Exponenta Banner

spectralSpread

Спектральное распространение для звуковых сигналов и слуховых спектрограмм

свернуть все на странице

Синтаксис

spread = spectralSpread(x,f)
spread = spectralSpread(x,f,Name,Value)
[spread,centroid] = spectralSpread(___)

Описание

пример

spread = spectralSpread(x,f) возвращает спектральное распространение сигнала, x, в зависимости от времени. Как функция интерпретирует x зависит от формы f.

пример

spread = spectralSpread(x,f,Name,Value) задает опции с помощью одного или нескольких Name,Value парные аргументы.

[spread,centroid] = spectralSpread(___) возвращает спектральный центроид.

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Читайте в звуковом файле, вычислите распространение с помощью параметров по умолчанию, и затем постройте результаты.

[audioIn,fs] = audioread('Counting-16-44p1-mono-15secs.wav');
spread = spectralSpread(audioIn,fs);

t = linspace(0,size(audioIn,1)/fs,size(spread,1));
plot(t,spread)
xlabel('Time (s)')
ylabel('Spread (Hz)')

Скрипт Open Live Script

Читайте в звуковом файле и затем вычислите mel спектрограмму с помощью melSpectrogram функция. Вычислите распространение mel спектров в зависимости от времени. Постройте график результатов.

[audioIn,fs] = audioread('Counting-16-44p1-mono-15secs.wav');

[s,cf,t] = melSpectrogram(audioIn,fs);

spread = spectralSpread(s,cf);

plot(t,spread)
xlabel('Time (s)')
ylabel('Spread (Hz)')

Скрипт Open Live Script

Читайте в звуковом файле.

[audioIn,fs] = audioread('Counting-16-44p1-mono-15secs.wav');

Вычислите распространение спектра мощности в зависимости от времени. Вычислите распространение для Окон Хэмминга на 50 мс данных с перекрытием на 25 мс. Используйте диапазон от 62,5 Гц до fs/2 для вычисления распространения. Постройте график результатов.

spread = spectralSpread(audioIn,fs, ...
                       'Window',hamming(round(0.05*fs)), ...
                       'OverlapLength',round(0.025*fs), ...
                       'Range',[62.5,fs/2]);
                        
t = linspace(0,size(audioIn,1)/fs,size(spread,1));
plot(t,spread)
xlabel('Time (s)')
ylabel('Spread (Hz)')

Скрипт Open Live Script

Создайте dsp.AudioFileReader возразите, чтобы читать в покадровых аудиоданных. Создайте dsp.SignalSink регистрировать спектральное вычисление распространения.

fileReader = dsp.AudioFileReader('Counting-16-44p1-mono-15secs.wav');
logger = dsp.SignalSink;

В цикле аудиопотока:

  1. Читайте в системе координат аудиоданных.

  2. Вычислите спектральное распространение для системы координат аудио.

  3. Регистрируйте спектральное распространение для более позднего графического вывода.

Чтобы вычислить спектральное распространение только для данного входного кадра, задайте окно с тем же количеством выборок как вход и обнулите длину перекрытия. Постройте записанные данные.

win = hamming(fileReader.SamplesPerFrame);
while ~isDone(fileReader)
    audioIn = fileReader();
    spread = spectralSpread(audioIn,fileReader.SampleRate, ...
                           'Window',win, ...
                           'OverlapLength',0);
    logger(spread)
end

plot(logger.Buffer)
ylabel('Spread (Hz)')

Используйте dsp.AsyncBuffer если

  • Вход к вашему циклу аудиопотока имеет переменные выборки на систему координат.

  • Вход к вашему циклу аудиопотока имеет противоречивые выборки на систему координат с аналитическим окном spectralSpread.

  • Вы хотите вычислить спектральное распространение для перекрытых данных.

Создайте dsp.AsyncBuffer объект, сброс регистратор и релиз средство чтения файлов.

buff = dsp.AsyncBuffer;
reset(logger)
release(fileReader)

Укажите, что спектральное распространение вычисляется для систем координат на 50 мс с перекрытием на 25 мс.

fs = fileReader.SampleRate;

samplesPerFrame = round(fs*0.05);
samplesOverlap = round(fs*0.025);

samplesPerHop = samplesPerFrame - samplesOverlap;

win = hamming(samplesPerFrame);

while ~isDone(fileReader)
    audioIn = fileReader();
    write(buff,audioIn);
    
    while buff.NumUnreadSamples >= samplesPerHop
        audioBuffered = read(buff,samplesPerFrame,samplesOverlap);
        
        spread = spectralSpread(audioBuffered,fs, ...
                               'Window',win, ...
                               'OverlapLength',0);
        logger(spread)
    end
    
end
release(fileReader)

Постройте записанные данные.

plot(logger.Buffer)
ylabel('Spread (Hz)')

Входные параметры

свернуть все

Входной сигнал, заданный как вектор, матрица или трехмерный массив. Как функция интерпретирует x зависит от формы f.

Типы данных: single | double

Частота дискретизации или вектор частоты в Гц, заданном как скаляр или вектор, соответственно. Как функция интерпретирует x зависит от формы f:

  • Если f скаляр, x интерпретирован как сигнал временной области и f интерпретирован как частота дискретизации. В этом случае, x должен быть вектор действительных чисел или матрица. Если x задан как матрица, столбцы интерпретированы, когда индивидуум образовывает канал.

  • Если f вектор, x интерпретирован как сигнал частотного диапазона и f интерпретирован как частоты, в Гц, соответствуя строкам x. В этом случае, x должен быть действительный L-by-M-by-N массив, где L является количеством спектральных значений на данных частотах f, M является количеством отдельных спектров, и N является количеством каналов.

  • Количество строк x, L, должно быть равно числу элементов f.

Типы данных: single | double

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value аргументы. Name имя аргумента и Value соответствующее значение. Name должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN.

Пример: 'Window',hamming(256)

Примечание

Следующие аргументы пары "имя-значение" применяются если x сигнал временной области. Если x сигнал частотного диапазона, аргументы пары "имя-значение" проигнорированы.

Окно применяется во временном интервале, заданном как разделенная запятой пара, состоящая из 'Window' и вектор действительных чисел. Число элементов в векторе должно быть в области значений [1, размер (x,1)]. Число элементов в векторе должно также быть больше OverlapLength.

Типы данных: single | double

Количество выборок перекрывается между смежными окнами, заданными как разделенная запятой пара, состоящая из 'OverlapLength' и целое число в области значений [0, размер (Window,1)).

Типы данных: single | double

Количество интервалов раньше вычисляло ДПФ оконных входных выборок, заданных как разделенная запятой пара, состоящая из 'FFTLength' и положительное скалярное целое число. Если незаданный, FFTLength значения по умолчанию к числу элементов в Window.

Типы данных: single | double

Частотный диапазон в Гц, заданном как разделенная запятой пара, состоящая из 'Range' и двухэлементный вектор-строка из увеличения действительных значений в области значений [0, f/2].

Типы данных: single | double

Тип спектра, заданный как разделенная запятой пара, состоящая из 'SpectrumType' и 'power' или 'magnitude':

  • 'power' – Спектральное распространение вычисляется для одностороннего спектра мощности.

  • 'magnitude' – Спектральное распространение вычисляется для одностороннего спектра величины.

Типы данных: char | string

Выходные аргументы

свернуть все

Спектральное распространение в Гц, возвращенном как скаляр, вектор или матрица. Каждая строка centroid соответствует спектральному распространению окна x. Каждый столбец spread соответствует независимому каналу.

Спектральный центроид в Гц, возвращенном как скаляр, вектор или матрица. Каждая строка centroid соответствует спектральному центроиду окна x. Каждый столбец centroid соответствует независимому каналу.

Алгоритмы

Спектральное распространение вычисляется как описано в [1]:

распространение=∑k=b1b2(fk−μ1)2sk∑k=b1b2sk

где

  • fk является частотой в Гц, соответствующем интервалу k.

  • sk является спектральным значением в интервале k.

  • b 1 и b 2 является ребрами полосы в интервалах, по которым можно вычислить спектральное распространение.

  • μ 1 является спектральным центроидом, вычисленным аналогичный описанному spectralCentroid функция.

Ссылки

[1] Петерс, G. "Большой набор функций аудио для звукового описания (Подобие и классификация) в проекте CUIDADO". Технический отчет; IRCAM: Париж, Франция, 2004.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

| |

Темы

Введенный в R2019a

Документация Audio Toolbox
Поддержка