noiseGate

Динамическая область значений ворот

Описание

The noiseGate Система object™ выполняет динамическое преобразование области значений независимо по каждому входному каналу. Динамическое стробирование области значений подавляет сигналы ниже заданного порога. Он использует указанные время атаки, релизы и удержания, чтобы достичь плавной приложенной кривой усиления. Свойства noiseGate Системный объект задает тип динамической области значений стробирования.

Для выполнения динамической области значений стробирования:

Создайте noiseGate Объекту 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

dRG = noiseGate

dRG = noiseGate(thresholdValue)

dRG = noiseGate(___,Name,Value)

Описание

dRG = noiseGate создает Системный объект, dRG, который выполняет динамическую область значений независимо по каждому входному каналу.

dRG = noiseGate(thresholdValue) устанавливает свойство Threshold на thresholdValue.

пример

dRG = noiseGate(___,Name,Value) устанавливает каждое свойство Name к заданной Value. Неопределенные свойства имеют значения по умолчанию.

Пример: dRG = noiseGate('AttackTime',0.01,'SampleRate',16000) создает Системный объект, dRG, со временем атаки 10 мс и частотой дискретизации 16 кГц.

Свойства

расширить все

Если не указано иное, свойства являются нетронутыми, что означает, что вы не можете изменить их значения после вызова объекта. Объекты блокируются, когда вы вызываете их, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, можно изменить его значение в любой момент.

Для получения дополнительной информации об изменении значений свойств смотрите Разработку системы в MATLAB Использование Системных объектов.

`Threshold` - Эксплуатационный порог (дБ)
`–10` (по умолчанию) | действительный скаляр

Операционный порог в дБ, заданный как действительный скаляр.

Operation threshold - уровень, ниже которого коэффициент усиления прикладывается к входному сигналу.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`AttackTime` - Время (ы) атаки
`0.05` (по умолчанию) | действительный скаляр

Время атаки в секундах, заданное как действительный скаляр, больший или равный 0.

Attack time время, когда приложенный коэффициент усиления увеличивается с 10% до 90% от его конечного значения, когда вход идет ниже порога.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`ReleaseTime` - Время (ы) выпуска
`0.02` (по умолчанию) | действительный скаляр

Время релиза в секундах, заданное как действительный скаляр, больший или равный 0.

Release time время, когда приложенный коэффициент усиления падает с 90% до 10% от его конечного значения, когда вход переходит выше порога.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`HoldTime` - Время удержания
`0.05` (по умолчанию) | действительный конечный скаляр

Время удержания в секундах, заданное как действительный скаляр, больший или равный 0.

Hold time - период, в течение которого (отрицательный) коэффициент усиления удерживается перед началом уменьшения к своему установившемуся значению, когда входной уровень падает ниже порога.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`SampleRate` - Входная частота выборки (Гц)
`44100` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Вход скорость выборки в Гц, заданная как положительная скалярная величина.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`EnableSidechain` - Включите вход боковой цепи
`false` (по умолчанию) | `true`

Включите вход боковой цепи, заданный как true или false. Это свойство определяет количество доступных входов на noiseGate объект.

false - Вход Sidechain отключен, и noiseGate объект принимает один вход: audioIn данные, которые должны быть закрыты.
true - Вход Sidechain включен и noiseGate объект принимает два входов: audioIn данные, которые будут стробироваться, и вход боковой цепи, используемый для вычисления gain применяется noiseGate.

Тип данных sidechain и (система координат) должны быть такими же, как и audioIn.

Количество каналов боковой цепи должно быть равно количеству каналов audioIn или равен единице. Когда количество боковых каналов равно единице, gain Вычисленный на основе этого канала применяется ко всем каналам audioIn. Когда количество боковых каналов равно количеству каналов в audioIn, а gain Вычисленный для каждого бокового канала применяется к соответствующему каналу audioIn.

Настраиваемый: Нет

Использование

Синтаксис

audioOut = dRG(audioIn)

[audioOut,gain] = dRG(audioIn)

Описание

пример

audioOut = dRG(audioIn) выполняет динамическую область значений стробирования по входному сигналу, audioIn, и возвращает закрытый сигнал, audioOut. Тип динамической области значений стробирования задается алгоритмом и свойствами noiseGate Системный объект, dRG.

[audioOut,gain] = dRG(audioIn) также возвращает приложенный коэффициент усиления в дБ для каждой входной выборки.

Входные параметры

расширить все

`audioIn` - Аудио вход в шум затвора
матрица

Аудио вход в шумовой затвор, заданный как матрица. Столбцы матрицы рассматриваются как независимые аудиоканалы.

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

расширить все

`audioOut` - Аудиовыход от шумового затвора
матрица

Аудио выхода от шумовых ворот, возвращенный как матрица того же размера, как audioIn.

Типы данных: single | double

`gain` - Усиление, приложенное шумовым затвором (дБ)
матрица

Усиление, приложенное шумовыми воротами, возвращается как матрица того же размера, как audioIn.

Типы данных: single | double

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)

расширить все

Характерно для noiseGate

`visualize`	Визуализируйте статическую характеристику контроллера динамической области значений
`createAudioPluginClass`	Создайте класс аудиоплагина, который реализует функциональность Системного объекта
`parameterTuner`	Настройка параметров объекта во время потоковой передачи

МИДИ

`configureMIDI`	Сконфигурируйте соединения MIDI между аудио объекта и MIDI контроллера
`disconnectMIDI`	Отсоедините элементы управления MIDI от аудио объекта
`getMIDIConnections`	Получите MIDI-соединения аудио объекта

Общий для всех системных объектов

`clone`	Создайте повторяющийся системный объект
`isLocked`	Определите, используется ли системный объект
`release`	Отпустите ресурсы и допустите изменения в значениях свойств системного объекта и входных характеристиках
`reset`	Сброс внутренних состояний Системного объекта
`step`	Запуск алгоритма системного объекта

createAudioPluginClass и configureMIDI функции сопоставляют настраиваемые свойства noiseGate Системный объект по пользовательским параметрам:

Свойство	Область значений	Отображение	Модуль
`Threshold`	[–140, 0]	линейный	dB
`AttackTime`	[0, 4]	линейный	секунды
`ReleaseTime`	[0, 4]	линейный	секунды
`HoldTime`	[0, 4]	линейный	секунды

Примеры

свернуть все

Аудиосигнал управления ключами

Открыть Live Script

Используйте динамическую область значений стробирования, чтобы ослабить фоновый шум от аудиосигнала.

Настройте dsp.AudioFileReader и audioDeviceWriter Системные objects™.

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 динамическую область значений ворот с порогом -25 дБ, временем атаки 0,01 секунды, временем релиза 0,02 секунды и временем удержания 0 секунд. Используйте частоту дискретизации устройства чтения аудио файла.

gate = noiseGate(-25, ...
    'AttackTime',0.01, ...
    'ReleaseTime',0.02, ...
    'HoldTime',0, ...
    'SampleRate',fileReader.SampleRate);

Установите временные возможности, чтобы визуализировать сигнал до и после динамической области значений стробирования.

scope = timescope( ...
    'SampleRate',fileReader.SampleRate, ...
    'TimeSpanOverrunAction','Scroll', ...
    'TimeSpanSource','property',...
    'TimeSpan',16, ...
    'BufferLength',1.5e6, ...
    'YLimits',[-1 1], ...
    'ShowGrid',true, ...
    'ShowLegend',true, ...
    'Title','Corrupted vs. Gated Audio');

Воспроизведение обработанного аудио и визуализация его на возможностях.

while ~isDone(fileReader)
    x = fileReader();
    xCorrupted = x + (1e-2/4)*randn(frameLength,1);
    y = gate(xCorrupted);
    deviceWriter(y);
    scope([xCorrupted,y]);
end

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

Настройка параметров шумовых затворов

Открыть Live Script

Создайте dsp.AudioFileReader для чтения в аудиокадре за кадром. Создайте audioDeviceWriter чтобы записать аудио на звуковую карту. Создайте noiseGate для обработки аудио данных.

frameLength = 1024;
fileReader = dsp.AudioFileReader('RockDrums-44p1-stereo-11secs.mp3', ...
    'SamplesPerFrame',frameLength);
deviceWriter = audioDeviceWriter('SampleRate',fileReader.SampleRate);

dRG = noiseGate('SampleRate',fileReader.SampleRate);

Функции parameterTuner чтобы открыть пользовательский интерфейс для настройки параметров noiseGate во время потоковой передачи.

parameterTuner(dRG)

В цикле аудиопотока:

Чтение в системе координат аудио из файла.
Применить динамическую область значений стробирования.
Запишите систему координат аудио в своё аудио устройство для прослушивания.

Во время потоковой передачи настройте параметры динамической области значений ворот и прослушайте эффект.

while ~isDone(fileReader)
    audioIn = fileReader();
    audioOut = dRG(audioIn);
    deviceWriter(audioOut);
    drawnow limitrate % required to update parameter
end

Как лучшая практика, отпустите объекты после выполнения.

release(deviceWriter)
release(fileReader)
release(dRG)

Область значений боковых цепей

Открыть Live Script

Используйте вход EnableSidechain noiseGate 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 стробированием входного сигнала. Строение боковой цепи уменьшает амплитуду входного сигнала, когда сигнал боковой цепи падает ниже Порога noiseGate. Шумовые ворота по сути являются expander с бесконечным Отношением.

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 noiseGate объект. Используйте Fast AttackTime и ReleaseTime, и короткое HoldTime.

dRG = noiseGate('EnableSidechain',true,'Threshold',-15,'AttackTime',...
    0.08,'ReleaseTime',0.0001,'HoldTime',0.00001);
visualize(dRG)

Создайте audioDeviceWriter объект для воспроизведения боковых и входных сигналов.

afw = audioDeviceWriter;

Создайте timescope объект для просмотра входного сигнала, бокового сигнала, а также стробированного 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 = 'Gated Input Audio - Classical Guitar';

Функции parameterTuner чтобы открыть пользовательский интерфейс для настройки параметров ворот во время потоковой передачи. Настройте значения свойств и прослушайте эффект в реальном времени.

parameterTuner(dRG)

Figure Audio Parameter Tuner: noiseGate [dRG] contains an object of type uigridlayout.

Создайте аудиопотоковый цикл

Считывайте в систему координат аудио от ваших входов и боковых сигналов. Обработка входных и боковых сигналов с помощью noiseGate 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 стробированный 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();
   noiseGateOutput  = dRG(inputAudioFrame,sideChainAudioFrame);
   afw(sideChainAudioFrame+noiseGateOutput); 
   scope(inputAudioFrame,sideChainAudioFrame,noiseGateOutput);
   drawnow limitrate;   % required to update parameter settings from UI
end

Отпустите ваши объекты.

release(inputAudioAFR)
release(sidechainAudioAFR)
release(dRG)
release(afw)
release(scope)

Алгоритмы

расширить все

The noiseGate Системный объект обрабатывает систему координат за кадром и элемент за элементом.

Преобразуйте входной сигнал в величину

Сигнал N- точка, x [n], преобразуется в величину:

$x_{a} [n] = | x [n] | .$

Усиление компьютера

x [n] проходит через усиливающий компьютер. Компьютер усиления использует статические характеристические свойства динамической области значений ворот, чтобы определить коэффициент усиления кирпичной стенки для сигнала ниже порога:

$g_{c} (x_{a}) = {\begin{matrix} 0 & x_{a} < T_{lin} \\ 1 & x_{a} \geq T_{lin} \end{matrix} .$

T _lin является пороговым свойством, преобразованным в линейную область:

$T_{lin} = 10^{(\frac{T_{dB}}{20})} .$

Сглаживание усиления

Вычисленный коэффициент усиления, g c [n], сглаживается с помощью заданных свойств attack, релиза и hold time:

$g_{s} [n] = {\begin{matrix} α_{A} g_{s} [n - 1] + (1 - α_{A}) g_{c} [n] & (C_{A} > T_{H}) & (g_{c} [n] \leq g_{s} [n - 1]) \\ g_{s} [n - 1] & C_{A} \leq T_{H} \\ α_{R} g_{s} [n - 1] + (1 - α_{R}) g_{c} [n] & g_{c} [n] > g_{s} [n - 1] \end{matrix}$

Коэффициент времени атаки, α A , вычисляется как

$α_{A} = \exp (\frac{- \log (9)}{F s \times T_{A}}) .$

Коэффициент времени освобождения, α R , вычисляется как

$α_{R} = \exp (\frac{- \log (9)}{F s \times T_{R}}) .$

T A является периодом атаки, заданным AttackTime свойство. T R - период релиза, заданный ReleaseTime свойство. Fs - входная частота дискретизации, заданная SampleRate свойство.

C A является счетчиком удержания для атаки. Предел, _T H, определяется HoldTime свойство.

Применить коэффициент усиления

Выход динамической области значений ворот дается как

$y [n] = x [n] \times g_{s} [n] .$

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.

Расширенные возможности

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

Указания и ограничения по применению:

Системные объекты в генерации кода MATLAB (MATLAB Coder)

См. также

compressor | expander | limiter | Noise Gate

Темы

Динамическое управление областью значений

Введенный в R2016a

Документация

noiseGate

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

Threshold - Эксплуатационный порог (дБ) –10 (по умолчанию) | действительный скаляр

AttackTime - Время (ы) атаки 0.05 (по умолчанию) | действительный скаляр

ReleaseTime - Время (ы) выпуска 0.02 (по умолчанию) | действительный скаляр

HoldTime - Время удержания 0.05 (по умолчанию) | действительный конечный скаляр

SampleRate - Входная частота выборки (Гц) 44100 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

EnableSidechain - Включите вход боковой цепи false (по умолчанию) | true

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

audioIn - Аудио вход в шум затвора матрица

Выходные аргументы

audioOut - Аудиовыход от шумового затвора матрица

gain - Усиление, приложенное шумовым затвором (дБ) матрица

Функции объекта

Характерно для noiseGate

МИДИ

Общий для всех системных объектов

Примеры

Аудиосигнал управления ключами

Настройка параметров шумовых затворов

Область значений боковых цепей

Алгоритмы

Преобразуйте входной сигнал в величину

Усиление компьютера

Сглаживание усиления

Применить коэффициент усиления

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Audio Toolbox

Поддержка

`Threshold` - Эксплуатационный порог (дБ)
`–10` (по умолчанию) | действительный скаляр

`AttackTime` - Время (ы) атаки
`0.05` (по умолчанию) | действительный скаляр

`ReleaseTime` - Время (ы) выпуска
`0.02` (по умолчанию) | действительный скаляр

`HoldTime` - Время удержания
`0.05` (по умолчанию) | действительный конечный скаляр

`SampleRate` - Входная частота выборки (Гц)
`44100` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`EnableSidechain` - Включите вход боковой цепи
`false` (по умолчанию) | `true`

`audioIn` - Аудио вход в шум затвора
матрица

`audioOut` - Аудиовыход от шумового затвора
матрица

`gain` - Усиление, приложенное шумовым затвором (дБ)
матрица

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