clc;
close all;
clear all;

% === Načítanie vstupnej stopy ===
[y, Fs] = audioread('sem2.wav');
t = (0:length(y)-1) / Fs;

figure; %1
plot(t, y);
xlabel('Time');
ylabel('Amplitude');
title('Waveform sem2.wav');
grid on;

[y1, Fs1] = audioread('flac.wav');
[y2, Fs2] = audioread('flac2.wav');

t1 = (0:length(y1)-1) / Fs1;
t2 = (0:length(y2)-1) / Fs2;

figure; %2
plot(t1, y1);
xlabel('Time [s]');
ylabel('Amplitude');
title('Waveform flac.wav');
grid on;

figure; %3
plot(t2, y2);
xlabel('Time [s]');
ylabel('Amplitude');
title('Waveform flac2.wav');
grid on;

% === FFT a spektrá ===
N1 = length(y1);
N2 = length(y2);

X1 = fft(y1);
X2 = fft(y2);

freq_shift1 = (-N1/2 : N1/2 - 1) * (Fs1 / N1);
freq_shift2 = (-N2/2 : N2/2 - 1) * (Fs2 / N2);

figure; %4
subplot(2,1,1);
plot(freq_shift1, real(fftshift(X1)), 'b');
title('Reálna časť posunutého spektra flac.wav');
xlabel('Frekvencia [Hz]');
ylabel('Reálna hodnota');
grid on;
subplot(2,1,2);
plot(freq_shift1, imag(fftshift(X1)), 'r');
title('Imaginárna časť posunutého spektra flac.wav');
xlabel('Frekvencia [Hz]');
ylabel('Imaginárna hodnota');
grid on;

figure; %5
subplot(2,1,1);
plot(freq_shift2, real(fftshift(X2)), 'b');
title('Reálna časť posunutého spektra flac2.wav');
xlabel('Frekvencia [Hz]');
ylabel('Reálna hodnota');
grid on;
subplot(2,1,2);
plot(freq_shift2, imag(fftshift(X2)), 'r');
title('Imaginárna časť posunutého spektra flac2.wav');
xlabel('Frekvencia [Hz]');
ylabel('Imaginárna hodnota');
grid on;

% === Nájdeme 5 dominujúcich frekvencií z flac2.wav ===
halfN2 = floor(N2/2);
realX2 = real(X2(1:halfN2));
imagX2 = imag(X2(1:halfN2));
freq2 = (0:halfN2-1)*(Fs2/N2);

[pks2r, locs2r] = findpeaks(abs(realX2), 'NPeaks', 3, 'SortStr', 'descend');
f0_2r = freq2(locs2r);
f0_2r(f0_2r < 2) = []; % odstráni DC

[pks2i, locs2i] = findpeaks(abs(imagX2), 'NPeaks', 2, 'SortStr', 'descend');
f0_2i = freq2(locs2i);
f0_2i(f0_2i < 2) = [];

disp('Najvýraznejšie frekvenčné zložky flac2.wav - reálna časť:');
disp(f0_2r');
disp('Najvýraznejšie frekvenčné zložky flac2.wav - imaginárna časť:');
disp(f0_2i');

% === IIR Notch Filter Design ==
f_all = unique([f0_2r(:); f0_2i(:)]);
if length(f_all) > 5
    f_all = f_all(1:5);
end

r = 0.995; % stabilita
sos_all = [];
gain_all = 1;

for k = 1:length(f_all)
    wo = f_all(k) / (Fs2 / 2);
    bw = (1 - r);
    [b_notch, a_notch] = iirnotch(wo, bw);
    [sos, g] = tf2sos(b_notch, a_notch);
    sos_all = [sos_all; sos]; %#ok<AGROW>
    gain_all = gain_all * g;
end

% === Frekvenčná charakteristika filtra ===
figure;
freqz(sos_all, 1024, Fs2);
title('Frekvenčná charakteristika IIR Notch filtra (5 zložiek z flac2.wav)');
xlabel('Frekvencia [Hz]');
ylabel('Zosilnenie [dB]');
grid on;

% === Filtrovanie flac2.wav ===
filtered_y2 = filtfilt(sos_all, gain_all, double(y2));

audiowrite('filtered_flac2.wav', filtered_y2, Fs2);

% === FFT po filtrovaní flac2 ===
X2_filt = fft(filtered_y2);
freq_shift2_filt = (-N2/2 : N2/2 - 1) * (Fs2 / N2);

figure;
subplot(2,1,1);
plot(freq_shift2_filt, real(fftshift(X2_filt)), 'b');
title('Reálna časť spektra po filtrovaní (filtered flac2.wav)');
xlabel('Frekvencia [Hz]');
ylabel('Reálna hodnota');
grid on;

subplot(2,1,2);
plot(freq_shift2_filt, imag(fftshift(X2_filt)), 'r');
title('Imaginárna časť spektra po filtrovaní (filtered flac2.wav)');
xlabel('Frekvencia [Hz]');
ylabel('Imaginárna hodnota');
grid on;

% === Aplikácia filtra na pôvodný sem2.wav ===
filtered_sem2 = filtfilt(sos_all, gain_all, double(y));
audiowrite('filtered_sem2.wav', filtered_sem2, Fs);

% === Vizualizácia filtrovaného sem2 ===
figure;
plot(filtered_sem2);
title('Filtrovaný signál sem2.wav (filter z flac2.wav)');
xlabel('Vzorky');
ylabel('Amplitúda');
grid on;

disp('Filtrovanie hotové. Spočetné spektrá flac2 aj výsledný sem2 boli uložené.');