Этот пример показывает, как использовать фазовый вокодер для реализации расширения по времени и сдвига основного тона звукового сигнала.
Фазовый вокодер в этом примере состоит из секции анализа, секции вычисления фазы и секции синтеза. Раздел анализа состоит из перекрывающегося, кратковременного окна БПФ. Начало каждого кадра, подлежащего преобразованию, задерживается от предыдущего кадра на величину, указанную в параметре Analysis hop size. Раздел синтеза состоит из краткого оконного IFFT и наложения результирующих кадров. Размер перекрытия во время синтеза определяется параметром Synthesis hop size.
Выходной сигнал вокодера имеет другую частоту дискретизации, чем его входной сигнал. Отношение скорости передачи выходных и входных выборок представляет собой размер транзитного участка синтеза, деленный на размер транзитного участка анализа. Если выходной сигнал воспроизводится с входной частотой дискретизации, это время растягивается или время уменьшается в зависимости от этого отношения. Если выходной сигнал воспроизводится с выходной частотой дискретизации, длительность звука идентична длительности входного сигнала, но шаг сдвигается вверх или вниз.
Для предотвращения искажения фаза сигнала частотной области изменяется в секции вычисления фазы. В частотной области сигнал разделяется на его амплитудную и фазовую составляющие. Для каждого элемента вычисляется разность фаз между кадрами, а затем нормируется номинальной фазой элемента. Изменение фазы сначала требует, чтобы нормализованные разности фаз были развернуты. Развернутые различия умножаются на размер транзитного участка синтеза, деленный на размер транзитного участка анализа. Разности накапливаются покадрово для восстановления фазовых компонентов. Затем величины и фазовые компоненты рекомбинируют.
При запуске модели после завершения моделирования автоматически воспроизводится масштабированный по тангажу сигнал. Блок воспроизведения звука позволяет выбирать между режимами сдвига шага и расширения по времени.
Дважды щелкните блок фазового вокодера. Измените значение параметра Synthesis hop-size на 64, что соответствует значению параметра Analysis hop-size. Запустите моделирование и прослушайте три сигнала. Масштабированный по тангажу сигнал имеет тот же самый тон, что и исходный сигнал, и растянутый по времени сигнал имеет ту же скорость, что и исходный сигнал.
Затем измените параметр Synthesis hop-size в блоке фазового вокодера на 48, что меньше параметра Analysis hop-size. Запустите моделирование и прослушайте три сигнала. Сигнал с масштабированием основного тона имеет более низкий основной тон, чем исходный сигнал. Растянутый по времени сигнал быстрее исходного сигнала.
Для просмотра реализации щелкните правой кнопкой мыши по блоку фазового вокодера и выберите Mask > Look Under Mask.
A. D. Готцен, Н. Бернардини и Д. Арфиб. «Традиционные реализации фазового вокодера: хитрости торговли», материалы конференции COST G-6 по цифровым аудиоэффектам (DAFX-00). Верона, Италия, 7-9 декабря 2000 года.