reverberator

Добавьте реверберацию к аудиосигналу

развернуть все на странице

Описание

The reverberator Системная object™ добавляет реверберацию к моно или стерео аудиосигналам.

Чтобы добавить реверберацию к своему входу:

Создайте reverberator 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

reverb = reverberator

reverb = reverberator(Name,Value)

Описание

reverb = reverberator создает Системный объект, reverb, который добавляет искусственную реверберацию к аудиосигналу.

reverb = reverberator(Name,Value) устанавливает каждое свойство Name к заданной Value. Неопределенные свойства имеют значения по умолчанию.

Пример: reverb = reverberator('PreDelay',0.5,'WetDryMix',1) создает Системный объект, reverbс 0,5-секундной предварительной задержкой и соотношением влажной и сухой смеси, равным единице.

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.

`PreDelay` - Предварительная задержка для реверберации (ей)
`0` (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина

Предварительная задержка для реверберации в секундах, заданная как действительный скаляр в области значений [0, 1].

Pre-delay for reverberation - это время между слухом прямого звука и первым ранним отражением. Значение PreDelay пропорционально размеру моделируемого помещения.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`HighCutFrequency` - Отключение фильтра Lowpass (Гц)
`20000` (по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Lowpass в Гц, заданное как действительная положительная скалярная величина в области значений от 0 до $(\frac{S a m p l e R a t e}{2})$ .

Lowpass filter cutoff - частота отсечения -3 дБ для однополюсного lowpass в передней части структуры ревербератора. Это препятствует применению реверберации к высокочастотным компонентам входа.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`Diffusion` - Плотность хвоста реверба
`0.5` (по умолчанию) | действительный скаляр

Плотность хвоста реверба, заданная как действительная положительная скалярная величина в области значений [0, 1].

Diffusion пропорционально скорости, с которой хвостик реверба строится по плотности. Увеличение Diffusion толкает отражения ближе друг к другу, утолщая звук. Уменьшение Diffusion создает больше дискретных эхо.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`DecayFactor` - Коэффициент распада хвоста реверба
`0.5` (по умолчанию) | действительный скаляр

Коэффициент распада хвоста реверберации, заданный как действительная положительная скалярная величина в области значений [0, 1].

DecayFactor пропорционально времени, которое требуется для того, чтобы отражения исчерпали энергию. Чтобы смоделировать большую комнату, используйте длинный реверберационный хвост (низкий коэффициент распада). Чтобы смоделировать небольшую комнату, используйте короткий реверберационный хвост (высокий коэффициент распада).

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`HighFrequencyDamping` - Высокочастотное демпфирование
`0.0005` (по умолчанию) | действительный скаляр

Высокочастотное демпфирование, заданное как действительная положительная скалярная величина в области значений [0, 1].

HighFrequencyDamping пропорционально ослаблению высоких частот в выходе реверберации. Настройка HighFrequencyDamping к большому значению, высокочастотные отражения распадаются быстрее, чем низкочастотные отражения.

Настраиваемый: Да

Типы данных: single | double

`WetDryMix` - Влажно-сухая смесь
`0.3` (по умолчанию) | действительный скаляр

Влажно-сухая смесь, заданная как действительная положительная скалярная величина в области значений [0, 1].

Wet-dry mix - это отношение смоченного (ревербератированного) к сухому (исходному) сигналу того, что ваш reverberator Выходы системного объекта.

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

Использование

Синтаксис

audioOut = reverb(audioIn)

Описание

пример

audioOut = reverb(audioIn) добавляет реверберацию к входному сигналу, audioIn, и возвращает смешанный сигнал, audioOut. Тип реверберации задается алгоритмом и свойствами Системного объекта ревербератора, reverb.

Входные параметры

расширить все

`audioIn` - Аудиовход в ревербератор
вектор-столбец | N -by-2 матрица

Аудио вход в ревербератор, заданный как вектор-столбец или двухколоночная матрица. Столбцы матрицы рассматриваются как независимые аудиоканалы.

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

расширить все

`audioOut` - Аудиовыход от ревербератора
N -by-2 матрица

Аудио выхода от ревербератора, возвращаемое как двухколоночная матрица.

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 ревербератора

`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

Примеры

свернуть все

Добавьте реверберацию к аудиосигналу

Открыть Live Script

Используйте reverberator Система object™, чтобы добавить искусственную реверберацию к аудиосигналу, считанному из файла.

Создайте dsp.AudioFileReader и audioDeviceWriter Системные объекты. Используйте частоту дискретизации считывающего устройства в качестве частоты дискретизации средства записи.

fileReader = dsp.AudioFileReader('FunkyDrums-44p1-stereo-25secs.mp3','SamplesPerFrame',1024);
deviceWriter = audioDeviceWriter('SampleRate',fileReader.SampleRate);

Воспроизведите 10 секунд аудиосигнала через устройство.

tic
while toc < 10
    audio = fileReader();
    deviceWriter(audio);
end
release(fileReader)

Создайте reverberator Системный объект с настройками по умолчанию.

reverb = reverberator

reverb = 
  reverberator with properties:

                PreDelay: 0
        HighCutFrequency: 20000
               Diffusion: 0.5000
             DecayFactor: 0.5000
    HighFrequencyDamping: 5.0000e-04
               WetDryMix: 0.3000
              SampleRate: 44100

Создайте временные возможности, чтобы визуализировать исходный аудиосигнал и аудиосигнал с добавлением искусственной реверберации.

scope = timescope( ...
    'SampleRate',fileReader.SampleRate,...
    'TimeSpanOverrunAction','Scroll',...
    'TimeSpanSource','property',...
    'TimeSpan',3,...
    'BufferLength',3*fileReader.SampleRate*2, ...
    'YLimits',[-1,1],...
    'ShowGrid',true, ...
    'ShowLegend',true, ...
    'Title','Audio with Reverberation vs. Original');

Воспроизведение аудиосигнала с искусственной реверберацией. Визуализируйте аудио с реверберацией и оригинальным аудио.

while ~isDone(fileReader)
    audio = fileReader();
    audioWithReverb = reverb(audio);
    deviceWriter(audioWithReverb);
    scope([audioWithReverb(:,1),audio(:,1)])
end
release(fileReader)
release(deviceWriter)
release(scope)

Настройка параметров ревербератора

Открыть Live Script

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

frameLength = 1024;
fileReader = dsp.AudioFileReader('RockDrums-44p1-stereo-11secs.mp3', ...
    'SamplesPerFrame',frameLength,'PlayCount',2);
deviceWriter = audioDeviceWriter('SampleRate',fileReader.SampleRate);
reverb = reverberator('SampleRate',fileReader.SampleRate);

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

parameterTuner(reverb)

В цикле аудиопотока:

Чтение в системе координат аудио из файла.
Применить реверберацию.
Запишите систему координат аудио в своё аудио устройство для прослушивания.

Во время потоковой передачи настраивайте параметры ревербератора и слушайте эффект.

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

Как лучшая практика, отпустите объекты после выполнения.

release(deviceWriter)
release(fileReader)
release(reverb)

Совет

createAudioPluginClass и configureMIDI функции сопоставляют настраиваемые свойства compressor к пользовательским параметрам:

Свойство	Область значений	Отображение	Модуль
`PreDelay`	[0, 1]	линейный	s
`HighCutFrequency`	[20, 20000]	журнал	Hz
`Diffusion`	[0, 1]	линейный	ничего
`DecayFactor`	[0, 1]	линейный	ничего
`HighFrequencyDamping`	[0, 1]	линейный	ничего
`WetDryMix`	[0, 1]	линейный	ничего

Алгоритмы

расширить все

Алгоритм для добавления реверберации следует топологии реверберации класса диска, описанной в [1], и основан на скорости дискретизации 29 761 Гц.

Алгоритм имеет пять этапов.

Описание для следующего алгоритма предназначено для стерео входа. Моно- вход является упрощённым случаем.

Стерео-к-Моно

Стереосигнал преобразуется в моно сигнал: $x [n] = 0.5 \times (x_{R} [n] + x_{L} [n])$ .

Предварительное создание условий

Задержка, за которой следует lowpass, предварительно обусловливает моно-сигнал.

Выход перед задержкой определяется как $x_{p} [n] = x [n - k]$ , где PreDelay свойство определяет значение k.
Сигнал подается через однополюсный lowpass с передаточной функцией
$L P (z) = \frac{1 - α}{1 - α z^{- 1}},$
где
$α = \exp (- 2 π \times \frac{f_{c}}{f_{s}}) .$
- f c - частота отключения, заданная HighCutFrequency свойство.
- f s - частота дискретизации, заданная SampleRate свойство.

Decorrelation

Сигнал декорирован путем прохождения через серию из четырех фильтров альпаса.

Фильтры allpass имеют вид

$A P (z) = \frac{β + z^{- k}}{1 + β z^{- k}},$

где β - коэффициент, заданный Diffusion свойство и k является задержкой следующим образом:

Для AP 1 k = 142.
Для AP 2 k = 107.
Для AP 3 k = 379.
Для AP 4 k = 277.

Бак

Сигнал подается в бак, где он циркулирует, чтобы симулировать распад хвоста реверберации.

Следующее описание отслеживает сигнал, когда он прогрессирует через верхнюю часть бака. Прогрессирование сигнала через дно бака выполняется по тому же шаблону с различными спецификациями задержки.

Новый сигнал поступает в верхнюю часть бака и добавляется к циркулируемому сигналу снизу бака.
Сигнал проходит через модулированный фильтр allpass:
$M o d u l a t e d A P_{1} (z) = \frac{- β + z^{- k}}{1 - β z^{- k}}$
- β - коэффициент, заданный Diffusion свойство.
- k - переменная задержка, заданная синусоидой 1 Гц со amplitude = (8/29761) * SampleRate. Для расчета дробной задержки, возникающей в результате модулирующего k, используется интерполяция allpass [2].
Сигнал снова задерживается, и затем проходит через lowpass:

$L P_{2} (z) = \frac{1 - φ}{1 - φ z^{- 1}}$
- φ - коэффициент, заданный HighFrequencyDamping свойство.
Сигнал умножается на коэффициент усиления, заданный как DecayFactor свойство. Затем сигнал проходит через фильтр allpass:
$A P_{5} (z) = \frac{β + z^{- k}}{1 + β z^{- k}} .$
- β - коэффициент, заданный Diffusion свойство.
- k установлено на 1800 для верхней части бака и 2656 для нижней части бака.
Сигнал снова задерживается и затем циркулирует в нижней половине бака для следующей итерации.

Аналогичный шаблон выполняется параллельно для нижней половины бака. Выход бака вычисляется как знаковая сумма линий задержки, снятых в различных точках от бака. Суммированный выход умножается на 0.6.

Влажная/Сухая Смесь

Затем мокрый (обработанный) сигнал добавляется к сухому (исходному) сигналу:

$y_{R} [n] = (1 - κ) x_{R} [n] + κ x_{3 R} [n],$

$y_{L} [n] = (1 - κ) x_{L} [n] + κ x_{3 L} [n],$

где WetDryMix свойство определяет κ.

Ссылки

[1] Dattorro, Jon. «Effect Design, Part 1: Reverberator and Other Filters». Журнал Общества аудиотехники. Том 45, Выпуск 9, 1997, стр. 660-684.

[2] Dattorro, Jon. «Effect Design, Part 2: Delay-Line Modulation and Chorus». Журнал Общества аудиотехники. Том 45, Выпуск 10, 1997, стр. 764-788.

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)

Документация

reverberator

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Свойства

PreDelay - Предварительная задержка для реверберации (ей) 0 (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина

HighCutFrequency - Отключение фильтра Lowpass (Гц) 20000 (по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

Diffusion - Плотность хвоста реверба 0.5 (по умолчанию) | действительный скаляр

DecayFactor - Коэффициент распада хвоста реверба 0.5 (по умолчанию) | действительный скаляр

HighFrequencyDamping - Высокочастотное демпфирование 0.0005 (по умолчанию) | действительный скаляр

WetDryMix - Влажно-сухая смесь 0.3 (по умолчанию) | действительный скаляр

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

Использование

Синтаксис

Описание

Входные параметры

audioIn - Аудиовход в ревербератор вектор-столбец | N -by-2 матрица

Выходные аргументы

audioOut - Аудиовыход от ревербератора N -by-2 матрица

Функции объекта

Характерно для ревербератора

МИДИ

Общий для всех системных объектов

Примеры

Добавьте реверберацию к аудиосигналу

Настройка параметров ревербератора

Совет

Алгоритмы

Стерео-к-Моно

Предварительное создание условий

Decorrelation

Бак

Влажная/Сухая Смесь

Ссылки

Расширенные возможности

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

См. также

Документация Audio Toolbox

Поддержка

`PreDelay` - Предварительная задержка для реверберации (ей)
`0` (по умолчанию) | реальная положительная скалярная величина

`HighCutFrequency` - Отключение фильтра Lowpass (Гц)
`20000` (по умолчанию) | действительная положительная скалярная величина

`Diffusion` - Плотность хвоста реверба
`0.5` (по умолчанию) | действительный скаляр

`DecayFactor` - Коэффициент распада хвоста реверба
`0.5` (по умолчанию) | действительный скаляр

`HighFrequencyDamping` - Высокочастотное демпфирование
`0.0005` (по умолчанию) | действительный скаляр

`WetDryMix` - Влажно-сухая смесь
`0.3` (по умолчанию) | действительный скаляр

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

`audioIn` - Аудиовход в ревербератор
вектор-столбец | N -by-2 матрица

`audioOut` - Аудиовыход от ревербератора
N -by-2 матрица

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