Измерьте акустическую шероховатость на основе [1] и ISO 532-1 [2]. Примите эталонное давление свободного поля 20 микропаскалей и калибровку уровня записи так, чтобы тон 1 кГц регистрировался как 100 дБ на SPL-метре.

Чтение в стерео аудио файла и преобразование в моно.

[audioInStereo,fs] = audioread('Engine-16-44p1-stereo-20sec.wav');
audioIn = (audioInStereo(:,1) + audioInStereo(:,2)) / 2;

Вычислите акустическую шероховатость на моносигнале и отобразите среднее значение.

roughness = acousticRoughness(audioIn,fs);
meanRoughness = mean(roughness);
displayOutput = ['Average computed value of acoustic roughness is ',num2str(meanRoughness),' aspers.'];
disp(displayOutput)

Average computed value of acoustic roughness is 0.13358 aspers.

Настройте эксперимент, как указано схемой.

Создайте audioDeviceReader объект для чтения с микрофона и audioDeviceWriter объект для записи в динамик.

fs = 48e3;
deviceReader = audioDeviceReader(fs,"SamplesPerFrame",2048);
deviceWriter = audioDeviceWriter(fs);

Создайте audioOscillator объект для генерации синусоиды 1 кГц.

osc = audioOscillator("sine",1e3,"SampleRate",fs,"SamplesPerFrame",2048);

Создайте dsp.AsyncBuffer объект для буферизации данных, полученных из микрофона.

dur = 5;
buff = dsp.AsyncBuffer(dur*fs);

В течение 5 секунд проигрывайте синусоиду через динамик и записывайте с помощью микрофона. Пока аудиопотоки, обратите внимание на громкость, о которой сообщил ваш SPL-счетчик. После завершения считайте содержимое объекта буфера.

numFrames = dur*(fs/osc.SamplesPerFrame);
for ii = 1:numFrames
    audioOut = osc();
    deviceWriter(audioOut);
    
    audioIn = deviceReader();
    write(buff,audioIn);
end

SPLreading = 69.7;

micRecording = read(buff);

Чтобы вычислить коэффициент калибровки для микрофона, используйте calibrateMicrophone функция.

calibrationFactor = calibrateMicrophone(micRecording(fs+1:end),deviceReader.SampleRate,SPLreading);

Теперь можно использовать коэффициент калибровки, который вы определили, чтобы измерить шероховатость любого звука, который получен через ту же цепь записи микрофона.

Еще раз выполните эксперимент, добавив амплитудную модуляцию 100% частотой 40 Гц. Чтобы создать сигнал модуляции, используйте audioOscillator и задайте амплитуду следующим образом 0.5 и смещение постоянного тока как 0.5 чтобы колебаться между 0 и 1.

mod = audioOscillator("sine",40,"SampleRate",fs, ...
    "Amplitude",0.5,"DCOffset",0.5,"SamplesPerFrame",2048);

dur = 5;
buff = dsp.AsyncBuffer(dur*fs);
numFrames = dur*(fs/osc.SamplesPerFrame);
for ii = 1:numFrames
    audioOut = osc().*mod();
    deviceWriter(audioOut);
    
    audioIn = deviceReader();
    write(buff,audioIn);
end

micRecording = read(buff);

Вызовите acousticRoughness function с записью микрофона, частотой дискретизации и коэффициентом калибровки. Шероховатость, полученная от acousticRoughness использует истинное измерение акустической громкости согласно ISO 532-1. Отобразите среднюю прочность шероховатости за 5 секунд и постройте график шероховатости и определенной шероховатости.

roughness = acousticRoughness(micRecording,deviceReader.SampleRate,calibrationFactor);
fprintf('Average roughness = %d (asper)',mean(roughness(2001:end,:)))

Average roughness = 4.992723e-01 (asper)

acousticRoughness(micRecording,deviceReader.SampleRate,calibrationFactor)

Чтение в аудио файла.

[audioIn,fs] = audioread("Engine-16-44p1-stereo-20sec.wav");

Вызовите acousticLoudness функция с высоким разрешением по времени для вычисления конкретной громкости.

[~,specificLoudnessHD] = acousticLoudness(audioIn,fs,'TimeVarying',true,'TimeResolution','high');

Вызовите acousticSharpness функция, использующая специфическую для стандартного разрешения громкость без каких-либо выходных аргументов, чтобы построить график акустической резкости.

specificLoudness = specificLoudnessHD(1:4:end,:,:);
acousticSharpness(specificLoudness,'TimeVarying',true)

Функции acousticRoughness без выходных выходов для построения графика акустической шероховатости.

acousticRoughness(specificLoudnessHD)

Сгенерируйте чистый тон с центральной частотой 1500 Гц и приблизительно 700 Гц отклонением частоты при частоте модуляции 200 Гц.

fs = 48e3;

fMod = 200;
dur = 5;

numSamples = dur * fs;
t = (0:numSamples-1 )/fs;

tone = sin (2 * pi * t * fMod) ';

fc = 1500;
excursionRatio = 0.47;

экскурсия = 2 * pi * (fc * excursionRatio/fs);
audioIn = модулируется (тональный сигнал, fc, fs,'fm', экскурсия);

Прослушайте аудио и постройте спектрограмму первых 10 мс.

sound(audioIn,fs)
spectrogram(audioIn(1:0.01*fs),hann(64,'periodic'),63,1024,fs,'yaxis')

Вызовите acousticRoughness функция без выходных аргументов для построения графика прочности на акустическую шероховатость.

acousticRoughness(audioIn,fs);

The acousticRoughness функция позволяет вам задать известную частоту шероховатости. Если вы не задаете известную частоту шероховатости, функция автоматического обнаружения шероховатости.

Создайте dsp.AudioFileReader объект для чтения в кадр за кадром аудиосигнала. Создайте audioOscillator объект для создания волны модуляции. Примените волну модуляции к аудио файла.

fileReader = dsp.AudioFileReader('Engine-16-44p1-stereo-20sec.wav');

fMod = 72.41;
амплитуда = 0.5;

osc = audioОсциллятор ('sine', fMod ,...
    "DCOffset",0.5, ...
    "Amplitude", амплитуда ,...
    "SampleRate", fileReader. SampleRate, ...
    "SamplesPerFrame", fileReader. SamplesPerFrame);

testSignal = [];
while ~ isDone (fileReader)
    x = fileReader ();
    testSignal = [testSignal; osc (). * fileReader ()];
end

Прослушайте 2 секунды тестового сигнала и постройте график его формы волны.

samplesToView = 1:2*fileReader.SampleRate;
sound(testSignal(samplesToView,:),fileReader.SampleRate);

plot(samplesToView/fileReader.SampleRate,testSignal(samplesToView,:))
xlabel('Time (s)')

Постройте график акустической шероховатости. Обнаруженная частота модуляции отображается текстово.

acousticRoughness(testSignal,fileReader.SampleRate);

Задайте известную частоту модуляции и снова постройте график акустической шероховатости.

acousticRoughness(testSignal,fileReader.SampleRate,'ModulationFrequency',fMod)