基于MATLAB的简单音乐合成
在Matlab中实现音乐合成和音乐分析的方法
![在Matlab中实现音乐合成和音乐分析的方法](https://img.taocdn.com/s3/m/691eca0086c24028915f804d2b160b4e767f8184.png)
在Matlab中实现音乐合成和音乐分析的方法音乐作为一种艺术形式,是人类情感和创造力的结晶。
如何在Matlab中实现音乐合成和音乐分析的方法,成为了许多音乐爱好者和研究者所关注的问题。
本文将介绍一些常用的音乐合成和音乐分析的方法,并说明它们在Matlab中的实现。
首先,我们来讨论音乐合成的方法。
音乐合成的目标是通过人工的方式生成音乐声音信号。
这可以通过基于规则的方法或基于样本的方法实现。
基于规则的音乐合成常常依赖于合成器,通过调整音色、音高、音量等参数来实现声音生成。
在Matlab中,我们可以利用`audioplayer`函数和音频波形生成函数来实现基于规则的音乐合成。
首先,我们需要定义一个音频波形生成函数,它可以根据输入的参数生成对应的音频波形。
然后,我们可以使用`audioplayer`函数将生成的音频波形播放出来。
通过调整参数可以实现不同的音乐效果。
而基于样本的音乐合成则是利用已有的音频样本来合成音乐。
在Matlab中,我们可以使用`audioread`函数来读取音频样本,然后通过重复拼接、叠加和变调等方式来生成新的音乐。
此外,我们还可以利用`resample`函数来改变音频的采样率,从而实现音乐的时间拉伸或压缩。
通过调整样本的选择和变换方式,我们可以获得不同风格和效果的音乐合成结果。
接下来,我们来讨论音乐分析的方法。
音乐分析的目标是对音乐进行特征提取和结构分析,以便深入理解音乐的内在规律和风格特点。
在Matlab中,有许多用于音乐分析的工具箱和函数可供使用。
一种常用的音乐分析方法是通过频谱分析来提取音乐的频率和强度信息。
在Matlab中,我们可以利用`fft`函数对音频信号进行傅里叶变换,得到音频信号的频谱。
通过分析频谱的峰值频率、能量分布等特征,我们可以获得音乐的基本音高、音色和音量等信息。
此外,我们还可以利用`spectrogram`函数来生成音频的时频谱图,以便更直观地观察音乐信号的时变特征。
MATLAB音频信号的分析与合成程序
![MATLAB音频信号的分析与合成程序](https://img.taocdn.com/s3/m/65ced02eb52acfc789ebc93d.png)
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2.4 M文件的调试(续1)
直接调试法:可以用下面方法发现某些运行错误。 • 在M文件中,将某些语句后面的分号去掉, 迫使M文件输 出一些中间计算结果,以便发现可能的错误。 • 在适当的位置,添加显示某些关键变量值的语句(包括使 用 disp 在内)。 • 利用 echo 指令,使运行时在屏幕上逐行显示文件内容。 echo on 能显示M脚本文件;echo FunNsme on 能显示名为 FunNsme 的M函数文件。 • 在原M脚本或函数文件的适当位置,增添指令 keyboard 。 keyboard 语句可以设置程序的断点 。 • 通过将原M函数文件的函数申明行注释掉,可使一个中 间变量难于观察的M函数文件变为一个所有变量都保留在 基本工作空间中的M脚本文件。
m(t) 是调制信号 m (t ) 的希尔伯特变换。
s ( t ) m 1 ( t ) sin t m 2 ( t ) cos t
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• QAM:
M脚本文件入门
通过M脚本文件,画出下列分段函数所表示的曲面。
返回
0 . 5457 e x x 1 1 2 2 2 x 6 x 2 1 p ( x ,x ) 0 . 7575 e 1 x x 1 1 2 1 2 2 2 0 . 75 x 3 . 75 x 1 . 5 x 2 1 1 0 . 5457 e x x 1 1 2
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2.2 函数调用和参数传递(续)
2.2.3 参数传递 MATLAB在函数调用上有一个与众不同之处 :函数所传递的 参数具有可调性 。
传递参数数目的可调性来源于如下两个MATLAB永久变量: • 函数体内的 nargin 给出调用该函数时的输入参数数目。 • 函数体内的 nargout 给出调用该函数时的输出参数数目。 只要在函数文件中包括这两个变量,就可以知道该函数文件 调用时的输入参数和输出参数数目。 值得注意:nargin、 nargout 本身都是函数,不是变量,所 以用户不能赋值,也不能显示。 “变长度”输入输出宗量:varargin 、 varrgout。具有接受 “任意多输入” 、返回“任意多输出”的能力 。 跨空间变量传递:evalin。
Matlab音乐合成实验报告
![Matlab音乐合成实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/f0a8dec7f524ccbff0218417.png)
音乐合成实验目录音乐合成实验.........................................................摘要:...........................................................第一部分简单的合成音乐........................................1.1合成《东方红》..........................................1.2 除噪音,加包络.........................................1.3改变程序,实现1.2中的音乐升高和降低一个八度 ............1.4在1.2的音乐中加入谐波 .................................1.5自选音乐合成——《两只老虎》...........................第二部分用傅里叶变换分析音乐..................................2.1载入fmt.wav并播放 .....................................2.2载入文件Guitar.mat,处理原始数据realwave.............2.3分析wave2proc的基波和谐波.............................2.4自动分析fmt.wav的音调和节拍 ...........................第三部分基于傅里叶级数的音乐合成...............................3.1 用2.3分析出来的结果重新加谐波...........................3.2 通过2.4提取的吉他音调信息弹奏《东方红》...............实验收获.........................................................摘要:本文共有三大部分:第一部分,简单的音乐合成;第二部分,用傅里叶变换分析音乐;第三部分,基于傅里叶级数的音乐合成。
音乐合成大作业
![音乐合成大作业](https://img.taocdn.com/s3/m/a5d192ece009581b6bd9eb98.png)
1.2.1 简单的合成音乐 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 用傅里叶级数分析音乐 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.2.3 基于傅里叶级数的合成音乐 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
两倍。而每个音符之后的停顿时间应该是相同的,不随音符的长度而变化。在乐谱中,更长
一些的停顿要用休止符来表示。图
1.3
中左侧的
2 4
表示每小节有二拍和每个四分音符持续
时间为一拍。对这段乐曲来说,一拍大约是 0.5 秒。
5
第二节 练习题
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第一章 音乐合成
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当然,若改用“ ”号表示黑键,则 bD 改为 C ,bE 改为 D ,……。
下面给出“唱名”的概念。所谓唱名是指平日读乐谱唱出的 do 、re 、mi 、……。每个 唱名并未固定基波频率。当指定乐曲的音调时才知道此时唱名对应的音名,也即确定了对 应的频率值。
例如,若指定乐曲为 C 调(或称 C 大调),此时唱名与音名的对应关系如图 1.2(a) 。图 中将唱名 do 、re 、mi 、……以简谱符号 1 、2 、3 、……代替。可见,它的“1”对应“ C ” 也即基波频率为 261.63Hz 。全部唱名对应键盘的白键。还可看出,3 、4 分别对应 E 、F 二者之间是半音阶,7 、1˙ 之间对应 B 、C 也属半音。其它唱名之间都为全音。
乐音的基本特征可以用基波频率、谐波频谱和包络波形三个方面来描述,下面将分别 说明。
Matlab中的电子音乐制作与音频合成技术
![Matlab中的电子音乐制作与音频合成技术](https://img.taocdn.com/s3/m/d6a9682853d380eb6294dd88d0d233d4b14e3fac.png)
Matlab中的电子音乐制作与音频合成技术引言电子音乐制作是一种结合技术和艺术的创造过程,而Matlab作为一种强大的数学计算软件,不仅可以应用于科学研究和工程设计,也能够用于音频处理和音乐创作。
本文将介绍Matlab中的一些电子音乐制作和音频合成技术,探讨如何利用Matlab来实现音频效果的设计和实现。
1. Matlab中的音频处理工具Matlab提供了许多音频处理工具箱,如Audio System Toolbox和DSP System Toolbox。
这些工具箱包含了各种音频处理算法和函数,可以用于音频的录制、分析、编辑和合成等方面。
通过这些工具箱,用户可以实现各种音频效果,如均衡器、压缩器、延时器等,并可以对音频进行滤波、混响、合成等处理。
2. 音频合成技术音频合成是电子音乐制作的重要环节之一,它可以通过合成器、采样和合成算法等方式来生成各种音频信号。
Matlab中的音频合成技术主要通过生成相应的音频波形来实现。
2.1 合成器Matlab提供了很多合成器函数,如sine、square、sawtooth等,用于生成不同类型的音频波形。
用户可以通过调整参数,如频率、振幅、相位等来控制波形的特性。
这些合成器函数可以通过简单的数学公式来实现生成音频波形的过程,使用户能够灵活地创作各种音乐效果。
2.2 采样合成除了使用合成器函数生成音频波形外,Matlab还提供了采样合成技术,用户可以通过将各种音频样本进行采样和合成来实现音频合成。
这种方法可以将现实世界中的各种音频素材转化为数字信号,并通过合成算法进行处理和合成。
3. 音频效果的设计与实现Matlab中的音频处理工具箱提供了丰富的音频效果函数和滤波器设计工具,使用户能够设计和实现各种音频效果。
3.1 均衡器均衡器是一种常用的音频效果器,它可以调整不同频段的音量,改变音频频谱的平衡来达到音频加工的效果。
Matlab中可以使用filter函数和滤波器设计工具来设计和实现不同类型的均衡器。
matlab音乐合成葫芦娃
![matlab音乐合成葫芦娃](https://img.taocdn.com/s3/m/2af78363a417866fb84a8ef4.png)
目录音乐合成实验................................................................................................. 错误!未定义书签。
摘要: (1)第一部分简单的合成音乐 (1)1.1合成《葫芦娃》 (1)1.2 除噪音,加包络 (5)1.3改变程序,实现1.2中的音乐升高和降低一个八度 (8)1.4在1.2的音乐中加入谐波 (9)摘要:本文共有三大部分:第一部分,简单的音乐合成;第二部分,用傅里叶变换分析音乐;第三部分,基于傅里叶级数的音乐合成。
由潜入深,一步一步分析了用MATLAB进行音乐合成的过程。
通过本实验达到了加深对傅里叶级数和傅里叶分析的理解,熟悉对MATLAB 基本使用的目标。
第一部分简单的合成音乐1.1 合成《葫芦娃》根据《葫芦娃》第一小节的简谱和十二平均律计算出该小节每个乐音的频率,在MATLAB中生成幅度为1,抽样频率为8kHz的正弦信号表示这些乐音,用sound播放合成的音乐而在MATLAB中表示乐音所用的抽样频率为fs=8000Hz,也就是所1s钟内有8000个点,抽样点数的多少就可表示出每个乐音的持续时间的长短。
用一个行向量来存储这段音乐对应的抽样点,在用sound函数播放即可。
clear all;clc;freq=8000; %抽样频率T=1/freq;pattime=0.5; %节拍的时间note2=0:T:2*pattime;note4=0:T:1*pattime;note8=0:T:0.5*pattime;note_1=261.63; %各个音乐对应的频率note_2=293.67;note_3=329.63;note_5=391.99;note_6=440;note_7=493.88;note_1b=523.25;wave1=sin(2*pi*note_1*note4); %各个音符所对应的节拍wave2=sin(2*pi*note_1*note4);wave3=sin(2*pi*note_3*note2);wave4=sin(2*pi*note_1*note4);wave5=sin(2*pi*note_1*note4);wave6=sin(2*pi*note_3*note2);wave7=sin(2*pi*note_6*note4);wave8=sin(2*pi*note_6*note4);wave9=sin(2*pi*note_6*note8);wave10=sin(2*pi*note_5*note8);wave11=sin(2*pi*note_6*note4);wave12=sin(2*pi*note_5*note4);wave14=sin(2*pi*note_3*note4); wave15=sin(2*pi*note_1b*note8); wave16=sin(2*pi*note_6*note8); wave17=sin(2*pi*note_6*note8); wave18=sin(2*pi*note_5*note8); wave19=sin(2*pi*note_6*note2); wave20=sin(2*pi*note_5*note4); wave21=sin(2*pi*note_1*note4); wave22=sin(2*pi*note_2*note2); wave23=sin(2*pi*note_7*note2); wave24=sin(2*pi*note_7*note8); wave25=sin(2*pi*note_5*note8); wave26=sin(2*pi*note_3*note4); wave27=sin(2*pi*note_5*note2); wave28=sin(2*pi*note_1b*note8); wave29=sin(2*pi*note_6*note8); wave30=sin(2*pi*note_6*note8); wave31=sin(2*pi*note_5*note8); wave32=sin(2*pi*note_5*note8); wave33=sin(2*pi*note_6*note8); wave34=sin(2*pi*note_6*note8); wave35=sin(2*pi*note_5*note4); wave36=sin(2*pi*note_1*note4); wave37=sin(2*pi*note_3*note2); wave38=sin(2*pi*note_1b*note8); wave39=sin(2*pi*note_6*note8); wave40=sin(2*pi*note_6*note8); wave41=sin(2*pi*note_5*note8); wave42=sin(2*pi*note_5*note8); wave43=sin(2*pi*note_6*note8); wave44=sin(2*pi*note_6*note8); wave45=sin(2*pi*note_5*note4); wave46=sin(2*pi*note_1*note4); wave47=sin(2*pi*note_2*note2); wave48=sin(2*pi*note_3*note2); wave49=sin(2*pi*note_3*note8); wave50=sin(2*pi*note_1*note8); wave51=sin(2*pi*note_6*note4); wave52=sin(2*pi*note_1*note2); wave53=sin(2*pi*note_3*note4); wave54=sin(2*pi*note_5*note4); wave55=sin(2*pi*note_6*note4); wave56=sin(2*pi*note_6*note8);wave58=sin(2*pi*note_5*note4);wave59=sin(2*pi*note_6*note4);wave60=sin(2*pi*note_6*note8);wave61=sin(2*pi*note_1b*note2);wave62=sin(2*pi*note_7*note8);wave63=sin(2*pi*note_5*note4);wave64=sin(2*pi*note_6*note2);wave=[wave1 wave2 wave3 wave4 wave5 wave6 wave7 wave8 wave9 wave10 wave11 wave12 wave13 wave14 wave15 wave16 wave17 wave18 wave19 wave20 wave21 wave22 wave23 wave24 wave25 wave26 wave27 wave28 wave29 wave30 wave31 wave32 wave33 wave34 wave35 wave36 wave37 wave38 wave39 wave40 wave41 wave42 wave43 wave44 wave45 wave46 wave47 wave48 wave49 wave50 wave51 wave52 wave53 wave54 wave55 wave56 wave57 wave58 wave59 wave60 wave61 wave62 wave63 wave64]; %歌曲wave数组sound(wave,8000); %播放waveplot(wave); %描画函数在MA TLAB中运行,播放出了《葫芦娃》,但是可以听出效果很不好,只能听出具有《葫芦娃》的调子而已。
基于MATLAB的音频处理技术研究
![基于MATLAB的音频处理技术研究](https://img.taocdn.com/s3/m/399368b90342a8956bec0975f46527d3240ca6ae.png)
基于MATLAB的音频处理技术研究第一章引言音频处理技术是数字信号处理领域的一个重要分支,在音频信号采集、分析、增强和合成等方面有着广泛的应用。
随着数字信号处理技术的不断发展,基于MATLAB的音频处理技术也得到了快速的发展和应用。
本文将介绍MATLAB在音频处理领域的应用和研究,然后重点分析基于MATLAB的音频信号预处理和特征提取技术。
第二章 MATLAB在音频处理中的应用MATLAB是一种强大的数学仿真软件,其内置了丰富的数学分析工具和信号处理库,可以广泛应用于信号处理、数字通信、嵌入式系统设计等领域。
在音频处理领域,MATLAB提供了丰富的函数和工具箱,可以对音频进行采集、分析、合成和处理等任务。
2.1 音频采集MATLAB提供了嵌入式硬件支持包,可以连接各种类型的音频设备,如麦克风、音频接口等。
用户可以使用MATLAB编写程序,对音频进行实时采集和录制,并实时在MATLAB的界面上进行显示和处理。
2.2 音频分析MATLAB提供了许多用于音频信号分析的工具箱,如信号处理工具箱、音频工具箱和语音处理工具箱等。
用户可以利用这些工具箱进行频域分析、时域分析、滤波、FFT、STFT和解调等操作,以及进行各种音频信号的特征提取和分类。
2.3 音频合成MATLAB提供了各种音频合成的工具箱,如声学模型工具箱、可重复性工具箱和音频合成器等。
用户可以利用这些工具箱进行音频信号的合成和生成,例如混响效果、合成乐器音效等。
第三章基于MATLAB的音频信号预处理技术MATLAB提供了许多音频信号预处理的工具,这些工具可以在进行音频信号分析和特征提取之前对信号进行预处理,如降噪、去混响、去噪声,以及去掉杂音等。
3.1 降噪降噪是去除音频信号中的噪音干扰,使得信号更加清晰的重要步骤。
MATLAB提供了多种降噪算法,例如小波阈值法、基于分量分析的降噪方法和基于统计学习的降噪方法等。
这些算法可以对音频信号进行有效的降噪,从而提高信号的质量,提高后续分析的准确性。
基于Matlab实现音乐识别与自动配置和声的功能
![基于Matlab实现音乐识别与自动配置和声的功能](https://img.taocdn.com/s3/m/8b30ecda80eb6294dd886c29.png)
图1 自动配置和声整体流程 收稿日期: 2 0 1 0 - 0 9 - 1 1 作者简介: 杨若芳( 1 9 6 3 - ) , 女, 副教授, 主要从事音乐教育工 作。
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图2 一段《小星星》的旋律波形
首先做出该音频波形的包络线:由于波形的对称性, 只取原波形的正顶点,然后对其做线性插值得到一条较平 滑的包络线,之后再取包该络线的顶点,再做插值,以此 类推,做多次后(4 次以上),提取此时的顶点,即得原波形
% p 是音符的频谱中各个峰值点的向量 F=[174.61,184.99,196,207.65,220,... ]; %固有 的频率 G={'F','bG','G','bA','A',... }; % 固定音高 f(1:length(p))=0; for i=1:length(p) for j=1:19 if p(i)/12.5<F(j)+2 && p(i)/12.5>F(j)- 2 % 给定范围 f(i)=F(j); end end end 确定了每个音的音高、音值之后,接下来进行和声配 置,由于和声的配置方式多种多样,最为基本的可以是分 解和弦与旋律配合而成,也可以是三和弦、七和弦等与音 乐并行进行,或者是二者的结合,亦或是在适当的节奏上 保持、延长、休止、添加附点等等来产生各种各样的音乐 效果。由于配置和声之前我们要确定旋律的调性,以使最 终的音乐更加和谐,这里我们采取通过旋律结束音的音高 来进行判别其调性,同时选择以三和弦与旋律的并行进行 来配置和声。对于不同歌曲、小节的判定标准不同,这可 以通过开始的模式选择来确定,此处我们所用的钢琴录制
《自动化与仪器仪表》2011 年第 1 期(总第 153 期) 每个音的包络线的顶点,如图 3 所示。
音乐合成大作业实验报告
![音乐合成大作业实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/865fbc48cf84b9d528ea7a4f.png)
音乐合成大作业实验报告无84 王梦娣2008011134实验报告部分一、简单的音乐合成1.请根据《东方红》片断的简谱和“十二平均律”计算出该片断中各个乐音的频率,在MATLAB 中生成幅度为1 、抽样频率为8kHz 的正弦信号表示这些乐音。
请用sound 函数播放每个乐音,听一听音调是否正确。
最后用这一系列乐音信号拼出《东方红》片断,注意控制每个乐音持续的时间要符合节拍,用sound 播放你合成的音乐,听起来感觉如何?问题解答:《东方红》片段:其中所用音符的唱名、音名及对应频率(由十二平均律和相应键数间隔即可导出)如下:(单位是Hz)用sound播放单音,音调正确。
以一拍0.5秒计,播出合成音乐。
发现音乐听起来,总体上音调、节拍正确,但乐音无声音强弱变化,两音之间有明显的“啪”的杂声。
2.你一定注意到(1) 的乐曲中相邻乐音之间有“啪”的杂声,这是由于相位不连续产生了高频分量。
这种噪声严重影响合成音乐的质量,丧失真实感。
为了消除它,我们可以用图1.5 所示包络修正每个乐音,以保证在乐音的邻接处信号幅度为零。
此外建议用指数衰减的包络来表示。
问题解答:这个问题,实际上我并没有完全理解题意,没有明白是需要乐音之间有重叠,还是没有重叠,所以,我把两种方法都做了一遍,结果发现,用耳朵完全听不出区别。
对于无重叠的包络:我对包络所做的处理是,对于上图折线部分用指数实现,因为题目中有说当主观感受为线性变化时声音的概率实际上呈指数变化。
做出的结果的图像如下:包络0.511.522.533.54加包络后的音乐有重叠的包络:(处理后的音)从图像上可明显看出有重叠包络和无重叠包络的区别,但是听起来,基本听不出区别。
3. 请用最简单的方法将(2) 中的音乐分别升高和降低一个八度。
(提示:音乐播放的时间可以变化)再难一些,请用resample 函数(也可以用interp 和decimate 函数)将上述音乐升高半个音阶。
(提示:视计算复杂度,不必特别精确)问题解答:0.050.10.150.20.25未处理的一个音符加包络处理过的音符x 104-1.5-1-0.50.511.5由于题目中已有提示“音乐播放的时间可以变化”,所以很容易就想到用Sample函数实现音调的改变,用Sample函数也确实是最简单的方法。
matlab音乐合成
![matlab音乐合成](https://img.taocdn.com/s3/m/62d94bfbba0d4a7302763a47.png)
M A T L A B数学实验报告姓名:学号:指导老师:专业班级:音乐合成学号班级姓名指导教师实验题目音乐合成评分1.实验目的:1.熟悉MATLAB的软件和语言指令的使用;2. 学习利用MATLAB进行连续信号的时域、频域分析;3. 通过电子音乐合成方面的练习增进对傅里叶级数的理解2.实验内容:使用matlab演奏《当你孤单你会想起谁》3.详细设计:1.本次音乐合成所作曲目为《当你孤单你会想起谁》简谱首先介绍matlab函数的玩法:matlab播放音乐是由sound(Y,fs,bits)函数完成的,该函数的3个参数代表输入信号、采样率、比特率。
先说采样率fs的设置,人耳能够听到的声音范围是20~20000Hz。
根据采样定理fs只需要大于40000即可。
此处采样率的设置采用了MP3的标准,即fs=44.1k.再说输入信号Y,Y一般是一个正弦波,如A*sin(2*pi*w*t)。
其中A控制着声音的大小,w控制着声音的高低,t的范围控制着声音的长短,所以理论上利用这个公式可以发出任何声音,只是不能控制音色和音质(音色音质很难用参数量化,我问了一下学语音的同学,这个东西跟音频谱重心,音频扩展度和音频谱平坦度有关系,这里不作讨论)。
比特率采用默认值即可,该参数省略。
于是用下面的公式就可以播放出标准音la:fs=44100;t=0: 1/fs: 0.5;la = sin(2*pi*440*t);sound(la, fs)据所知,音高和频率是指数的关系,它们满足下面的公式,其中p是音高,f是频率标准音la,即钢琴的A4键,定义为p=69。
音高每上升一个半音,p加1。
设计代码:%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% when you are lonely,who will you think about? //当你孤单你会想起谁 on Matlab fs = 44100; % sample ratedt = 1/fs;T16 = 0.125;t16 = [0:dt:T16];[temp k] = size(t16);t4 = linspace(0,4*T16,4*k);t8 = linspace(0,2*T16,2*k);[temp i] = size(t4);[temp j] = size(t8);% Modification functionsmod4=(t4.^4).*exp(-30*(t4.^0.5));mod4=mod4*(1/max(mod4));mod8=(t8.^4).*exp(-50*(t8.^0.5));mod8=mod8*(1/max(mod8));mod16=(t16.^4).*exp(-90*(t16.^0.5));mod16=mod16*(1/max(mod16));f0 = 2*146.8; % reference frequency ScaleTable = [2/3 3/4 5/6 15/16 ...1 9/8 5/4 4/3 3/2 5/3 9/5 15/8 ...2 9/4 5/2 8/3 3 10/3 15/4 4 ...1/2 9/16 5/8];% 1/4 notesdo0f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(21)*f0*t4); re0f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(22)*f0*t4); mi0f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(23)*f0*t4); fa0f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(1)*f0*t4); so0f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(2)*f0*t4); la0f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(3)*f0*t4); ti0f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(4)*f0*t4); do1f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(5)*f0*t4); re1f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(6)*f0*t4); mi1f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(7)*f0*t4); fa1f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(8)*f0*t4); so1f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(9)*f0*t4); la1f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(10)*f0*t4); tb1f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(11)*f0*t4); ti1f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(12)*f0*t4); do2f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(13)*f0*t4); re2f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(14)*f0*t4); mi2f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(15)*f0*t4); fa2f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(16)*f0*t4); so2f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(17)*f0*t4); la2f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(18)*f0*t4); ti2f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(19)*f0*t4); do3f = mod4.*cos(2*pi*ScaleTable(20)*f0*t4); blkf = zeros(1,i);% 1/8 notesdo0e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(21)*f0*t8); re0e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(22)*f0*t8); mi0e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(23)*f0*t8); fa0e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(1)*f0*t8); so0e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(2)*f0*t8);la0e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(3)*f0*t8);ti0e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(4)*f0*t8);do1e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(5)*f0*t8);re1e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(6)*f0*t8);mi1e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(7)*f0*t8);fa1e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(8)*f0*t8);so1e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(9)*f0*t8);la1e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(10)*f0*t8);tb1e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(11)*f0*t8);ti1e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(12)*f0*t8); do2e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(13)*f0*t8);re2e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(14)*f0*t8); mi2e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(15)*f0*t8);fa2e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(16)*f0*t8); so2e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(17)*f0*t8);la2e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(18)*f0*t8);ti2e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(19)*f0*t8); do3e = mod8.*cos(2*pi*ScaleTable(20)*f0*t8); blke = zeros(1,j);% 1/16 notesdo0s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(21)*f0*t16); re0s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(22)*f0*t16); mi0s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(23)*f0*t16); fa0s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(1)*f0*t16); so0s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(2)*f0*t16); la0s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(3)*f0*t16); ti0s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(4)*f0*t16); do1s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(5)*f0*t16); re1s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(6)*f0*t16); mi1s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(7)*f0*t16); fa1s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(8)*f0*t16); so1s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(9)*f0*t16); la1s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(10)*f0*t16); tb1s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(11)*f0*t16); ti1s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(12)*f0*t16); do2s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(13)*f0*t16); re2s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(14)*f0*t16); mi2s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(15)*f0*t16); fa2s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(16)*f0*t16); so2s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(17)*f0*t16); la2s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(18)*f0*t16); ti2s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(19)*f0*t16); do3s = mod16.*cos(2*pi*ScaleTable(20)*f0*t16); blks = zeros(1,k);% Melody by Schau_malpart1 = [mi1e fa1e so1e so1e so1e so1e so1f mi1e fa1e...so1e so1e so1e so1e so1f la1e ti1e...do2f mi1f mi1e re1e mi1e mi1e mi1e mi1e ...];part2=[ so1e so1e fa1e fa1e mi1e re1e do1e do1e mi1e...mi1e fa1e mi1e do1e do1f so1e so1e...so1e fa1e fa1e mi1e fa1e so1e so1e mi1e mi1e re1e re1e re1e ...];part3 = [mi1e fa1e so1e so1e so1e so1e so1f so1e so1e...so1e so1e so1e so1e so1f la1e ti1e...do2f mi1f mi1e re1e mi1e mi1e mi1e mi1e mi1e so1e...];part4 = [ so1e so1e fa1e fa1e mi1e re1e do1e do1e mi1e mi1e fa1e mi1e do1e so1e so1e...so1e fa1e fa1e mi1e fa1e so1e so1e la1e la1e so1e so1e la1f ti1f...do2e do2e re2e do2e do2f do2e do2e...ti1e do2e ti1e so1e so1e so1e so1e...la1f do1f do1f re1e mi1e mi1e so1e so1e mi1e re1f la1e ti1e...do2e do2e re2e do2e do2f do2e do2e...ti1e do2e ti1e so1e so1f so1e so1e...la1e do2e do2e do2e do2e do2e do2e...do2e re2s re2e do2e mi2e re2e re2f re2f re2f re2f re2f ...];part5 = [mi2f mi2e fa2e mi2e re2f do2e re2e so2e re2e re2f re2f...do2f do2e re2e do2f ti1e la1e...ti1f mi2e ti1e ti1e ...la1f re2e mi2e re2e do2e la1f ...so1f re2e mi2e re2e do2e la1f...];% Combination, v1 is complete version, v2 is simple version.v1 = [part1 part2 part3 part4 part5];s = v1;sound(s,fs);输入此代码后,即可使《当你孤单你会想起谁》以matlab的形式播放出来4:实验结果:经过matlab的处理后,《当你孤单你会想起谁》通过matlab播放了出来,并可以画出如下图片。
2013信号课程设计任务书2
![2013信号课程设计任务书2](https://img.taocdn.com/s3/m/e0de1cc449649b6648d7476a.png)
信号处理与系统分析课程设计(任务书二)以下题目可以选一个作为课程设计的题目。
设计一基于MATLAB的语音信号分析和处理系统的设计要求学生采集语音信号(录制一段自己的话音,时间在1s内)后,在MATLAB软件平台进行频谱分析;并对所采集的语音信号加入干扰噪声(在语音频率范围内),对加入噪声的信号进行频谱分析,确定滤波器的性能指标,设计各种滤波器对语音信号进行滤波。
设计方法要求为:IIR滤波器采用双线性变换法,和FIR滤波器采用窗函数法与频率采样法。
画出滤波后信号的时域波形和频谱,并对滤波前后的信号进行对比,分析信号的变化;回放滤波前后的语音信号。
并设计一个简单易用的图形用户界面(GUI),来解决一般应用条件下的各种语音信号的处理。
设计二基于Matlab的数字滤波器设计及滤波仿真1. 程序设计法:利用Maltab模拟生成一个基本输入信号(如三个正弦频率信号的叠加),设计各种滤波器(低通,高通,带通),信号频率和滤波器的技术指标自行设定,设计方法要求为:IIR滤波器采用双线性变换法,和FIR 滤波器采用窗函数法。
并进行滤波处理,最后得到分离的三个正弦频率信号,并与理论上得滤波效果进行对比和讨论。
为便于操作,设计一个简单易用的图形用户界面(GUI),来实现各功能。
2. 信号处理工具箱的FDATool的设计方法:FDATool可以设计几乎所有的基本的常规滤波器,包括FIR和IIR 的各种设计方法。
这里的设计任务与1基本相同,设计完成后,调用Simulink中的功能模块构成数字滤波器的理论计算并画出fs f ≤≤0范围的幅度谱,标出峰值频率,观察系统的实际识别结果,分析其正确性。
例:假设输入信号为342Hz 的正弦信号,则分类结果输出为“第二类”。
2. 输入是两个正弦频率信号的合成,仍能输出分类结果。
例:假设输入信号为340Hz 和700Hz 的正弦信号,则分类结果输出为“第二类和第三类”。
3. 为便于操作,设计一个简单易用的图形用户界面(GUI ),来实现各功能。
MATLAB中的音乐合成和音频处理技术
![MATLAB中的音乐合成和音频处理技术](https://img.taocdn.com/s3/m/b3878670e55c3b3567ec102de2bd960591c6d973.png)
MATLAB中的音乐合成和音频处理技术音乐是人类文化的一部分,而音频处理和音乐合成则是现代技术的重要应用之一。
在MATLAB中,我们可以利用其强大的信号处理功能和数值计算能力,实现高质量的音频处理和音乐合成。
本文将探讨MATLAB中的音乐合成和音频处理技术,并介绍一些常用的方法和工具。
一、音频处理技术音频处理技术是指对音频信号进行各种操作和处理,以改善音频质量或提取有用信息。
MATLAB提供了许多处理音频信号的函数和工具箱,例如音频导入、滤波、降噪、特征提取等。
1. 音频导入和播放在MATLAB中,我们可以使用audioread函数将音频文件导入到工作空间中,并使用sound函数或audioplayer对象来播放音频。
2. 滤波和均衡器滤波是音频处理中常用的技术之一,用于去除噪声或强调特定频率的信号。
MATLAB提供了一系列滤波器设计和滤波函数,如低通滤波、高通滤波、带通滤波等。
此外,还可以使用均衡器调整音频频谱的均衡度。
3. 降噪和音频增益降噪是一项重要的音频处理任务,用于减少噪声对音频质量的影响。
MATLAB 中有多种降噪算法可供选择,如傅里叶变换降噪、小波降噪等。
此外,还可以通过调节音频增益来增强信号的强度和清晰度。
4. 音频特征提取音频特征提取是指从音频信号中提取与语音内容、音乐信息等相关的特征。
MATLAB中可以使用信号处理工具箱的功能来提取音频特征,如时域特征(如能量、过零率等)、频域特征(如频谱、谱图等)、光谱特征(如梅尔频率倒谱系数、线性预测编码系数等)等。
5. 音频合成和效果处理除了信号处理和特征提取外,MATLAB还提供了强大的音频合成和效果处理功能。
我们可以使用音频合成算法生成各种音频信号,如正弦波、白噪声、方波等。
此外,还可以使用音频效果处理算法实现音频混响、合唱、失真等效果。
二、音乐合成技术音乐合成是指通过声音的合成和处理,生成逼真的音乐作品。
在MATLAB中,我们可以利用其丰富的信号处理和数值计算功能,实现各种音乐合成技术。
(完整word版)使用matlab进行简单音乐合成
![(完整word版)使用matlab进行简单音乐合成](https://img.taocdn.com/s3/m/ca3d350481c758f5f71f67d3.png)
信号与系统-综合实验之音乐合成(1)请根据《东方红》片断的简谱和“十二平均律”计算出该片断中各个乐音的频率,在MATLAB中生成幅度为1 、抽样频率为8kHz 的正弦信号表示这些乐音.请用sound 函数播放每个乐音,听一听音调是否正确。
最后用这一系列乐音信号拼出《东方红》片断,注意控制每个乐音持续的时间要符合节拍,用sound 播放你合成的音乐,听起来感觉如何?代码如下:f =8000;t2=[0:1/f:1];t4=[0:1/f:0。
5];t8=[0:1/f:0.25];omg5=523.35;omg6=587.33;omg2=392;omg1=349。
23;omg6l=293.66;m1=sin(2*pi*omg5*t4);m2=sin(2*pi*omg5*t8);m3=sin(2*pi*omg6*t8);m4=sin(2*pi*omg2*t2);m6=sin(2*pi*omg1*t4);m7=sin(2*pi*omg1*t8);m8=sin(2*pi*omg6l*t8);m9=sin(2*pi*omg2*t2);m=[m1 m2 m3 m4 m6 m7 m8 m9];sound(m);听的时候发现在相邻乐音之间有杂音,这是由于相位不连续造成的。
(2)你一定注意到(1) 的乐曲中相邻乐音之间有“啪”的杂声,这是由于相位不连续产生了高频分量.这种噪声严重影响合成音乐的质量,丧失真实感。
为了消除它,我们可以用图1。
5 所示包络修正每个乐音,以保证在乐音的邻接处信号幅度为零。
此外建议用指数衰减的包络来表示.我采用的是指数衰减的包络.代码如下:f =8000;t2=[0:1/f:1];t4=[0:1/f:0。
5];t8=[0:1/f:0.25];omg5=523。
35;omg6=587。
33;omg2=392;omg1=349。
23;omg6l=293.66;m1=exp(—2*t4)。
*sin(2*pi*omg5*t4);m2=exp(-4*t8).*sin(2*pi*omg5*t8);m3=exp(—4*t8)。
基于matlab语音信号合成与处理课程设计
![基于matlab语音信号合成与处理课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/53c9172c2f60ddccda38a0ad.png)
摘要语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科,是目前发展最为迅速的学科之一,通过语音传递信息是人类最重要,最有效,最常用和最方便的交换信息的手段,所以对其研究就显得尤为重要。
Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件,它可以讲声音文件变成离散的数据文件,然后用其强大的矩阵运算能力处理数据。
这为本次课程设计提供了强大并良好的环境。
本设计要求自己通过手机清唱一段歌曲,并用windows自带的录音机录制下来,保存格式为.wav格式,而且要求对所录的语音进行频率均衡和加入混响效果。
从网上下载相应的歌曲伴奏,经过截取、加噪、消噪后,与混响后的清唱语音进行合成,制作成一首歌曲。
采用语音合成可帮助学生加强理解,MATLAB里面有很多应用示波器滤波,利用这些滤波器可以很容易地实现语音信号的消噪过程,利用MATLAB的声音处理函数设计一组语音合成实验,配合Windows操作系统支持的语音媒体播放器可以很方便地将经过数字处理后的语音效果直观地体现出来,对于学生深刻理解数字信号处理中抽象数学运算的现实物理意义很有帮助。
关键字:信号处理语音合成加噪混响一、设计目的与任务录制各自的一段清唱歌曲语音信号,并对其进行频谱分析;然后在时域用数字信号处理的方法将信号加入延时与混响。
然后从网上下载一段该歌曲的伴奏,对伴奏进行截取、格式转换、加噪和去噪后,与伴唱歌曲进行合成,制作成一首歌曲,在分析其频谱,并与原始伴唱语音信号频谱进行比较。
通过数字信号处理的课程设计,巩固和运用数字信号处理课程中的理论知识和实践技能,掌握最基本的运用Matlab软件处理信号的理论和方法,培养发现问题,分析问题和解决问题的能力。
二、设计的基本要求1.录制的语音清晰,分析语音信号的特点;2.探讨语音分析、加噪、去噪、混响以及合成的基本方法;3.写出各个步骤的Matlab的程序代码;4.分析录制的语音信号的时域波形与频谱;分析加噪、去噪与合成前后的语音信号波形与频谱;5.熟悉加强滤波器的设计原理和滤波的过程;三、设计思路图-1语音合成的方案设计方框图整体设计思路:将录制的语音信号进行频谱分析,并进行频率均衡和加入混响效果。
基于MATLAB的音乐分析与合成实验设计
![基于MATLAB的音乐分析与合成实验设计](https://img.taocdn.com/s3/m/f5444b50be23482fb4da4ca3.png)
( ol eo l t m ca i l n f m t nE g er g aa ao at sU iesy C l g f e r ehnc dI o a o nt e n ,D i N t nli nvr t, e E co aa n r i n i ln i ie i D lnLann 16 5 C i ) a a i ig1 60 , hn i o a
L AB —b s d mu i n lssa d s n h sse p rme t ,w e et e c n e t n n lssme h d a e sc a ay i n t e i x e y i n s h r o c p sa d a ay i h to s
合成实验 。把信号与系统的概念及分方法应用于生 活实际 , 增进对 傅里 叶级数和 傅里 叶变换 的理 解 ,
启 发 学 习 思 路 , 发 学 习热 情 , 深 对 信 号 分 析 在 工 程 领 域 具 体 应 用 的 印象 , 高 学 生 分 析 问题 和解 决 问 激 加 提
题的能力 。
a p iai n n e gne rn ed n mp o e t er c p b l is o n lzn nd s li g p o — p lc t s i n i e g f l s a d i r v h i a a ii e fa ay i g a ov n r b o i i t
基于 M TA A L B的 音乐 分 析 与合 成 实 验 设 计
李 敏 , 维 维 , 明新 , 张 姜 刘 燕
( 大连 民族 学院 机 电信 息 工程 学院 , 宁 大连 160 ) 辽 165
如何进行MATLAB音频处理与合成
![如何进行MATLAB音频处理与合成](https://img.taocdn.com/s3/m/f6c51151ae1ffc4ffe4733687e21af45b207fe66.png)
如何进行MATLAB音频处理与合成MATLAB(Matrix Laboratory)是一种功能强大的科学计算软件,广泛应用于各个领域的工程和研究项目中。
其中,音频处理与合成是MATLAB的一个重要应用领域之一。
本文将探讨如何使用MATLAB进行音频处理与合成,以及其中的一些基本原理和方法。
一、音频信号的表示与处理在MATLAB中,音频信号通常是以数字矩阵的形式进行表示和处理。
每个音频样本被映射到一个数字值上,这些数字值按照一定的采样率进行采样,形成了一段音频信号的离散表示。
在进行音频处理前,需要将音频信号读取到MATLAB中,并将其转换为一个数字矩阵。
MATLAB提供了许多用于音频读取和写入的函数,如audioread()和audiowrite()。
使用audioread()函数可以将音频文件读取为数字矩阵,例如:```matlab[x, fs] = audioread('audio.wav');```其中,x表示音频信号的数字矩阵,fs表示采样率。
读取完音频信号后,我们就可以对其进行各种音频处理操作了。
二、音频处理操作1. 音频滤波音频滤波是一种常见的音频处理操作,通常用于去除噪声、调整音频声音质量等。
MATLAB提供了丰富的滤波函数和工具箱,如fir1()和butter()函数可以用于设计滤波器。
我们可以根据具体的需求选择滤波器类型,并将其应用于音频信号上,实现不同的滤波效果。
2. 音频均衡化音频均衡化是调整音频频谱,使其在不同频率上的能量均匀分布的过程,以改善音频的听感效果。
MATLAB提供了许多频域处理函数,如fft()和ifft(),可以用于对音频信号进行频谱分析和合成。
通过对音频信号进行频谱加权调整,即可实现音频均衡化的效果。
3. 音频时域处理音频时域处理是指对音频信号在时间上进行调整或变换的一类操作。
其中,常见的音频时域处理操作包括音频剪切、音频重采样等。
MATLAB提供了丰富的时域处理函数,如resample()和crop()函数可以用于音频重采样和剪切操作。
如何利用MATLAB进行音频信号处理与合成
![如何利用MATLAB进行音频信号处理与合成](https://img.taocdn.com/s3/m/cb733dd080c758f5f61fb7360b4c2e3f572725b1.png)
如何利用MATLAB进行音频信号处理与合成MATLAB是一款非常强大的软件工具,它具备丰富的音频信号处理和合成功能。
利用MATLAB进行音频信号处理和合成,可以帮助人们实现各种音频效果的创造和优化。
本文将介绍如何利用MATLAB进行音频信号处理与合成,并着重讨论一些常用的技术和方法。
一、音频信号处理的基础知识1.1 音频信号的特点音频信号是一种连续的、时间域上的信号,通常以波形的形式呈现。
音频信号的特点是具有频率、振幅和相位等信息,可以通过快速傅里叶变换(FFT)将其转换为频域信号进行分析和处理。
1.2 音频信号处理的基本步骤音频信号处理的基本步骤包括音频读取、信号预处理、特征提取、效果处理和音频输出等。
其中,音频读取是将音频文件加载到MATLAB中进行处理的第一步,信号预处理是对音频信号进行滤波、降噪等预处理操作,特征提取是提取音频信号的一些特征参数,如音高、音调等,效果处理是对音频信号进行各种音效处理,音频输出是将处理后的音频信号保存为新的音频文件。
二、MATLAB音频信号处理函数介绍2.1 音频读取函数在MATLAB中,可以使用audioread函数将音频文件读取到MATLAB中进行处理。
该函数的输入为音频文件路径,输出为音频信号的采样数据和采样率。
例如,以下代码将读取一段音频文件到MATLAB中:```[signal, Fs] = audioread('audio.wav');```2.2 音频预处理函数MATLAB提供了一系列的滤波函数,例如低通滤波、高通滤波、降噪滤波等。
通过使用这些滤波函数,可以对音频信号进行去噪、降噪等预处理操作。
例如,以下代码将使用低通滤波器对音频信号进行预处理:```[b, a] = butter(4, 2000/(Fs/2), 'low');signal_filtered = filtfilt(b, a, signal);```2.3 音频特征提取函数MATLAB提供了多种音频特征提取函数,例如短时能量、过零率、频谱特征等。
matlab音乐合成综合实验
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voice5=exp(6-3*t5).*(sin(4*pi*349.23*t5)+sin(2*pi*349.23*t5)+sin(pi*349.23*t5)); voice6=exp(7.5-3*t6).*(sin(4*pi*349.23*t6)+sin(2*pi*349.23*t6)+sin(pi*349.23*t6)); voice7=exp(8.25-3*t7).*(sin(4*pi*293.66*t7)+sin(2*pi*293.66*t7)+sin(pi*293.66*t7)); voice8=exp(9-3*t8).*(sin(4*pi*392*t8)+sin(2*pi*392*t8)+sin(pi*392*t8)); voice=[voice1,voice2,voice3,voice4,voice5,voice6,voice7,voice8]; sound(voice); 这里我将三个频率合到了一块再听了一下演奏出来的音乐,觉得稍微厚实了一点,但 是由于各频率的幅度取值是相同的, 所以听起来高八度与低八度的音就有点宣兵夺主了, 还 是有一些奇怪。 (4)试着在(2)的音乐中增加一些谐波分量,听一听音乐是否更有“厚度”了?注意谐 波分量的能量要小,否则掩盖住基音反而听不清音调了。 代码如下: f=8000; t=[0:1/f:4-1/f]; t1=t(1:0.5*f); t2=t(0.5*f+1:0.75*f); t3=t(0.75*f+1:f); t4=t(f+1:2*f); t5=t(2*f+1:2.5*f); t6=t(2.5*f+1:2.75*f); t7=t(2.75*f+1:3*f); t8=t(3*f+1:4*f); voice1=exp(-3*t1).*sin(2*pi*523.25*t1)+exp(-5*t1).*sin(4*pi*523.25*t1)+exp(-2)*exp(-5*t1).*si n(6*pi*523.25*t1); voice2=exp(1.5-3*t2).*sin(2*pi*523.25*t2)+exp(2.5-5*t2).*sin(4*pi*523.25*t2)+exp(-2)*exp(2.55*t2).*sin(6*pi*523.25*t2); voice3=exp(2.25-3*t3).*sin(2*pi*587.33*t3)+exp(3.75-5*t3).*sin(4*pi*587.33*t3)+exp(-2)*exp(3. 75-5*t3).*sin(6*pi*587.33*t3); voice4=exp(3-3*t4).*sin(2*pi*392*t4)+exp(5-5*t4).*sin(4*pi*392*t4)+exp(-2)*exp(5-5*t4).*sin(6 *pi*392*t4); voice5=exp(6-3*t5).*sin(2*pi*349.23*t5)+exp(10-5*t5).*sin(4*pi*349.23*t5)+exp(-2)*exp(10-5* t5).*sin(6*pi*349.23*t5); voice6=exp(7.5-3*t6).*sin(2*pi*349.23*t6)+exp(12.5-5*t6).*sin(4*pi*349.23*t6)+exp(-2)*exp(12. 5-5*t6).*sin(6*pi*349.23*t6); voice7=exp(8.25-3*t7).*sin(2*pi*293.66*t7)+exp(13.75-5*t7).*sin(4*pi*293.66*t7)+exp(-2)*exp( 13.75-5*t7).*sin(6*pi*293.66*t7); voice8=exp(9-3*t8).*sin(2*pi*392*t8)+exp(15-5*t8).*sin(4*pi*392*t8)+exp(-2)*exp(15-5*t8).*si n(6*pi*392*t8); voice=[voice1,voice2,voice3,voice4,voice5,voice6,voice7,voice8]; sound(voice); 在该代码中,我引入了二次谐波与三次谐波,并且高次谐波的衰减幅度比基波快一些 避免其盖过基波的情况发生。 plot(t,voice);
matlab音乐合成课程设计
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matlab音乐合成课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解Matlab软件在音乐合成中的应用,掌握相关的基础理论知识。
2. 学习并掌握Matlab中音频处理函数,如生成音调、调整音量、合成音色等。
3. 了解音乐的基本元素,如音符、音长、音量、音色等,并能运用Matlab进行表达。
技能目标:1. 能够运用Matlab软件编写简单的音乐合成程序,实现对基本音符和旋律的合成。
2. 学会使用Matlab对音乐进行剪辑、拼接和混音等操作。
3. 培养学生的创新思维和动手能力,使其能够独立设计和制作具有个人特色的音乐作品。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对音乐合成和计算机编程的兴趣,激发其主动探索的精神。
2. 增强学生的团队协作意识,培养在创作过程中与他人分享、交流、合作的能力。
3. 引导学生关注音乐与科技相结合的发展趋势,培养其跨学科的综合素养。
本课程旨在通过Matlab音乐合成的学习,使学生掌握音乐合成的基本知识和技能,培养其创新意识和团队协作能力。
针对高年级学生的认知水平和学习特点,课程注重理论与实践相结合,以实际操作为主,让学生在动手实践中掌握知识,提高技能。
同时,课程强调个性化创作,鼓励学生发挥想象,勇于尝试,培养其独立思考和解决问题的能力。
通过本课程的学习,期望学生能够独立完成音乐作品的创作,并在创作过程中提升自己的综合素养。
二、教学内容1. Matlab基础知识回顾:数据类型、数组操作、循环与判断等。
2. 音频信号处理基础:声音的产生、传播,声音信号的数字化表示。
3. 音调生成:使用Matlab生成不同频率的音调,了解频率与音高的关系。
4. 音色合成:学习并实践合成器原理,利用Matlab函数创建不同乐器的音色。
5. 节奏与旋律:结合音乐理论知识,使用Matlab进行节奏和旋律的编程。
6. 音乐结构:介绍音乐的基本结构,如乐句、乐段、曲式等,并运用Matlab 进行创作。
7. 音频编辑:学习音频剪辑、拼接、混音等操作,掌握Matlab中相关函数。
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《数字信号处理》课程设计说明书设计题目:基于MATLAB 的简单音乐合成姓名:_________________________________________专业年级:______________________________________学号:_________________________________________指导老师:______________________________________时间:2015 年 6 月25 日《数字信号处理课程设计》任务书指导老师(签名):1设计基础....................................1.1 MATLAB软件简介..............................1.2乐曲解析..................................2设计与实现...................................2.1 简单的音乐合成 ................................2.1.1原理分析 ................................2.1.2 Matlab 源代码 ..............................2.1.3运行结果分析 ...............................2.2除噪音,加包络.................................2.2.1原理分析 ................................2.2.2 Matlab 源代码 ..............................2.2.3运行结果分析 ..............................2.3加谐波....................................2.3.1原理分析 ................................2.3.2 Matlab 源代码 ..............................2.3.2运行结果分析 .............................. 3总结与体会...................................4参考文献....................................1 设计基础1.1 MATLAB 软件简介MATLAB 是matrix&laboratory 两个词的组合,意为矩阵工厂(矩阵实验室MATLAB 工作界面)。
是由美国mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
MATLAB 和Mathematica、Maple 并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB 可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB 的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB 来解算问题要比用C,FORTRAN 等语言完成相同的事情简捷得多,并且MATLAB 也吸收了像Maple 等软件的优点,使MATLAB 成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C,FORTRAN ,C++,JAVA 的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB 函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB 爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。
1.2 乐曲解析乐音的基本特征可以用基波频率、谐波频率和包络波形三个方面来描述,我们用大写英文字母CDEFGAB 表示每个音的“音名”(或称为“音调”),当指定某一音名时,它对应固定的基波信号频率。
图 1 表示钢琴的键盘结构,并注明了每个琴键对应的音名和基波频率值。
这些频率值是按“十二平均律”计算导出,下面解释计算规则:图1-1 钢琴键盘和相应频率从图1-1可以看到,靠下边的A键称为小字组A,它的频率值fA0= 220Hz,而靠上面的另一个A键是小字一组A,它的频率值是fA仁440Hz。
两者为二倍频率关系,即fA1相当于fA0的二次谐波。
也称为8度音或倍频程Octave(即我们画频响特性图时所用的术语“倍频程” )。
根据《两只老虎》简谱和十二平均律计算出该小节每个乐音的频率,在MATLAB 中生成幅度为1,抽样频率为8000kHz的正弦信号表示这些乐音,用sou nd播放合成的音乐图1-2乐曲《两只老虎》曲谱由图可知《两只老虎》的曲调定为C,即仁C,对应的频率为261.63Hz,据此可以计算出其他乐音的频率,类推计算出各乐音对应的频率见表1-1部分乐音对应的频率:表1-1部分乐音对应的频率在确定了各乐音的频率之后需要确定每个乐音的持续时间。
每小节有两拍,一拍的时间是0.5此部分乐音的持续时间见表1-2部分乐音对应的时间:表1-2部分乐音对应的时间而在MATLAB中表示乐音所用的抽样频率为fs=8000Hz,也就是所1s钟内有8000个点,抽样点数的多少就可表示出每个乐音的持续时间的长短。
用一个行向量来存储这段音乐对应的抽样点,在用sounc函数播放即可。
根据以上分析在MATLAB中编写如下程序:soun d_1_1.mclear;clc;fs=8000; %抽样频率f=[261.63 293.66 329.63 261.63 261.63 293.66 329.63 261.63 329.63 349.23392 329.63 349.23 392];%各个乐音对应的频率time=fs*[0.5 , 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 0.5, 1, 0.5,0.5,1]; %各个乐音的抽样点数N=length(time); %这段音乐的总抽样点数east=zeros(1,N); %用eas向量来储存抽样点n=1; for num=1:N %利用循环产生抽样数据,num表示乐音编号t=1/fs:1/fs:time(num)/fs; %产生第num个乐音的抽样点east( n:n+time( nu m)-1)=si n(2*pi*f( nu m)*t);%抽样点对应的幅值n=n+time( nu m);endsoun d(east,8000); %播放音乐2设计与实现2.1简单的音乐合成根据《两只老虎》片段的简谱和“十二平均律”计算出该片段中各个乐音的频率,在MATLAB中生成幅度为1、抽样频率为8000kHz的正弦信号表示这些乐音。
请用sound函数播放每个乐音,听一听音调是否正确,最后用这一系列乐音信号拼出《两只老虎》片段,注意控制每个乐音持续的时间要符合节拍,用sou nd函数播放合成的乐音。
2.12 Matlab 源代码clear;clc; fs=8000; %抽样频率f=[261.63 293.66 329.63 261.63 261.63 293.66 329.63 261.63 329.63 349.23392 329.63 349.23 392];%各个乐音对应的频率time=fs*[0.5,0.5, 0.5,0.5, 0.5,0.5, 0.5,0.5,0.5,0.5,1,0.5,0.5,1]; %各个乐音的抽样点数N=le ngth(time); n=1;for num=1:N %利用循环产生抽样数据,num表示乐音编号t=1/fs:1/fs:time(num)/fs; %产生第num个乐音的抽样点east( n:n+time( nu m)-1)=sin(2*pi*f( nu m)*t);%抽样点对应的幅值n=n+time( nu m); endsoun d(east,8000); %播放音乐2.1.3运行结果分析初步合成的音乐音调符合曲谱,能听出《两只老虎》的旋律。
2.2除噪音,加包络2.2.1原理分析你一定注意到⑴的乐曲中相邻乐音之间有“啪”的杂声,这是由于相位不连续产生了高频分量。
这种噪声严重影响合成音乐的质量,丧失真实感,下面通过加包络来消噪音。
t 最简单的包络为指数衰减。
最简单的指数衰减是对每个音乘以e「t因子,在实验-1 5t中首先加的是e .的衰减,这种衰减方法使用的是相同速度的衰减,但是发现噪音并没有完全消除,播放的音乐效果不是很好,感觉音乐起伏性不强。
于是采用不同速度的衰减,根据乐音持续时间的长短来确定衰减的快慢,乐音持续时间越长,衰减的越慢,持续时间越短,衰减的越快。
2.2.2 Matlab 源代码clear;clc; fs=8000;%抽样频率f=[261.63 293.66 329.63 261.63 261.63 293.66 329.63 261.63 329.63 349.23 392 329.63 349.23 392]; %各个乐音对应的频率time=fs*[0.5 ,0.5,0.5,0.5, 0.5,0.5,0.5,0.5, 0.5,0.5,1,0.5,0.5,1];%各个 乐音的抽样点数%各个乐音对应的频率N=length(time); % 这段音乐的总抽样点数 xio=zeros(1,N); %用east 向量来储存抽样点 n=1;for num=1:N %利用循环产生抽样数据, num 表示乐音编号k=1:4P(s:L(k+1)-1)=(T(k+1)-T(k))/(L(k+1)-L(k))*(b(s:L(k+1)-1)-L(k+1)*ones(1,L(k+1)-s))+T(k+ 1)*ones(1,L(k+1)-s);%包络线直线方程通式s=L(k+1);end laohu (n:n+time(num)-1 )=sin(2*pi*f(num)*t).*P(1 :time(num)) ;%给第 num 个乐音加上包络n=n+time(num); endsound(laohu ,8000); plot(laohu );wavw ri t e ( laohu , ' laohu 2')t=1/fs:1/fs:(time(num))/fs; P=zeros(1,time(num)); L=(time(num))*[ 0 1/5 3/8 5/8 1];T=[0 1.5 1 1 0];s=1; b=1:1:time(num); for%产生第 num 个乐音的抽样点%P 为存储包络数据的向量%包络线端点对应的横坐标%包络线端点对应的纵坐标%产生包络线抽样点m=[1 0.3 0.2]; %波形幅值矩阵2.2.3 运行结果分析播放后可以听出噪音已经消除, 同时因为不同时长的乐音衰减的快慢不一样, 音乐 听起来更有起伏感,如图为 2-1 波形图。