音频信号混响器设计

摘要

混响器作为音频系统中十分重要的一部分，备受录音师们的青睐。它不仅能修饰和修补声音，还可以模拟出真实环境的效果。混响可以增加声音的美感，其应用十分广泛。本文主要介绍了混响的原理和混响器的技术指标，及混响器的发展方向。并建立出混响模型及利用MATLAB进行音频信号的混响处理。还介绍了音频信号的格式以及与MATLAB相关的音频信号格式等。编写出延时混响程序，利用这些程序对歌曲进行混响处理。通过试听，混响的效果较好。

关键词信号处理，MATLAB，延时，混响

ABSTRACT

Reverb as a very important part of audio system, much sound engineer of all ages. It not only can be modified and patch sounds, you can also simulate the real environment effects. Reverb can increase the beauty of the sound, which is widely used. This paper introduces the principle and reverb technical indicators, and the development direction of reverb. And the establishment of a reverberation model and the audio signal using MATLAB reverb processing. Also describes the format of the audio signal is an audio signal associated with the MATLAB format. Write delay reverb program, and take advantage of these programs and listen to the song reverb effect.

Keywords Signal Processing，MATLAB，delay，Reverberation

目录

摘要 ································································································I ABSTRACT ························································································II

1 绪论 (1)

1.1课题背景 (1)

1.1.1 混响器简介 (1)

1.1.2 数字混响器的工作原理 (1)

1.1.3 混响器的发展现状 (1)

1.2语音信号处理 (2)

1.2.1 信号的定义 (2)

1.2.2 语音信号处理的发展 (3)

1.2.3 MATLAB在数字语音信号处理中的应用 (3)

1.3设计理念 (4)

2 混响的原理 (6)

2.1全通滤波混响模型 (6)

2.2延时 (6)

2.3混响 (7)

2.4声激励 (8)

2.5相位的调节 (9)

2.6整体缩混输出 (9)

2.7多重混响处理 (10)

2.8频率均衡 (10)

3 音频信号与MATALB (13)

3.1音频信号的格式 (13)

3.2MATLAB能读取的音频格式 (14)

4 设计步骤和编程 (16)

4.1用MATLAB读取一段音频信号 (16)

4.2对音频信号进行混响 (16)

4.3播放混响后的音频信号 (16)

4.4全通结构的混响器 (16)

5 实验步骤 (18)

6 结论 (21)

参考文献 (22)

附录 (23)

致谢 (25)

1 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 混响器简介

混响器是音频系统中普遍使用的周边设备，它可以改变室内的混响时间，对较“干”的信号进行再加工，以增加空间感，提高音响系统的丰满度。也可以人为地制造一些特殊效果，如山谷、山洞的回声效果等。板式混响器可以说是人工混响器的鼻祖，体积很大而且笨重，只能固定在一个地方使用，安装时要采取隔声措施和防振措施后才能使用。随着计算机科学的高速发展，以及数字音频技术的发展，出现了数字混响器，数字混响器逐渐取代了古老的板式混响器，并且应用更广泛。数字混响器采用数字信号处理技术重现混响效果，提供了比模拟混响器更灵活多变、适应各种需要的效果模式。

常用的混响器有机械式（如弹簧混响器、钢板混响器、箔式混响器等）混响器、磁混响器和模拟电子混响器、数字混响器等四种。后两者具有频率范围宽，混响特性好，信噪比高，调节范围大，调整方便等优点，因此被广泛应用于电子扩声系统中。

1.1.2 数字混响器的工作原理

数字式混响器的工作原理是：先将信号经过A/D转换，把音频信号变为数字信号存储在移位寄存器（MOS）和随机延迟存储器（RAM）的存储单元中，经编码后的数字信号由计算机对其进行运算、处理，最后经过D/A转换，以获得所需的各种混响声和自然效果声。采用数字式混响器对信号的电平、位置、延迟时间以及混响信息均可自由控制、无频率畸变和染色失真现象，所以能够获得更为自然的混响效果，以及自然界根本无法得到的特殊音响效果，故又称之为效果器。

1.1.3 混响器的发展现状

长久以来，混响器作为音频制作、声学应用等各种应用层面的有力因素，为其提供了源源不竭的活力。混响器可以增加声音的空间感，其利用声音反射相对较小的特点来添加空间感，从而使声音更加悦耳。它是一个神奇的声音加工工具，是所有音频制作相关行业的从业者再熟悉不过的工具了，也是现代流行音乐录音