matlab音乐处理合成实验报告

MATLAB高级编程与工程应用语音合成综合实验

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1.2.1 简单的合成音乐

(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？

由“十二平均律”计算得到各个乐音的频率：

“5”——“C”：523.25Hz

“6”——“D”：587.33Hz

“1”——“F”：349.23Hz

“2”——“G”：392Hz

“6.”频率是“6”的一半：293.66Hz

代码：（project1_1_1.m）

f=8000;

T=1/f;

t8=0:T:1*0.25;

t4=0:T:2*0.25;

t2=0:T:4*0.25;

t1=0:T:8*0.25;

part1=sin(2*pi*523.25*t4);

part2=sin(2*pi*523.25*t8);

part3=sin(2*pi*587.33*t8);

part4=sin(2*pi*392.00*t2);

part5=sin(2*pi*349.23*t4);

part6=sin(2*pi*349.23*t8);

part7=sin(2*pi*293.66*t8);

part8=sin(2*pi*392.00*t2);

total=[part1,part2,part3,part4,part5,part6,part7,part8];

sound(total);

试听发现，合成后的音乐基本保持了《东方红》的音调，但声音比较沉闷，相邻乐音之间有比较明显的“啪”的杂音。

(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。

首先尝试用折线包络，编写函数envelope_line.m生成所需折线：

function envelope = envelope_line(t)

envelope(1:floor(t/8)) = linspace(0,1,floor(t/8));

envelope(floor(t/8)+1:floor(t/4)) =

linspace(1,0.5,floor(t/4)-floor(t/8)));

envelope(floor(t/4)+1:floor(3*t/4)) =

linspace(0.5,0.5,floor(t*3/4)-floor(t/4));

envelope(floor(3*t/4)+1:t) = linspace(0.5,0,floor(t)-floor(3*t/4));

对project1_1_1.m中的部分代码进行修改，调用envelope_line实现折线包络：（project1_1_2.m）

part1=sin(2*pi*523.25*t4).*envelope_line(t4);

part2=sin(2*pi*523.25*t8).*envelope_line(t8);

part3=sin(2*pi*587.33*t8).*envelope_line(t8);

part4=sin(2*pi*392.00*t2).*envelope_line(t2);

part5=sin(2*pi*349.23*t4).*envelope_line(t4);

part6=sin(2*pi*349.23*t8).*envelope_line(t8);

part7=sin(2*pi*293.66*t8).*envelope_line(t8);

part8=sin(2*pi*392.00*t2).*envelope_line(t2);

试听结果杂音明显减少，但声音还比较生硬，尝试用指数衰减的包络来表示。也是对project1_1_1.m中的部分代码进行修改（project1_1_2.m）

part1=sin(2*pi*523.25*t4).*exp(-2*t4);

part2=sin(2*pi*523.25*t8).*exp(4*t8);

part3=sin(2*pi*587.33*t8).*exp(4*t8);

part4=sin(2*pi*392.00*t2).*exp(1*t2);

part5=sin(2*pi*349.23*t4).*exp(2*t4);

part6=sin(2*pi*349.23*t8).*exp(4*t8);

part7=sin(2*pi*293.66*t8).*exp(4*t8);

part8=sin(2*pi*392.00*t2).*exp(1*t2);

试听结果比较好，声音很圆润，但仔细听的话也能发现杂音。

(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）

方法一：

在正弦信号内添加系数改变其频率。

升高八度：

part1=sin(4*pi*523.25*t4).*exp(-4*t4);

part2=sin(4*pi*523.25*t8).*exp(8*t8);

part3=sin(4*pi*587.33*t8).*exp(8*t8);

part4=sin(4*pi*392.00*t2).*exp(2*t2);

part5=sin(4*pi*349.23*t4).*exp(4*t4);

part6=sin(4*pi*349.23*t8).*exp(8*t8);

part7=sin(4*pi*293.66*t8).*exp(8*t8);

part8=sin(4*pi*392.00*t2).*exp(2*t2);

high8_total=[part1,part2,part3,part4,part5,part6,part7,part8];

sound(high8_total);

降低八度：

part1=sin(1*pi*523.25*t4).*exp(-1*t4);

part2=sin(1*pi*523.25*t8).*exp(2*t8);

part3=sin(1*pi*587.33*t8).*exp(2*t8);

part4=sin(1*pi*392.00*t2).*exp(0.5*t2);

part5=sin(1*pi*349.23*t4).*exp(1*t4);