designParamEQ

Расчетный параметрический эквалайзер

Синтаксис

[B, A] = designParamEQ (N, коэффициент усиления, startFreq, полоса пропускания)

[B, A] = designParamEQ (N, коэффициент усиления, startFreq, полоса пропускания, режим)

[B, A] = designParamEQ (___, имя, значение)

Описание

пример

[B,A] = designParamEQ(N,gain,centerFreq,bandwidth) проектирует NПараметрический эквалайзер третьего порядка с заданным коэффициентом усиления, центральной частотой и полосой пропускания. B и A - матрицы числительных и знаменательных коэффициентов, столбцы которых соответствуют каскадным фильтрам секции второго порядка (SOS).

пример

[B,A] = designParamEQ(N,gain,centerFreq,bandwidth,mode) указывает, реализован ли параметрический эквалайзер с секциями второго или четвертого порядка (FOS).

[B,A] = designParamEQ(___,Name,Value) указывает параметры, использующие один или несколько Name,Value аргументы пары.

Примеры

свернуть все

Проектирование двухдиапазонного параметрического эквалайзера

Открыть сценарий в реальном времени

Укажите порядок фильтрации, пиковый коэффициент усиления в дБ, нормализованные центральные частоты и нормализованную полосу пропускания диапазонов параметрического эквалайзера.

N = [2, ...
     4];
 
gain = [6, ...
      -4]; 
  
centerFreq = [0.25, ...
              0.75]; 
          
bandwidth = [0.12, ...
              0.1];

Создайте коэффициенты фильтра, используя указанные параметры.

[B,A] = designParamEQ(N,gain,centerFreq,bandwidth,"Orientation","row");

Визуализация конструкции фильтра.

fvtool([B,A]);

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.

Фильтрация звука с помощью параметрического эквалайзера SOS

Открыть сценарий в реальном времени

Проектирование параметрического эквалайзера секций второго порядка (SOS) с использованием designParamEQ и фильтрация аудиопотока.

Создание системных объектов для чтения аудиофайлов и записи аудиоустройств. Используйте частоту выборки устройства чтения в качестве частоты выборки устройства записи.

frameSize = 256;

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

sampleRate = fileReader.SampleRate;

deviceWriter = audioDeviceWriter("SampleRate",sampleRate);

Воспроизведение звукового сигнала через устройство.

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

Проектирование параметрического эквалайзера SOS, подходящего для использования с dsp.BiquadFilter.

N = [4,4];
gain = [-25,35];
centerFreq = [0.01,0.5];
bandwidth = [0.35,0.5];
[B,A] = designParamEQ(N,gain,centerFreq,bandwidth);

Визуализация конструкции фильтра. Звонить designParamEQ с теми же проектными спецификациями. Укажите ориентацию вывода как "row" чтобы он был пригоден для использования с fvtool.

[Bvisualize,Avisualize] = designParamEQ(N,gain,centerFreq,bandwidth,"Orientation","row");
fvtool([Bvisualize,Avisualize], ...
    "Fs",fileReader.SampleRate, ...
    "FrequencyScale","Log");

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 биквадратный фильтр.

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

Создайте анализатор спектра для визуализации исходного аудиосигнала и аудиосигнала, проходящего через параметрический эквалайзер.

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

Воспроизведение отфильтрованного звукового сигнала и визуализация исходного и отфильтрованного спектров.

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

Рекомендуется деблокировать объекты после их завершения.

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 Signals contains 2 objects of type line. These objects represent Original Signal, Equalized Signal.

Фильтрация звука с помощью параметрического эквалайзера FOS

Открыть сценарий в реальном времени

Проектирование параметрического эквалайзера секций четвертого порядка (FOS) с использованием designParamEQ и фильтрация аудиопотока.

frameSize = 256;

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

sampleRate = fileReader.SampleRate;

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

Воспроизведение звукового сигнала через устройство.

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

Проектирование коэффициентов параметрического эквалайзера FOS.

N = [2,4];
gain = [5,10];
centerFreq = [0.025,0.65];
bandwidth = [0.025,0.35];
mode = "fos";

[B,A] = designParamEQ(N,gain,centerFreq,bandwidth,mode,"Orientation","row");

Создайте фильтры FOS IIR.

myFilter = dsp.FourthOrderSectionFilter(B,A);

Визуализируйте частотную характеристику параметрического эквалайзера.

fvtool(myFilter)

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.

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

Воспроизведение отфильтрованного звукового сигнала и визуализация исходного и отфильтрованного спектров.

count = 0;
while count < 2500
    x = fileReader();
    y = myFilter(x);
    
    scope([x(:,1),y(:,1)]);
    
    deviceWriter(y);
    
    count = count + 1;
end

Рекомендуется деблокировать объекты после их завершения.

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

Входные аргументы

свернуть все

`N` - Порядок фильтрации
скалярный | вектор строки

Порядок фильтрации, заданный как скаляр или вектор строки той же длины, что и centerFreq. Элементы вектора должны быть четными целыми числами.

`gain` - Пиковое усиление (дБ)
скалярный | вектор строки

Пиковое усиление в дБ, указанное как скалярный вектор или вектор строки той же длины, что и centerFreq. Элементы вектора должны быть вещественными.

`centerFreq` - Нормированная центральная частота диапазонов эквалайзера
скалярный | вектор строки

Нормализованная центральная частота полос эквалайзера, заданная как скалярный или строчный вектор вещественных значений в диапазоне от 0 до 1, где 1 соответствует частоте Найквиста (δ рад/выборка). Если centerFreq задается в виде вектора строки, для каждого элемента которого предназначены отдельные эквалайзеры centerFreq.

`bandwidth` - Нормализованная полоса пропускания
скалярный | вектор строки

Нормализованная полоса пропускания, заданная как скалярный вектор или вектор строки той же длины, что и centerFreq. Элементы вектора задаются как вещественные значения в диапазоне от 0 до 1, где 1 соответствует частоте Найквиста (δ рад/выборка).

Нормализованная полоса пропускания измеряется при усилении/2 дБ. Если коэффициент усиления установлен в -Inf (фильтр-пробка), нормализованная полоса пропускания измеряется в точке затухания 3 дБ: $10 \times_{} log10 ($ 0,5).

Чтобы преобразовать октавную полосу пропускания в нормализованную, вычислите соответствующий Q-фактор как

$Q \frac{\sqrt{=^{2 (октавная}}}{^{полоса пропускания) 2 (октавная}} полоса пропускания$ ) − 1.

Затем преобразуйте в полосу пропускания

$bandwidth \frac{=}{} startFreqQ$ .

`mode` - Режим проектирования
`'sos'` (по умолчанию) | `'fos'`

Режим проектирования, указанный как 'sos' или 'fos'.

'sos' - Реализует ваш эквалайзер в виде каскадных фильтров второго порядка.
'fos' - Реализует ваш эквалайзер в виде каскадных фильтров четвертого порядка. Поскольку секции четвертого порядка не требуют вычисления корней, они, как правило, более эффективны с точки зрения вычислений.

Типы данных: char | string

Аргументы пары «имя-значение»

Укажите дополнительные пары, разделенные запятыми Name,Value аргументы. Name является именем аргумента и Value - соответствующее значение. Name должен отображаться внутри кавычек. Можно указать несколько аргументов пары имен и значений в любом порядке как Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: 'Orientation',"row"

`'Orientation'` - Ориентация возвращаемых коэффициентов фильтра
`"column"` (по умолчанию) | `"row"`

Ориентация возвращаемых коэффициентов фильтра, определяемая как разделенная запятыми пара, состоящая из 'Orientation' и "column" или "row":

Набор 'Orientation' кому "row" для совместимости с FVTool, dsp.DynamicFilterVisualizer, и dsp.FourthOrderSectionFilter.
Набор 'Orientation' кому "column" для совместимости с dsp.BiquadFilter.

Типы данных: char | string

Выходные аргументы

свернуть все

`B` - Коэффициенты числительного фильтра
матрица

Коэффициенты числительного фильтра, возвращаемые в виде матрицы. Размер и толкование B зависит от Orientation и mode:

Если 'Orientation' имеет значение "column" и mode имеет значение "sos", то B возвращается в виде матрицы L-by-3. Каждый столбец соответствует числительным коэффициентам каскадных секций второго порядка.
Если 'Orientation' имеет значение "column" и mode имеет значение "fos", то B возвращается в виде матрицы L-by-5. Каждый столбец соответствует числительным коэффициентам каскадных секций четвертого порядка.
Если 'Orientation' имеет значение "row" и mode имеет значение "sos", то B возвращается в виде матрицы 3-by-L. Каждая строка соответствует числительным коэффициентам каскадных секций второго порядка.
Если 'Orientation' имеет значение "row" и mode имеет значение "fos", то B возвращается в виде матрицы 5-by-L. Каждая строка соответствует числительным коэффициентам каскадных секций четвертого порядка.

`A` - Коэффициенты фильтра знаменателя
матрица

Коэффициенты фильтра знаменателя, возвращаемые в виде матрицы. Размер и толкование A зависит от Orientation и mode:

Если 'Orientation' имеет значение "column" и mode имеет значение "sos", то A возвращается в виде матрицы L-by-2. Каждый столбец соответствует коэффициентам знаменателя каскадных секций второго порядка. A не включает начальные единичные коэффициенты.
Если 'Orientation' имеет значение "column" и mode имеет значение "fos", то A возвращается в виде матрицы L-by-4. Каждый столбец соответствует коэффициентам знаменателя каскадных секций четвертого порядка. A не включает начальные единичные коэффициенты.
Если 'Orientation' имеет значение "row" и mode имеет значение "sos", то A возвращается в виде матрицы 3-by-L. Каждая строка соответствует коэффициентам знаменателя каскадных секций второго порядка.
Если 'Orientation' имеет значение "row" и mode имеет значение "fos", то A возвращается в виде матрицы 5-by-L. Каждая строка соответствует коэффициентам знаменателя каскадных секций четвертого порядка.

Ссылки

[1] Орфанидис, Софокл Дж. «Дизайн цифрового параметрического эквалайзера высокого порядка». Журнал Общества аудиотехники. том 53, ноябрь 2005, стр. 1026-1046.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

designShelvingEQ | designVarSlopeFilter | dsp.BiquadFilter | multibandParametricEQ

Темы

Представлен в R2016a

Документация

designParamEQ

Синтаксис

Описание

Примеры

Проектирование двухдиапазонного параметрического эквалайзера

Фильтрация звука с помощью параметрического эквалайзера SOS

Фильтрация звука с помощью параметрического эквалайзера FOS

Входные аргументы

`N` - Порядок фильтрации
скалярный | вектор строки

`gain` - Пиковое усиление (дБ)
скалярный | вектор строки

`centerFreq` - Нормированная центральная частота диапазонов эквалайзера
скалярный | вектор строки

`bandwidth` - Нормализованная полоса пропускания
скалярный | вектор строки

`mode` - Режим проектирования
`'sos'` (по умолчанию) | `'fos'`

Аргументы пары «имя-значение»

`'Orientation'` - Ориентация возвращаемых коэффициентов фильтра
`"column"` (по умолчанию) | `"row"`

Выходные аргументы

`B` - Коэффициенты числительного фильтра
матрица

`A` - Коэффициенты фильтра знаменателя
матрица

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Темы

Документация по панели инструментов Audio

Поддержка

Документация

designParamEQ

Синтаксис

Описание

Примеры

Проектирование двухдиапазонного параметрического эквалайзера

Фильтрация звука с помощью параметрического эквалайзера SOS

Фильтрация звука с помощью параметрического эквалайзера FOS

Входные аргументы

N - Порядок фильтрации скалярный | вектор строки

gain - Пиковое усиление (дБ) скалярный | вектор строки

centerFreq - Нормированная центральная частота диапазонов эквалайзера скалярный | вектор строки

bandwidth - Нормализованная полоса пропускания скалярный | вектор строки

mode - Режим проектирования 'sos' (по умолчанию) | 'fos'

Аргументы пары «имя-значение»

'Orientation' - Ориентация возвращаемых коэффициентов фильтра "column" (по умолчанию) | "row"

Выходные аргументы

B - Коэффициенты числительного фильтра матрица

A - Коэффициенты фильтра знаменателя матрица

Ссылки

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™

См. также

Темы

Документация по панели инструментов Audio

Поддержка

`N` - Порядок фильтрации
скалярный | вектор строки

`gain` - Пиковое усиление (дБ)
скалярный | вектор строки

`centerFreq` - Нормированная центральная частота диапазонов эквалайзера
скалярный | вектор строки

`bandwidth` - Нормализованная полоса пропускания
скалярный | вектор строки

`mode` - Режим проектирования
`'sos'` (по умолчанию) | `'fos'`

`'Orientation'` - Ориентация возвращаемых коэффициентов фильтра
`"column"` (по умолчанию) | `"row"`

`B` - Коэффициенты числительного фильтра
матрица

`A` - Коэффициенты фильтра знаменателя
матрица

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью MATLAB ® Coder™