expander
Динамическая область значений расширитель
Описание
The expander Система object™ выполняет динамическое расширение области значений независимо по каждому входному каналу. Динамическое расширение области значений ослабляет громкость тихих звуков ниже заданного порога. Он использует указанные время атаки, релизы и удержания, чтобы достичь плавной приложенной кривой усиления. Свойства expander Системный объект задает тип динамического расширения области значений.
Для выполнения динамического расширения области значений:
Создайте
expanderОбъекту и установите его свойства.Вызывайте объект с аргументами, как будто это функция.
Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе «Что такое системные объекты?».
Создание
Синтаксис
Описание
dRE = expander создает Системный объект, dREосуществляют динамическое расширение области значений независимо по каждому входному каналу.
dRE = expander( устанавливает свойство Threshold на thresholdValue)thresholdValue.
dRE = expander( устанавливает свойство Ratio на thresholdValue,ratioValue)ratioValue.
dRE = expander(___, устанавливает каждое свойство Name,Value)Name к заданной Value. Неопределенные свойства имеют значения по умолчанию.
dRE = expander('AttackTime',0.01,'SampleRate',16000) создает Системный объект, dRE, с временем атаки 0,01 секунды и частотой дискретизации 16 кГц.Свойства
Использование
Описание
Входные параметры
Выходные аргументы
Функции объекта
Чтобы использовать функцию объекта, задайте системный объект в качестве первого входного параметра. Например, чтобы освободить системные ресурсы системного объекта с именем obj, используйте следующий синтаксис:
release(obj)
createAudioPluginClass и configureMIDI функции сопоставляют настраиваемые свойства expander Системный объект по пользовательским параметрам:
| Свойство | Область значений | Отображение | Модуль |
|---|---|---|---|
Threshold | [–140, 0] | линейный | dB |
Ratio | [1, 50] | линейный | ничего |
KneeWidth | [0, 20] | линейный | dB |
AttackTime | [0, 4] | линейный | секунды |
ReleaseTime | [0, 4] | линейный | секунды |
HoldTime | [0, 4] | линейный | секунды |
Примеры
Расширение аудиосигнала
Используйте динамическое расширение области значений, чтобы ослабить фоновый шум от аудиосигнала.
Настройте dsp.AudioFileReader и audioDeviceWriter Системные объекты.
frameLength = 1024; fileReader = dsp.AudioFileReader( ... 'Filename','Counting-16-44p1-mono-15secs.wav', ... 'SamplesPerFrame',frameLength); deviceWriter = audioDeviceWriter( ... 'SampleRate',fileReader.SampleRate);
Портируйте аудиосигнал с Гауссовым шумом. Воспроизведение аудио.
while ~isDone(fileReader) x = fileReader(); xCorrupted = x + (1e-2/4)*randn(frameLength,1); deviceWriter(xCorrupted); end release(fileReader)
Установите расширитель с порогом -40 дБ, отношением 10, временем атаки 0,01 секунды, временем релиза 0,02 секунды и временем удержания 0 секунд. Используйте частоту дискретизации устройства чтения аудио файла.
dRE = expander(-40,10, ... 'AttackTime',0.01, ... 'ReleaseTime',0.02, ... 'HoldTime',0, ... 'SampleRate',fileReader.SampleRate);
Настройте возможности, чтобы визуализировать сигнал до и после динамического расширения области значений.
scope = timescope( ... 'SampleRate',fileReader.SampleRate, ... 'TimeSpanOverrunAction','Scroll', ... 'TimeSpanSource','property','TimeSpan',16, ... 'BufferLength',1.5e6, ... 'YLimits',[-1 1], ... 'ShowGrid',true, ... 'ShowLegend',true, ... 'Title','Corrupted vs. Expanded Audio');
Воспроизведение обработанного аудио и визуализация его на возможностях.
while ~isDone(fileReader) x = fileReader(); xCorrupted = x + (1e-2/4)*randn(frameLength,1); y = dRE(xCorrupted); deviceWriter(y); scope([xCorrupted,y]) end release(fileReader) release(dRE) release(deviceWriter) release(scope)
Применение деэссинга разделенного диапазона
Деэссинг - это процесс уменьшения одноуровневых звуков в аудиосигнале. Sibilance относится к звукам s, z и sh в речи, которые могут быть непропорционально подчеркнуты во время записи. es звуки попадают под категорию негласной речи со всеми согласными и имеют более высокую частоту, чем звонкая речь. В этом примере вы применяете деэссинг разделенного диапазона к речевому сигналу путем разделения сигнала на высокие и низкие частоты, применения расширителя для уменьшения одноуровневых частот и последующего ремиксирования каналов.
Создайте dsp.AudioFileReader объект и audioDeviceWriter объект для чтения из звукового файла и записи в аудио устройство. Прослушайте необработанный сигнал. Затем отпустите средство чтения файлов и средство записи.
fileReader = dsp.AudioFileReader( ... 'Sibilance.wav'); deviceWriter = audioDeviceWriter; while ~isDone(fileReader) audioIn = fileReader(); deviceWriter(audioIn); end release(deviceWriter) release(fileReader)
Создайте expander Системный объект для деэскалации аудиосигнала. Установите частоту дискретизации расширителя равную частоте дискретизации аудио файл. Создайте двухдиапазонный перекрестный фильтр с кроссовером 3000 Гц. Sibilance обычно встречается в этой области значений. Установите уклон кроссовера равным 12. Постройте график частотной характеристики перекрестного фильтра, чтобы подтвердить ваш проект визуально.
dRExpander = expander( ... 'Threshold',-50, ... 'AttackTime',0.05, ... 'ReleaseTime',0.05, ... 'HoldTime',0.005, ... 'SampleRate',fileReader.SampleRate); crossFilt = crossoverFilter( ... 'NumCrossovers',1, ... 'CrossoverFrequencies',3000, ... 'CrossoverSlopes',12); visualize(crossFilt)
Создайте timescope объект для визуализации исходных и обработанных аудиосигналов.
scope = timescope( ... 'SampleRate',fileReader.SampleRate, ... 'TimeSpanOverrunAction','Scroll', ... 'TimeSpanSource','Property','TimeSpan',4, ... 'BufferLength',fileReader.SampleRate*8, ... 'YLimits',[-1 1], ... 'ShowGrid',true, ... 'ShowLegend',true, ... 'ChannelNames',{'Original','Processed'});
В цикле аудиопотока:
Чтение в систему координат аудио файла.
Разделите аудиосигнал на две полосы.
Примените динамическое расширение области значений к верхней полосе.
Ремикшируйте каналы.
Запишите обработанный аудиосигнал в аудио устройство для прослушивания.
Визуализируйте обработанные и необработанные сигналы во временных возможностях.
Как лучшая практика, отпустите объекты после выполнения.
while ~isDone(fileReader) audioIn = fileReader(); [band1,band2] = crossFilt(audioIn); band2processed = dRExpander(band2); procAudio = band1 + band2processed; deviceWriter(procAudio); scope([audioIn procAudio]); end release(deviceWriter) release(fileReader) release(scope)
release(crossFilt) release(dRExpander)
Настройка параметров расширителя
Создайте dsp.AudioFileReader для чтения в аудиокадре за кадром. Создайте audioDeviceWriter чтобы записать аудио на звуковую карту. Создайте expander для обработки аудио данных. Функции visualize для построения графика статической характеристики expander.
frameLength = 1024; fileReader = dsp.AudioFileReader('Counting-16-44p1-mono-15secs.wav', ... 'SamplesPerFrame',frameLength); deviceWriter = audioDeviceWriter('SampleRate',fileReader.SampleRate); dRE = expander(-40,10, ... 'AttackTime',0.01, ... 'ReleaseTime',0.02, ... 'HoldTime',0, ... 'SampleRate',fileReader.SampleRate); visualize(dRE)
Создайте timescope визуализация оригинального и обработанного аудио.
scope = timescope( ... 'SampleRate',fileReader.SampleRate, ... 'TimeSpanSource','property','TimeSpan',1, ... 'BufferLength',fileReader.SampleRate*4, ... 'YLimits',[-1,1], ... 'TimeSpanOverrunAction','Scroll', ... 'ShowGrid',true, ... 'LayoutDimensions',[2,1], ... 'NumInputPorts',2, ... 'Title','Original vs. Processed Audio (top) and Applied Gain in dB (bottom)'); scope.ActiveDisplay = 2; scope.YLimits = [-300,0]; scope.YLabel = 'Gain (dB)';
Функции parameterTuner чтобы открыть пользовательский интерфейс для настройки параметров расширителя во время потоковой передачи.
parameterTuner(dRE)
![Figure Audio Parameter Tuner: expander [dRE] contains an object of type uigridlayout.](../../examples/audio/win64/TuneExpanderParametersExample_02.png)
В цикле аудиопотока:
Чтение в системе координат аудио из файла.
Применить динамическое расширение области значений.
Запишите систему координат аудио в своё аудио устройство для прослушивания.
Визуализация исходного и обработанного аудио, и примененный коэффициент усиления.
Во время потоковой передачи настраивайте параметры динамической области значений расширителя и слушайте эффект.
while ~isDone(fileReader) audioIn = fileReader(); [audioOut,g] = dRE(audioIn); deviceWriter(audioOut); scope([audioIn(:,1),audioOut(:,1)],g(:,1)); drawnow limitrate % required to update parameter end
![Figure Audio Parameter Tuner: expander [dRE] contains an object of type uigridlayout.](../../examples/audio/win64/TuneExpanderParametersExample_03.png)
Как лучшая практика, отпустите объекты после выполнения.
release(deviceWriter) release(fileReader) release(dRE) release(scope)
Динамическое расширение Области значений Sidechain
Используйте вход EnableSidechain expander объект для эмуляции электронного контроллера барабана, также известного как мультипад. Этот метод распространён в звукозаписи студийного производства и создает интересные изменения в тембре инструмента. Боковой сигнал управляет расширением входного сигнала. Расширение Sidechain уменьшает амплитуду входного сигнала, когда сигнал Sidechain падает ниже Порога expander.
Подготовка аудио Файлов
Преобразуйте боковой сигнал из стерео в моно.
[expanderSideChainStereo,Fs] = audioread('FunkyDrums-44p1-stereo-25secs.mp3');
expanderSideChainMono = (expanderSideChainStereo(:,1) + expanderSideChainStereo(:,2)) / 2;Запишите преобразованный боковой сигнал в файл.
audiowrite('convertedSidechainSig.wav',expanderSideChainMono,Fs);Создание аудио Объектов
Создайте dsp.AudioFileReader объект для входа и боковых сигналов. Чтобы позволить скрипту запускаться бессрочно, измените playbackCount переменная от 1 на Inf.
inputAudio = 'SoftGuitar-44p1_mono-10mins.ogg'; sidechainAudio = 'convertedSidechainSig.wav'; playbackCount = 1; inputAudioAFR = dsp.AudioFileReader(inputAudio,'PlayCount',playbackCount); sidechainAudioAFR = dsp.AudioFileReader(sidechainAudio,'PlayCount',playbackCount);
Построение и визуализация expander объект. Используйте высокий Коэффициент, мягкую Ширину Колена, быстрый AttackTime и ReleaseTime, и короткий HoldTime.
dRE = expander('EnableSidechain',true,'Threshold',-20,'Ratio',6.5,... 'KneeWidth',20,'AttackTime',0.84,'ReleaseTime',0.001,'HoldTime',0.0001); visualize(dRE)
Создайте audioDeviceWriter объект для воспроизведения боковых и входных сигналов.
afw = audioDeviceWriter;
Создайте timescope объект для просмотра входного сигнала, бокового сигнала, а также расширенного входного сигнала.
scope = timescope('NumInputPorts',3,... 'SampleRate',Fs,... 'TimeSpanSource','property',... 'TimeSpan',5,... 'TimeDisplayOffset',0,... 'LayoutDimensions',[3 1],... 'BufferLength',Fs*15,... 'TimeSpanOverrunAction','Scroll',... 'YLimits',[-1 1],... 'ShowGrid',true,... 'Title','Input Audio - Classical Guitar'); scope.ActiveDisplay = 2; scope.YLimits = [-1 1]; scope.Title = 'Sidechain Audio - Drums'; scope.ShowGrid = true; scope.ActiveDisplay = 3; scope.YLimits = [-1 1]; scope.ShowGrid = true; scope.Title = 'Expanded Input Audio - Classical Guitar';
Функции parameterTuner чтобы открыть пользовательский интерфейс для настройки параметров расширителя во время потоковой передачи. Настройте значения свойств и прослушайте эффект в реальном времени.
parameterTuner(dRE)
![Figure Audio Parameter Tuner: expander [dRE] contains an object of type uigridlayout.](../../examples/audio/win64/SidechainDuckingWithExpanderExample_02.png)
Создайте аудиопотоковый цикл
Считывайте в систему координат аудио от ваших входов и боковых сигналов. Обработка входных и боковых сигналов с помощью expander объект. Воспроизведите обработанные аудиосигналы и отображение аудиосигналы данных используя timescope объект.
Верхняя панель вашего timescope отображает вход аудиосигнал, а средняя панель отображает боковой аудиосигнал. На нижней панели отображается расширенный входной аудиосигнал.
Замените различные аудио файлов для вашего inputAudio переменная, чтобы создать различные текстуры и тембры в смеси барабанов.
while ~isDone(sidechainAudioAFR) inputAudioFrame = inputAudioAFR(); sideChainAudioFrame = sidechainAudioAFR(); expanderOutput = dRE(inputAudioFrame,sideChainAudioFrame); afw(sideChainAudioFrame+expanderOutput); scope(inputAudioFrame,sideChainAudioFrame,expanderOutput); drawnow limitrate; % required to update parameter settings from UI end
Отпустите ваши объекты.
release(inputAudioAFR) release(sidechainAudioAFR) release(dRE) release(afw) release(scope)
Алгоритмы
The expander Системный объект обрабатывает систему координат за кадром и элемент за элементом.
Ссылки
[1] Джаннулис, Димитриос, Майкл Массберг и Джошуа Д. Рейсс. Digital Dynamic Range Compressor Design -- A Tutorial and Analysis (неопр.) (недоступное руководство). Журнал Общества Аудиотехники. Том 60, Выпуск 6, 2012, стр. 399-408.