Октава и набор фильтров дробной октавы
octaveFilterBank разлагает сигнал на поддиапазоны дробной октавы или октаву. Полоса октавы является диапазоном частот, где самая высокая частота является дважды самой низкой частотой. Полоса октавы и дробные ленточные фильтры октавы обычно используются, чтобы подражать, как люди чувствуют громкость.
Применять банк полосы октавы или дробных ленточных фильтров октавы:
Создайте объект octaveFilterBank и установите его свойства.
Вызовите объект с аргументами, как будто это была функция.
Чтобы узнать больше, как Системные объекты работают, смотрите то, Что Системные объекты? MATLAB.
octFiltBank = octaveFilterBankoctFiltBank = octaveFilterBank(bandwidth)octFiltBank = octaveFilterBank(bandwidth,fs)octFiltBank = octaveFilterBank(___,Name,Value)octFiltBank = octaveFilterBank
octFiltBank = octaveFilterBank(bandwidth)Bandwidth на bandwidth.
octFiltBank = octaveFilterBank(bandwidth,fs)SampleRate на fs.
octFiltBank = octaveFilterBank(___,Name,Value)Name к заданному Value. Незаданные свойства имеют значения по умолчанию.
octFiltBank = octaveFilterBank('1/2 octave','FrequencyRange',[62.5,12000]) создает ½ банка ленточного фильтра октавы, octFiltBank, с полосовыми фильтрами, помещенными между 62,5 Гц и 12 000 Гц.audioOut = octFiltBank(audioIn)Чтобы использовать объектную функцию, задайте Систему object™ как первый входной параметр. Например, чтобы выпустить системные ресурсы Системного объекта под названием obj, используйте этот синтаксис:
release(obj)
Создайте 1/3-octave набор фильтров для сигнала, выбранного на уровне 48 кГц. Установите частотный диапазон на Гц [18 22000].
octFilBank = octaveFilterBank('1/3 octave',48000, ... 'FrequencyRange',[18 22000]);
Используйте fvtool, чтобы визуализировать ответ набора фильтров. Чтобы получить представление с высоким разрешением о более низких частотах, установите шкалу оси X к log и NFFT к 2^16. Добавьте легенду, указывающую на частоты центра набора фильтров.
fvtool(octFilBank,'NFFT',2^16); set(gca,'XScale','log') axis([.01 24 -20 1]) fc = getCenterFrequencies(octFilBank); fcc = cell(size(fc)); for ii = find(fc<1000) fcc{ii} = sprintf('%.0f',round(fc(ii),2,'significant')); end for ii = find(fc>=1000) fcc{ii} = sprintf('%.1fk',fc(ii)/1000); end legend(fcc,'Location','eastoutside')
Процесс белый Гауссов шум через набор фильтров. Используйте спектр анализатор, чтобы просмотреть спектр фильтра выходные параметры.
sa = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',16e3,... 'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,... 'FrequencyScale','log',... 'SpectralAverages',100); for index = 1:500 x = randn(256,1); y = octFilBank(x); sa(y); end
octaveFilterBank включает хорошую реконструкцию сигнала после анализа или изменения его поддиапазонов.
Читайте в звуковом файле и слушайте его содержимое.
[audioIn,fs] = audioread('RandomOscThree-24-96-stereo-13secs.aif');
sound(audioIn,fs)
Создайте octaveFilterBank по умолчанию. Частотный диапазон по умолчанию набора фильтров составляет 22 - 22 050 Гц. Частоты за пределами этой области значений ослабляются в восстановленном сигнале.
octFiltBank = octaveFilterBank('SampleRate',fs);
Передайте звуковой сигнал через набор фильтров октавы. Количество выходных параметров зависит от FrequencyRange, ReferenceFrequency, OctaveRatioBase и свойств Bandwidth набора фильтров октавы. Каждый канал входа передается через набор фильтров независимо и возвращен как отдельная страница в выводе.
audioOut = octFiltBank(audioIn); [N,numFilters,numChannels] = size(audioOut)
N =
1265935
numFilters =
10
numChannels =
2
Набор фильтров октавы вводит различные групповые задержки. Чтобы компенсировать групповую задержку, удалите начинающуюся задержку из отдельного фильтра выходные параметры и нулевая клавиатура концы сигналов так, чтобы они были всеми одинаковыми размер. Используйте getGroupDelays, чтобы получить групповые задержки. Слушайте компенсированную групповой задержке реконструкцию.
groupDelay = round(getGroupDelays(octFiltBank)); % round for simplicity audioPadded = [audioOut;zeros(max(groupDelay),numFilters,numChannels)]; for i = 1:numFilters audioOut(:,i,:) = audioPadded(groupDelay(i)+1:N+groupDelay(i),i,:); end
Чтобы восстановить исходный сигнал, суммируйте выходные параметры наборов фильтров для каждого канала. Используйте squeeze, чтобы переместить второй канал от третьей размерности до второго в восстановленном сигнале.
reconstructedSignal = squeeze(sum(audioOut,2)); sound(reconstructedSignal,fs)
octaveFilterBank реализован как параллельная структура фильтров октавы. Отдельные фильтры октавы разработаны, как описано octaveFilter. По умолчанию частоты центра набора фильтров октавы помещаются, как задано стандартом ANSI S1.11-2004. Можно изменить размещения фильтра с помощью Bandwidth, FrequencyRange, ReferenceFrequency и свойств OctaveRatioBase.
[1] Orfanidis, Софокл Дж. Введение в обработку сигналов. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 2010.
[2] Акустическое общество Америки. Американская национальная стандартная спецификация для аналога полосы октавы и Дробной Полосы октавы и цифровых фильтров. ANSI S1.11-2004. Мелвилл, Нью-Йорк: акустическое общество Америки, 2009.