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谐波比

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hr = harmonicRatio (audioIn fs)
hr = harmonicRatio (audioIn、fs、名称,值)

描述

例子

人力资源= harmonicRatio (音频素，fs）返回信号的谐波比，音频素，随着时间的推移。输入列被视为单个通道。

例子

人力资源= harmonicRatio (音频素，fs，名称、值）使用一个或多个指定选项名称、值对参数。

例子：hr = harmonicRatio (audioIn、fs、“窗口”,rectwin(圆(fs * 0.1)),“OverlapLength”轮(fs * 0.05))返回在以下位置采样的音频输入信号的谐波比率：fs赫兹。计算了100 ms重叠50 ms矩形窗口的谐波比。

例子

全部崩溃

打开生活的脚本

读入音频文件，使用默认参数计算谐波比率，然后绘制结果。

[audioIn, fs] = audioread (“三-24-96-立体声-13秒aif”);audioInMono =意味着(audioIn, 2);hr = harmonicRatio (audioInMono, fs);t =(0:长度(audioInMono) 1) / fs;次要情节(2,1,1)情节(t, audioInMono) ylabel (“振幅”)t=linspace（0，大小（audioInMono，1）/fs，大小（hr，1））；子地块（2,1,2）图（t，hr）xlabel(‘时间’) ylabel (“谐波比率”）

图中包含两个轴对象。轴对象1包含类型为line的对象。轴对象2包含类型为line的对象。

打开生活的脚本

读入音频文件。

[audioIn, fs] = audioread (“Counting-16-44p1-mono-15secs.wav”);

计算音频文件的谐波比率使用50 ms Hann窗口与25 ms重叠。策划的结果。

hr = harmonicRatio (audioIn fs,．..“窗口”，汉恩（圆形（fs.*0.05），“周期”),．..“OverlapLength”，圆形（fs.*0.025））；t=linspace（0，大小（audioIn，1）/fs，大小（hr，1））；plot（t，hr）xlabel(‘时间’) ylabel (“谐波比率”）

图中包含一个axes对象。axes对象包含一个line类型的对象。

谐波比率表示音频谐波部分的能量与音频总能量的比率。因为本例中的音频信号具有接近静默的区域，其中总能量非常低，所以谐波比率在区分语音区域和静默区域方面做得很差。将白噪声添加到音频信号中，然后计算并绘制谐波比率。

audioIn = audioIn + 0.1*randn(size(audioIn)));hr = harmonicRatio (audioIn fs,．..“窗口”，汉恩（圆形（fs.*0.05），“周期”),．..“OverlapLength”，圆形（fs.*0.025））；t=linspace（0，大小（audioIn，1）/fs，大小（hr，1））；plot（t，hr）xlabel(‘时间’) ylabel (“谐波比率”）

图中包含一个axes对象。axes对象包含一个line类型的对象。

打开生活的脚本

创建一个dsp。AudioFileReader对象逐帧读取立体声音频数据。创建一个dsp。SignalSink对象来记录谐波比率计算。

fileReader=dsp.AudioFileReader(“三-24-96-立体声-13秒aif”);记录器= dsp.SignalSink;

在音频流循环中：

  1. 读入一帧音频数据。

  2. 计算音频帧的每个通道的谐波比率。

  3. 对谐波比率作对数，以便日后绘图。

为了只计算给定输入帧的谐波比，指定一个与输入帧具有相同采样数的窗口，并将重叠长度设为零。绘制记录的数据。

=汉明(fileReader获胜。SamplesPerFrame,“周期”);虽然~isDone(fileReader) audioIn = fileReader();hr = harmonicRatio (audioIn fileReader。SampleRate,．..“窗口”赢．..“OverlapLength”，0）；记录器（小时）结束plot（logger.Buffer）ylabel(“谐波比率”)传说(“左通道”，“正确的通道”）

图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这些对象表示左通道和右通道。

如果你的音频流循环的输入有一个可变的采样帧，一个不一致的采样帧的分析窗口大小和声，或者如果要计算重叠数据的谐波比率，请使用异步缓冲器．

创建一个异步缓冲器对象，重置日志记录器，并释放文件读取器。

浅黄色= dsp.AsyncBuffer;重置(logger)释放(fileReader)

使用重叠25 ms的50 ms帧计算谐波比率。

fs=fileReader.SampleRate；samplesPerFrame=round（fs*0.05）；samplesOverlap=round（fs*0.025）；samplesPerHop=samplesPerFrame-samplesOverlap；win=hamming（samplesPerFrame）；虽然~isDone(fileReader) audioIn = fileReader();写(浅黄色,audioIn);虽然buff.NumUnreadSamples>=samplesPerHop音频缓冲=读取（buff，samplesPerFrame，samplesOverlap）；hr=harmonicRatio（音频缓冲，fs，．..“窗口”赢．..“OverlapLength”，0）；记录器（小时）结束结束发行版(fileReader)

绘制记录的数据。

plot（logger.Buffer）ylabel(“谐波比率”)传说(“左通道”，“正确的通道”）

图中包含一个轴对象。轴对象包含两个类型为line的对象。这些对象表示左通道和右通道。

打开生活的脚本

谐波比率测量信号音调部分的能量与总信号中的能量之比。

纯音的和声比率

创建纯音，然后使用默认参数计算谐波比率。默认情况下，谐波比率是针对30毫秒的Hamming窗口和10毫秒的跳数计算的。绘制结果。谐波比接近1，这是理论最大值。

fs = 48 e3;osc = audioOscillator (“频率”, 500,．..“样品性能框架”，192e3，“SampleRate”fs);sinewave = osc ();hr = harmonicRatio (sinewave, fs);t = linspace(0,大小(sinewave 1) / fs,大小(hr, 1));情节(t, hr)包含(‘时间’) ylabel (“谐波比率”)头衔('Sinusoid -默认参数'）

图中包含一个轴对象。轴对象的标题为Sinusoid -默认参数包含一个类型为line的对象。

加窗所需的短时分析会将谐波比率从理论值1降低到1。要减小加窗的影响，可以增加窗口大小。使用100 ms的汉明窗口和10 ms的跃点，观察谐波比率比使用默认窗口长度时更接近1。

赢得=汉明(圆(fs * 0.1),“周期”);重叠=圆(fs * 0.099);hr = harmonicRatio (sinewave fs,“窗口”赢“OverlapLength”、重叠);t = linspace(0,大小(sinewave 1) / fs,大小(hr, 1));情节(t, hr)包含(‘时间’) ylabel (“谐波比率”)头衔('Sinusoid - 100ms Window'）

图中包含一个axes对象。标题为Sinusoid-100 ms窗口的axes对象包含一个line类型的对象。

白噪声的谐波比

创建5秒的白噪声，然后使用默认参数计算谐波比率。默认情况下，谐波比率计算为30毫秒的汉明窗口和10毫秒的跳数。策划的结果。调和比是0。

fs = 48 e3;噪音=兰德(fs * 5, 1);hr = harmonicRatio(噪音、fs);t = linspace(0,大小(噪音,1)/ fs,大小(hr, 1));情节(t, hr)包含(‘时间’) ylabel (“谐波比率”)头衔('Noise - Default Parameters'）

图中包含一个Axis对象。带有标题噪波-默认参数的Axis对象包含一个line类型的对象。

输入参数

全部崩溃

输入信号，指定为列向量或矩阵。如果指定为矩阵，和声将矩阵的列视为单独的音频通道。

数据类型：单|双重的

输入信号的采样率(Hz)，指定为一个正标量。

数据类型：单|双重的

名称-值参数

指定可选的逗号分隔的对名称、值论据。的名字参数名和价值为对应值。的名字必须出现在引号内。您可以按任意顺序指定多个名称和值对参数，如下所示：Name1, Value1,…,的家．

例子：“窗口”,汉明(256)

窗口应用于时域，指定为逗号分隔对，由'窗口’和一个真正的向量。向量中的元素个数必须在范围[1，大小(音频素,1)]。向量中的元素数也必须大于重叠长度．

数据类型：单|双重的

相邻窗口之间重叠的样本数量，指定为逗号分隔对，包含'重叠长度'和范围为[0]的整数，大小(窗口,1)).

数据类型：单|双重的

输出参数

全部崩溃

调和比，作为标量、向量或矩阵返回。每行人力资源对应于窗口的谐波比率音频素。谐波比率返回的值在[0,1]范围内。值0表示低谐波，值1表示高谐波。

数据类型：单|双重的

算法

谐波比的计算如［１］．下面的算法独立应用于音频数据的每个窗口。信号的归一化自相关确定为:

Γ （ 米 ） ＝ ∑ n ＝ 1 N 年代 （ n ） 年代 （ n − 米 ） ∑ n ＝ 1 N 年代 （ n ） 2 ∑ n ＝ 0 N 年代 （ n − 米 ） 2 为 （ 1 ≤ 米 ≤ 米 ）

在哪里

  • 年代是单帧音频数据吗N元素。

  • 米为计算中最大滞后。最大延迟为40 ms，对应的最小基频为25 Hz。

在给定的范围内，调和比的第一个估计是归一化自相关的最大值:

β H R ＝ 最大值 米 0 ≤ 米 ≤ 米 ｛ Γ （ 米 ） ｝

在哪里米0是搜索范围的下边缘，确定为归一化自相关的第一个零交叉。

最后，利用抛物线插值对谐波比估计进行改进，如［２］．

参考文献

[1] Kim hyung - gook, Nicholas Moreau, Thomas Sikora。MPEG-7音频和超越:音频内容索引和检索约翰·威利父子公司，2005年。

[2]谱峰二次插值。已于2018年10月11日生效。https://ccrma.stanford.edu/~jos/sasp/Quadratic_Interpolation_Spectral_Peaks.html

扩展功能

C/C++代码生成
使用Matlab®编码器生成C和C++代码™.

另请参阅

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