于数组img1进行饱和处理的作用。
Ⅲ.恢复相位谱信息
将计算结果中的幅值都置为1, 进行傅里叶反变换,获得图片频谱中的相位图像信息。
▲ 原始图像以及相位恢复的图像信息
(3)实验分析
通过对比从图像频谱中的幅度和相位恢复结果来看,讨论图像中的结构信息主要是分布在幅度谱还是相位谱?
2、声音频谱中的幅值和相位信息
对于声音信号进行相同的分析,分别从声音信号中的幅度谱和相位谱还原对应的声音,讨论一下从哪一部分可以听出原来的声音信号。
(1)数据准备
下面我利用 Audacity音频录制软件[6]截取了 西瓜视频中降央卓玛经典歌曲《西海情歌[7]中的片段(时长1:15),转存成 .WAV文件。
▲ 图2.2.5 西海情歌
这个数据文件也可以从下面链接下载:
▲ 图2.2.6 截取音频信号
(2)数据处理
Ⅱ.读取波形数据
参考博文 电话双音频拨号声音中的干扰信号[9]中对于音频WAV文件的读写方法,将上述波形文件进行读取。
▲ 音乐片段波形
Ⅲ.获取信号频谱幅度对应波形
▲ 幅度品返回的波形
Ⅳ.获取信号相位幅度对应波形
▲ 相位谱恢复的信息
(3)数据讨论
大家可以通过试听恢复的声音信号,看幅度谱中和相位谱恢复的音频中哪一个还可以听出原来的歌曲。