designVarSlopeFilter

Спроектируйте переменный наклонный lowpass или highpass БИХ-фильтр

Описание

пример

[B,A] = designVarSlopeFilter(slope,Fc) проектирует фильтр lowpass с заданной наклонной и частотой среза. B и A матрицы числителя и коэффициентов знаменателя, со столбцами, соответствующими каскадным секциям второго порядка (SOS).

пример

[B,A] = designVarSlopeFilter(slope,Fc,type) задает тип проекта как фильтр highpass или lowpass.

[B,A] = designVarSlopeFilter(___,Name,Value) задает опции с помощью одного или нескольких Name,Value парные аргументы.

Примеры

свернуть все

Спроектируйте две секции второго порядка (SOS) БИХ-фильтры lowpass с помощью designVarSlopeFilter.

Задайте частоту дискретизации, наклон и нормированную частоту среза для двух БИХ-фильтров lowpass. Частота дискретизации находится в Гц. Наклон находится в дБ/октаве.

Fs = 48e3;

slope = 18;

Fc1 = 10e3/(Fs/2);
Fc2 = 16e3/(Fs/2);

Спроектируйте коэффициенты фильтра с помощью заданных параметров.

[B1,A1] = designVarSlopeFilter(slope,Fc1,"Orientation","row");
[B2,A2] = designVarSlopeFilter(slope,Fc2,"Orientation","row");

Визуализируйте свое создание фильтра.

fvtool([B1,A1],[B2,A2],"Fs",Fs,"FrequencyScale","Log");

legend("Fc = 10 kHz", ...
       "Fc = 16 kHz", ...
       "Location","SouthWest");

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line. These objects represent Fc = 10 kHz, Fc = 16 kHz.

Спроектируйте секцию второго порядка (SOS) БИХ-фильтр lowpass с помощью designVarSlopeFilter. Используйте свой фильтр lowpass, чтобы обработать звуковой сигнал.

Создайте считывающее устройство звукового файла и объекты средства записи аудио устройства. Используйте частоту дискретизации читателя как частота дискретизации средства записи.

frameSize = 256;

fileReader = dsp.AudioFileReader( ...
    "RockGuitar-16-44p1-stereo-72secs.wav", ...
    "SamplesPerFrame",frameSize);

sampleRate = fileReader.SampleRate;

deviceWriter = audioDeviceWriter( ...
    "SampleRate",sampleRate);

Проигрывайте звуковой сигнал через свое устройство.

count = 0;
while count < 2500
    audio = fileReader();
    deviceWriter(audio);
    count = count + 1;
end
reset(fileReader)

Спроектируйте фильтр lowpass с наклоном на 12 дБ/октавы и 0,15 нормированными частотами среза.

slope = 12;
cutoff = 0.15;
[B,A] = designVarSlopeFilter(slope,cutoff);

Визуализируйте свое создание фильтра. Выводить коэффициенты фильтра, подходящие для fvtool, вызовите designVarSlopeFilter снова с теми же техническими требованиями проекта, но с Orientation установите на "row".

[Bvisualize,Avisualize] = designVarSlopeFilter(slope,cutoff,"Orientation","row");
fvtool([Bvisualize,Avisualize],"Fs",sampleRate);

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains an object of type line.

Создайте фильтр biquad.

myFilter = dsp.BiquadFilter( ...
    "SOSMatrixSource","Input port", ...
    "ScaleValuesInputPort",false);

Создайте спектр, анализатор, чтобы визуализировать исходный звуковой сигнал и звуковой сигнал прошел через ваш фильтр lowpass.

scope = dsp.SpectrumAnalyzer( ...
    "SampleRate",sampleRate, ...
    "PlotAsTwoSidedSpectrum",false, ...
    "FrequencyScale","Log", ...
    "FrequencyResolutionMethod","WindowLength", ...
    "WindowLength",frameSize, ...
    "Title","Original and Equalized Signal", ...
    "ShowLegend",true, ...
    "ChannelNames",{'Original Signal','Filtered Signal'});

Проигрывайте отфильтрованный звуковой сигнал и визуализируйте исходные и отфильтрованные спектры.

count = 0;
while count < 2500
    originalSignal = fileReader();
    filteredSignal = myFilter(originalSignal,B,A);
    scope([originalSignal(:,1),filteredSignal(:,1)]);
    deviceWriter(filteredSignal);
    count = count + 1;
end

Как лучшая практика, выпустите свои объекты, однажды сделанные.

release(deviceWriter)
release(fileReader)
release(scope)

Figure Spectrum Analyzer contains an axes and other objects of type uiflowcontainer, uimenu, uitoolbar. The axes with title Original and Equalized Signal contains 2 objects of type line. These objects represent Original Signal, Filtered Signal.

Спроектируйте две секции второго порядка (SOS) highpass БИХ-фильтры с помощью designVarSlopeFilter.

Задайте частоту дискретизации в Гц, наклон в дБ/октаве и нормированную частоту среза.

Fs = 48e3;
slope1 = 18;
slope2 = 36;
Fc = 4000/(Fs/2);

Спроектируйте коэффициенты фильтра с помощью заданных параметров.

[B1,A1] = designVarSlopeFilter(slope1,Fc,"hi","Orientation","row");
[B2,A2] = designVarSlopeFilter(slope2,Fc,"hi","Orientation","row");

Визуализируйте свое создание фильтра.

fvtool([B1,A1],[B2,A2],...
       "Fs",Fs,...
       "FrequencyScale","Log");
legend("slope = 18 dB/octave", ...
       "slope = 36 dB/octave", ...
       "Location","NorthWest")

Figure Filter Visualization Tool - Magnitude Response (dB) contains an axes and other objects of type uitoolbar, uimenu. The axes with title Magnitude Response (dB) contains 2 objects of type line. These objects represent slope = 18 dB/octave, slope = 36 dB/octave.

Plosives являются совместимыми звуками, следующими из внезапного релиза потока воздуха. Они являются самыми явными в словах, начинающихся p, d, и звуках g. Plosives могут быть подчеркнуты процессом записи и часто displeasurable, чтобы услышать. В этом примере вы минимизируете plosives речевого сигнала путем применения highpass сжатия низкой полосы и фильтрации.

Создайте dsp.AudioFileReader возразите и audioDeviceWriter возразите, чтобы считать звуковой сигнал из файла и записать звуковой сигнал в устройство. Проигрывайте необработанный сигнал. Затем выпустите средство записи устройства и средство чтения файлов.

fileReader = dsp.AudioFileReader('audioPlosives.wav');
deviceWriter = audioDeviceWriter('SampleRate',fileReader.SampleRate);

while ~isDone(fileReader)
    audioIn = fileReader();
    deviceWriter(audioIn);
end
release(deviceWriter)
release(fileReader)

Спроектируйте фильтр highpass с крутым спадом всех частот ниже 120 Гц. Используйте dsp.BiquadFilter возразите, чтобы реализовать highpass создание фильтра. Создайте перекрестный фильтр с одним перекрестным соединением на уровне 250 Гц. Перекрестный фильтр позволяет вам разделить представляющую интерес полосу для обработки. Создайте компрессор динамического диапазона, чтобы сжать динамический диапазон звуков plosive. Чтобы не применить усиление состава, установите MakeUpGainMode к "Property" и используйте MakeUpGain на 0 дБ по умолчанию значение свойства. Создайте осциллограф времени, чтобы визуализировать обработанный и необработанный звуковой сигнал.

[B,A] = designVarSlopeFilter(48,120/(fileReader.SampleRate/2),"hi");
biquadFilter = dsp.BiquadFilter( ...
    "SOSMatrixSource","Input port", ...
    "ScaleValuesInputPort",false);

crossFilt = crossoverFilter( ...
    "SampleRate",fileReader.SampleRate, ...
    "NumCrossovers",1, ...
    "CrossoverFrequencies",250, ...
    "CrossoverSlopes",48);

dRCompressor = compressor( ...
    "Threshold",-35, ...
    "Ratio",10, ...
    "KneeWidth",20, ...
    "AttackTime",1e-4, ...
    "ReleaseTime",3e-1, ...
    "MakeUpGainMode","Property", ...
    "SampleRate",fileReader.SampleRate);

scope = timescope( ...
    "SampleRate",fileReader.SampleRate, ...
    "TimeSpanSource","property","TimeSpan",3, ...
    "BufferLength",fileReader.SampleRate*3*2, ...
    "YLimits",[-1 1], ...
    "ShowGrid",true, ...
    "ShowLegend",true, ...
    "ChannelNames",{'Original','Processed'});

В цикле аудиопотока:

  1. Читайте в системе координат звукового файла.

  2. Примените highpass, фильтрующий использование вашего фильтра biquad.

  3. Разделите звуковой сигнал в две полосы.

  4. Примените сжатие динамического диапазона к нижней полосе.

  5. Сделайте ремикс каналов.

  6. Запишите обработанный звуковой сигнал в свое аудио устройство для слушания.

  7. Визуализируйте обработанные и необработанные сигналы на осциллографе времени.

Как лучшая практика, выпустите свои объекты, однажды сделанные.

while ~isDone(fileReader)
    audioIn = fileReader();
    audioIn = biquadFilter(audioIn,B,A);
    [band1,band2] = crossFilt(audioIn);
    band1compressed = dRCompressor(band1);
    audioOut = band1compressed + band2;
    deviceWriter(audioOut);
    scope([audioIn audioOut])
end

Как лучшая практика, выпустите свои объекты, однажды сделанные.

release(deviceWriter)
release(fileReader)
release(crossFilt)
release(dRCompressor)
release(scope)

Входные параметры

свернуть все

Наклон фильтра в дБ/октаве в виде действительного скаляра в области значений [0:6:48]. Округлены значения, которые не являются множителями 6.

Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

Нормированная частота среза в виде действительного скаляра в области значений от 0 до 1, где 1 соответствует частоте Найквиста (π рад/отсчет).

Типы данных: single | double | int8 | int16 | int32 | int64 | uint8 | uint16 | uint32 | uint64

Отфильтруйте тип в виде 'lo' или 'hi'.

  • 'lo'– Фильтр Lowpass

  • 'hi'– Фильтр Highpass

Типы данных: char | string

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: 'Orientation',"row"

Ориентация возвращенных коэффициентов фильтра в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Orientation' и "column" или "row":

Типы данных: char | string

Выходные аргументы

свернуть все

Коэффициенты фильтра числителя, возвращенные как матрица. Размер и интерпретация B зависит от Orientation:

  • Если 'Orientation' установлен в "column", затем B возвращен как матрица 3 на 4. Каждый столбец B соответствует коэффициентам числителя различной секции второго порядка вашего каскадного БИХ-фильтра.

  • Если 'Orientation' установлен в "row", затем B возвращен как 4 3 матрица. Каждая строка B соответствует коэффициентам числителя различной секции второго порядка вашего каскадного БИХ-фильтра.

Коэффициенты фильтра знаменателя, возвращенные как матрица. Размер и интерпретация A зависит от Orientation:

  • Если 'Orientation' установлен в "column", затем A возвращен как 2 4 матрица. Каждый столбец A соответствует коэффициентам знаменателя различной секции второго порядка вашего каскадного БИХ-фильтра. A не включает ведущий коэффициент единицы для каждого раздела.

  • Если 'Orientation' установлен в "row", затем B возвращен как 4 3 матрица. Каждая строка B соответствует коэффициентам знаменателя различной секции второго порядка вашего каскадного БИХ-фильтра.

Ссылки

[1] Orfanidis, Софокл Дж. "Старший Цифровой Проект Параметрического эквалайзера". Журнал Общества звукоинженеров. Издание 53, ноябрь 2005, стр 1026–1046.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2016a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте