Октавный и дробно-октавный банк фильтров
octaveFilterBank разлагает сигнал на октавные или дробно-октавные поддиапазоны. Октавная полоса является частотой полосы где самая высокая частота в два раза ниже самой низкой частоты. Октавно-диапазонные и дробные октавно-диапазонные фильтры обычно используются, чтобы имитировать, как люди воспринимают громкость.
Чтобы применить банк октавно-диапазонных или дробных октавно-диапазонных фильтров:
Создайте octaveFilterBank 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?».
octFiltBank = octaveFilterBank
octFiltBank = octaveFilterBank(bandwidth)Bandwidth свойство к bandwidth.
octFiltBank = octaveFilterBank(bandwidth,fs)SampleRate свойство к fs.
octFiltBank = octaveFilterBank(___,Name,Value)Name к заданной Value. Неопределенные свойства имеют значения по умолчанию.
octFiltBank = octaveFilterBank('1/2 octave','FrequencyRange',[62.5,12000]) создает ½ банк фильтров октавного диапазона, octFiltBank, с полосно-пропускающими фильтрами, расположенными между 62,5 Гц и 12 000 Гц.Чтобы использовать функцию объекта, задайте Системную object™ в качестве первого входного параметра. Например, чтобы освободить системные ресурсы системного объекта с именем obj, используйте следующий синтаксис:
release(obj)
Создайте 1/3-октавную группу фильтров для сигнала, дискретизированного с частотой 48 кГц. Установите частотную область значений равным [18 22000] Гц.
octFilBank = octaveFilterBank('1/3 octave',48000, ... 'FrequencyRange',[18 22000]);
Использование fvtool визуализировать ответ банка фильтров. Чтобы получить представление высокого разрешения на более низких частотах, установите шкалу оси X равным log и NFFT на 2^16. Добавьте легенду, указывающую частоты центра банка фильтров.
fvtool(octFilBank,'NFFT',2^16); set(gca,'XScale','log') axis([.01 24 -20 1]) fc = getCenterFrequencies(octFilBank); fcc = cell(size(fc)); for ii = find(fc<1000) fcc{ii} = sprintf('%.0f',round(fc(ii),2,'significant')); end for ii = find(fc>=1000) fcc{ii} = sprintf('%.1fk',fc(ii)/1000); end legend(fcc,'Location','eastoutside')
Обработайте белый Гауссов шум через банк фильтров. Используйте спектральный анализатор, чтобы просмотреть спектр выходов фильтра.
sa = dsp.SpectrumAnalyzer('SampleRate',16e3,... 'PlotAsTwoSidedSpectrum',false,... 'FrequencyScale','log',... 'SpectralAverages',100); for index = 1:500 x = randn(256,1); y = octFilBank(x); sa(y); end
The octaveFilterBank обеспечивает хорошую реконструкцию сигнала после анализа или изменения его поддиапазонов.
Читайте в аудио файла и слушайте его содержимое.
[audioIn,fs] = audioread('RandomOscThree-24-96-stereo-13secs.aif');
sound(audioIn,fs)Создайте octaveFilterBank по умолчанию. Частота по умолчанию для области значений фильтра составляет от 22 до 22 050 Гц. Частоты за пределами этой области значений ослабляются в восстановленном сигнале.
octFiltBank = octaveFilterBank('SampleRate',fs);Передайте аудиосигнал через банк октавных фильтров. Количество выходов зависит от FrequencyRange, ReferenceFrequency, OctaveRatioBase, и Bandwidth свойства группы октавных фильтров. Каждый канал входа передается через банк фильтров независимо и возвращается как отдельная страница в выходе.
audioOut = octFiltBank(audioIn); [N,numFilters,numChannels] = size(audioOut)
N = 1265935
numFilters = 10
numChannels = 2
Банк октавных фильтров вводит задержки различных групп. Чтобы компенсировать групповую задержку, удалите начальную задержку с отдельных выходов фильтра и обнулите концы сигналов так, чтобы они были все одинакового размера. Использование getGroupDelays чтобы получить задержки группы. Прослушайте групповую реконструкцию с компенсацией задержки.
groupDelay = round(getGroupDelays(octFiltBank)); % round for simplicity audioPadded = [audioOut;zeros(max(groupDelay),numFilters,numChannels)]; for i = 1:numFilters audioOut(:,i,:) = audioPadded(groupDelay(i)+1:N+groupDelay(i),i,:); end
Чтобы восстановить исходный сигнал, суммируйте выходы блоков фильтров для каждого канала. Использование squeeze перемещение второго канала от третьей размерности ко второму в восстановленном сигнале.
reconstructedSignal = squeeze(sum(audioOut,2)); sound(reconstructedSignal,fs)
The octaveFilterBank реализуется как параллельная структура октавных фильтров. Отдельные октавные фильтры разработаны так, как описано в octaveFilter. По умолчанию октавные частоты центра фильтра размещаются в соответствии со стандартом ANSI S1.11-2004. Можно изменить размещения фильтров с помощью Bandwidth, FrequencyRange, ReferenceFrequency, и OctaveRatioBase свойства.
[1] Orfanidis, Sophocles J. Введение в обработку сигналов. Englewood Cliffs, Нью-Джерси: Prentice Hall, 2010.
[2] Акустическое общество Америки. Американская национальная стандартная спецификация для аналоговых и цифровых фильтров Octave-Band и Fractional-Octave-Band. ANSI S1.11-2004. Melville, NY: Acoustical Society of America, 2009.
gammatoneFilterBank | graphicEQ | Octave Filter Bank | octaveFilter | splMeter