Конечно. На MATLAB Central File Exchange есть демонстрационное приложение , которое делает нечто подобное. Он считывает сигнал со звуковой карты (требуется Data Acquisition Toolbox) практически в реальном времени, применяет преобразование FFT - вы могли бы сделать что-то еще, например, применение фильтра, - и визуализирует результаты в 3D-графике в режиме реального времени. Вы можете использовать его в качестве шаблона и изменить его в соответствии со своими потребностями, например, визуализировать его различными способами (скорее в стиле осциллографа) или вывести звук в виде файла .wav для последующего воспроизведения.
Если вам нужно правильно работать в реальном времени, вы можете заняться реализацией в Simulink, а не просто основанием MATLAB.