Matlab生成白噪声音频信号|极客笔记

Matlab生成白噪声音频信号

白噪声是一种在所有频率上功率均匀分布的信号，其频谱特性为平均功率谱在整个频率范围内相等。在音频领域中，白噪声被广泛应用于音频处理和测试中。本文将介绍如何使用Matlab生成一段白噪声音频信号，并展示生成的音频信号的波形和频谱。

1. 生成白噪声信号

在Matlab中，可以使用wgn函数生成服从高斯分布的白噪声信号。以下是生成白噪声信号的基本语法：

fs = 44100; % 采样率为44100Hz
t = 0:1/fs:1-1/fs; % 生成1秒长的时间序列
white_noise = wgn(length(t), 1, 0); % 生成均值为0的白噪声信号

在上面的代码中，我们指定了采样率为44100Hz，生成了1秒长的时间序列，然后调用wgn函数生成了均值为0的白噪声信号。除了均值外，wgn函数还可以指定白噪声信号的标准差。

2. 绘制白噪声信号波形

接下来，我们将生成的白噪声信号绘制成波形图，以直观展示信号的特性。以下是绘制波形图的代码：

figure;
plot(t, white_noise);
xlabel('Time (s)');
ylabel('Amplitude');
title('White Noise Signal');

上面的代码使用plot函数将生成的白噪声信号绘制成波形图，并设置了横轴为时间（秒），纵轴为振幅，标题为“White Noise Signal”。

3. 绘制白噪声信号频谱

除了波形图外，我们还可以绘制白噪声信号的频谱图，以了解信号在频域上的特性。以下是绘制频谱图的代码：

L = length(white_noise);
Y = fft(white_noise);
P2 = abs(Y/L);
P1 = P2(1:L/2+1);
P1(2:end-1) = 2*P1(2:end-1);

f = fs*(0:(L/2))/L;

figure;
plot(f, P1);
xlabel('Frequency (Hz)');
ylabel('Magnitude');
title('Single-Sided Amplitude Spectrum of White Noise Signal');

在上面的代码中，我们使用FFT计算了白噪声信号的频谱，并绘制了单边幅度谱图。通过频谱图，我们可以清晰地看到白噪声信号在整个频率范围内具有均匀的功率分布的特性。