splMeter

测量音频信号的声压级

在页面中全部展开

描述

的splMeter系统对象™计算声压级测量。该对象返回以下的度量值:

频率加权的声级
快速或缓慢的时间加权声音级别
等效连续的声级
最高声级
最大声级

实施声压级计量:

创建splMeter对象并设置其属性。
调用带有参数的对象，就像调用函数一样。

要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象?

创建

语法

SPL = splMeter

SPL = splMeter(名称，值)

描述

SPL = splMeter创建一个System对象，SPL，执行声压级计量。

SPL = splMeter(名称,值）设置每个属性的名字到指定的价值．未指定的属性有默认值。

例子:SPL = splMeter('FrequencyWeighting'，'C-weighting'，'SampleRate'，12000)创建一个System对象，SPL，它执行c加权，工作频率为12千赫。

属性

全部展开

除非另有说明，属性为nontunable，这意味着在调用对象后不能更改它们的值。对象在调用时锁定，而释放函数解锁它们。

如果属性是可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的更多信息，请参见在MATLAB中使用系统对象设计系统．

`带宽`- - - - - -分析频带宽度
`“完整的乐队”`(默认)|`1倍频程的`|`“2/3倍频程”`|`1/3倍频程的`

分析频带的宽度，指定为“完整的乐队”，1倍频程的，“2/3倍频程”,或1/3倍频程的．如果带宽指定为“完整的乐队”时，声压级表返回整个频带的一组测量值。如果带宽指定为1倍频程的，“2/3倍频程”,或1/3倍频程的， SPL计返回每八度或分数八度频带的一组测量值。

可调:没有

数据类型:字符|字符串

`FrequencyRange`- - - - - -滤波器组频率范围(Hz)
`(22 22050)`(默认)|二元单调递增的行向量

滤波器组的频率范围，以Hz为单位，指定为单调递增值的双元素行向量。以上方为中心的频段SampleRate/2被排除在外。

可调:没有

依赖关系

若要启用此属性，请设置带宽来1倍频程的，“2/3倍频程”,或1/3倍频程的．

数据类型:单|双|int8|int16|int32|int64|uint8|uint16|uint32|uint64

`OctaveFilterOrder`- - - - - -倍频滤波器的阶数
`2`(默认)|即使是整数

八度倍数过滤器的顺序，指定为偶数。

可调:没有

依赖关系

若要启用此属性，请设置带宽来1倍频程的，“2/3倍频程”,或1/3倍频程的．

数据类型:单|双

`FrequencyWeighting`- - - - - -对输入进行频率加权
`“权重”`(默认)|`“C-weighting”`|`“Z-weighting”`(没有权重)

应用于输入的频率加权，指定为“权重”，“C-weighting”,或“Z-weighting”，其中z加权对应无加权。频率加权的设计和实现使用weightingFilter系统对象。

可调:没有

数据类型:字符|字符串

`TimeWeighting`- - - - - -时间权重(s)
`“快”`(默认)|`“慢”`

时间加权，以秒为单位，用于计算时间加权声级和最大时间加权声级，指定为“快”或“慢”．的TimeWeighting属性用于指定低通滤波器的系数。

“快”- - - 1/8
“慢”- 1

可调:是的

数据类型:字符|字符串

`PressureReference`- - - - - -dB计算参考压力(Pa)
`2 e-5`(默认)|积极的标量

以Pa为单位计算dB的参考压力，指定为正标量。

可调:是的

数据类型:单|双

`TimeInterval`- - - - - -汇报液位测量的时间间隔(秒)
`1`(默认)|积极的标量

时间间隔，以秒为单位，报告等效连续、峰值和最大时间加权声音级别，指定为正标量整数。

可调:没有

数据类型:单|双

`CalibrationFactor`- - - - - -校准因子乘以输入
1(默认)|正的有限标量或向量

标量(单路输入)或矢量(多路输入)校准因子乘以输入。

若要使用参考色调设置校准因子，请使用校准．

可调:没有

数据类型:单|双

`SampleRate`- - - - - -输入采样率(Hz)
`44100`(默认)|积极的标量

以Hz为单位的输入采样速率，指定为正标量。

可调:没有

数据类型:单|双

使用

语法

[Lt,Leq, speak,Lmax] = SPL(audioIn)

描述

例子

［Lt，Leq，Lpeak，Lmax= spl (audioIn）返回时间加权(Lt)当前输入帧的声级，audioIn．该对象还返回等价的连续(Leq)、peak (Lpeak)和最大时间加权(Lmax)声声级表输入的声级。

输入参数

全部展开

`audioIn`- - - - - -音频输入到声压表
列向量|矩阵

声压级表的音频输入，指定为列向量或矩阵。矩阵的列被视为独立的音频通道。

数据类型:单|双

输出参数

全部展开

`Lt`-时间加权声级(dB)
列向量|矩阵|三维阵列

dB中的时间加权声级，返回为列向量、矩阵或类型相同的3d数组audioIn．

输出的大小和解释取决于带宽属性设置为:

“完整的乐队”(默认)Lt，Leq，Lpeak,Lmax是否作为列向量或矩阵返回audioIn．
1倍频程的，“2/3倍频程”,或1/3倍频程的- - -Lt，Leq，Lpeak,Lmax返回为l——- - - - - -B——- - - - - -C数组。
- l——中的行数audioIn
- B——八度频带数
- C中的列数audioIn

数据类型:单|双

`Leq`-等效连续声级(dB)
列向量|矩阵|三维阵列

dB中的等效连续声级，返回为列向量、矩阵或与audioIn．

输出的大小和解释取决于带宽属性设置为:

“完整的乐队”(默认)Lt，Leq，Lpeak,Lmax是否作为列向量或矩阵返回audioIn．
1倍频程的，“2/3倍频程”,或1/3倍频程的- - -Lt，Leq，Lpeak,Lmax返回为l——- - - - - -B——- - - - - -C数组。
- l——中的行数audioIn
- B——八度频带数
- C中的列数audioIn

数据类型:单|双

`Lpeak`-峰值声级(dB)
列向量|矩阵|三维阵列

dB中的峰值声级，返回为列向量、矩阵或类型相同的3-D数组audioIn．

输出的大小和解释取决于带宽属性设置为:

“完整的乐队”(默认)Lt，Leq，Lpeak,Lmax是否作为列向量或矩阵返回audioIn．
1倍频程的，“2/3倍频程”,或1/3倍频程的- - -Lt，Leq，Lpeak,Lmax返回为l——- - - - - -B——- - - - - -C数组。
- l——中的行数audioIn
- B——八度频带数
- C中的列数audioIn

数据类型:单|双

`Lmax`-最大时间加权声级(dB)
列向量|矩阵|三维阵列

dB中的最大时间加权声级，返回为列向量、矩阵或类型相同的3d数组audioIn．

输出的大小和解释取决于带宽属性设置为:

“完整的乐队”(默认)Lt，Leq，Lpeak,Lmax是否作为列向量或矩阵返回audioIn．
1倍频程的，“2/3倍频程”,或1/3倍频程的- - -Lt，Leq，Lpeak,Lmax返回为l——- - - - - -B——- - - - - -C数组。
- l——中的行数audioIn
- B——八度频带数
- C中的列数audioIn

数据类型:单|双

对象的功能

要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为obj，使用以下语法:

发行版(obj)

全部展开

特定于splMeter

`校准`	使用已知电平的校准音调校准仪表
`getCenterFrequencies`	滤波器中心频率

通用于所有系统对象

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
`重置`	的内部状态重置系统对象

例子

全部折叠

测量音频信号的声压级

打开脚本

使用splMeter系统对象™用于测量流音频信号的a加权声压级。为报告指定两秒的时间间隔和快速时间加权。可视化声压级测量使用timescope对象。

创建一个dsp。AudioFileReader对象在音频文件中逐帧读取。创建一个audioDeviceWriter对象监听音频信号。创建一个timescope对象来可视化声压级测量。创建一个splMeter测量音频文件的声压级。使用默认的校准系数1。

Source = dsp。AudioFileReader (“Ambiance-16-44p1-mono-12secs.wav”）;fs = source.SampleRate;播放器= audioDeviceWriter(“SampleRate”fs);Scope = timescope(“SampleRate”fs,.．.“TimeSpanOverrunAction”，“滚动”，.．.“TimeSpanSource”，“属性”，“时间间隔”3,“ShowGrid”,真的,.．.“YLimits”(110),“AxesScaling”，“汽车”，.．.“ShowLegend”,真的,“BufferLength”4 * 3 * fs,.．.“ChannelNames”，.．.｛“Lt_AF”，“Leq_A”，“Lpeak_A”，“Lmax_AF”}，.．.“名字”，“声压级计”）;SPL = splMeter(“TimeWeighting”，“快”，.．.“FrequencyWeighting”，“权重”，.．.“SampleRate”fs,.．.“TimeInterval”2);

在音频流循环中:

在音频信号帧中读取。
将音频信号播放到输出设备。
调用声压表返回以分贝为单位的时间加权、等效连续、峰值和最大时间加权声级。
使用范围显示声音级别。

作为一种最佳实践，一旦完成就释放对象。

而~isDone(source) x = source();球员(x);[Lt,Leq, speak,Lmax] = SPL(x);范围(Lt, Leq、Lpeak Lmax])结束发布(源)发布(播放器)发布(SPL)发布(范围)

八度声压级测光

打开脚本

的splMeter使您能够监视八度和分数八度波段的声压级。在本例中，您将监视1/3倍频带的等效连续声压级。

创建一个dsp。AudioFileReader对象在音频文件中逐帧读取。创建一个audioDeviceWriter对象，以便您可以收听音频信号。创建一个splMeter测量音频文件的八度声压级。使用默认的校准系数1。创建一个dsp。ArrayPlot对象来可视化每个八度频带的等效连续声压级。

Source = dsp。AudioFileReader (“JetAirplane-16-11p025-mono-16secs.wav”）;fs = source.SampleRate;播放器= audioDeviceWriter(“SampleRate”fs);SPL = splMeter(.．.“带宽”，1/3倍频程的，.．.“SampleRate”fs);centerFrequencies = getCenterFrequencies(SPL);Scope = dsp。ArrayPlot (.．.“XDataMode”，“自定义”，.．.“CustomXData”centerFrequencies,.．.“包含”，“八度频带中心频率(Hz)”，.．.“YLabel”，“等效连续声级(dB)”，.．.“YLimits”(90),.．.“ShowGrid”,真的,.．.“名字”，“声压级计”）;

在音频流循环中:

在音频信号帧中读取。
将音频信号播放到输出设备。
调用声压表返回当量连续声压级，单位为dB。
使用范围显示声音级别。只有当等效连续声压级发生变化时，才更新作用域。

作为一种最佳实践，一旦完成就释放对象。

LeqPrevious = 0 (size(centerfrequency));而~isDone(source) x = source();球员(x);[~，Leq] = SPL(x);为i = 1:size(Leq,1)如果LeqPrevious ~= Leq(i，:) scope(Leq(i，:)') LeqPrevious = Leq(i，:);结束结束结束发布(源)发布(播放器)发布(SPL)发布(范围)

算法

全部展开

声压级的计算遵循中描述的算法[1]．您可以指定符合标准的属性值[２]而且[3]．

校准

为了考虑声压级测量中环境和输入设备的影响，音频输入乘以一个校准因子:

$x ＝ audioIn \times CalibrationFactor$

的CalibrationFactor属性可以直接设置，也可以使用校准函数，它将已知的级别与获取的数据进行比较。已知的水平是用物理校准器确定的。

频率加权

采用A-、C-或z -频率加权。方法实现频率加权weightingFilter系统对象。

分析乐队

如果指定带宽财产1倍频程的，“2/3倍频程”或1/3倍频程的，然后将SPL计算应用到每个八度或分数八度波段。这些分析频带是在频率加权后确定的。

时间加权声级

时间加权声级定义为时间加权声压均方根与参考声压之比，换算为dB。也就是说,

$\begin{array}{l} l t ＝ 10 {日志}_{10} ｛ \frac{（ \frac{1}{τ} ） \int_{t_{年代}}^{t} y {（ ξ ）}^{2} e^{- （ t - ξ ） / τ} d ξ}{p_{o}^{2}} ｝ \\ ＝ 10 {日志}_{10} ｛ \frac{h （ y^{2} ）}{p_{o}^{2}} ｝ \end{array}$

h（y²)可以解释为的卷积y²有脉冲响应的滤波器 $（ \frac{1}{τ} ） e^{- \frac{t}{τ}}$ ．y为频率加权滤波器的输出。脉冲响应对应于这种形式的低通滤波器 $H （年代）＝ \frac{\frac{1}{τ}}{年代 + \frac{1}{τ}}$ ．利用脉冲不变性，离散滤波器可以解释为:

$H （ z ）＝ \frac{\frac{1}{（ τ \times f 年代）}}{1 - e^{- \frac{1}{（ τ \times f 年代）}} z^{- 1}} ．$

τ由时间加权系数指定为0.125(如果TimeWeighting设置为“快”)或1(如果TimeWeighting设置为“慢”）.
fs样本速率是否由SampleRate财产。

等效连续声级

等效连续声级也称为时间平均声级。它被定义为声压均方根与参考声压的比值，换算为dB。也就是说,

$\begin{array}{l} l e 问＝ 10 {日志}_{10} ｛ \frac{（ \frac{1}{T} ） \int_{t_{1}}^{t_{2}} y^{2} d t}{p_{o}^{2}} ｝ \\ ＝ 20. {日志}_{10} （ rms （ y ） / p_{o} ） \end{array}$

在哪里

y为频率加权滤波器的输出。
p_o参考声压是否由PressureReference财产。

最高声级

峰值声级定义为峰值声压与参考声压之比，换算为分贝。也就是说,

$l p e 一个 k ＝ 20. {日志}_{10} （马克斯（ | y | ） / p_{o} ）$

在哪里

y为频率加权滤波器的输出。
p_o参考声压是否由PressureReference财产。

最大时间加权声音级别

最大时间加权声级定义为在规定的时间间隔内的最大时间加权声级。

参考文献

[1]哈里斯，西里尔·M。声学测量和噪声控制手册．第三版，美国物理研究所，1998年。

[2]国际电工委员会。电声学。声级计。第1部分:规范IEC 61672 - 1:2013。

美国国家标准协会。ANSI S1.4:声级表规范。1983。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用注意事项和限制:

MATLAB代码生成中的系统对象(MATLAB编码器)

版本历史

在R2018a中介绍

另请参阅

loudnessMeter|响度计|integratedLoudness

主题

八度频带的声压测量

splMeter

描述

创建

语法

描述

属性

带宽- - - - - -分析频带宽度“完整的乐队”(默认)|1倍频程的|“2/3倍频程”|1/3倍频程的

FrequencyRange- - - - - -滤波器组频率范围(Hz)(22 22050)(默认)|二元单调递增的行向量

依赖关系

OctaveFilterOrder- - - - - -倍频滤波器的阶数2(默认)|即使是整数

依赖关系

FrequencyWeighting- - - - - -对输入进行频率加权“权重”(默认)|“C-weighting”|“Z-weighting”(没有权重)

TimeWeighting- - - - - -时间权重(s)“快”(默认)|“慢”

PressureReference- - - - - -dB计算参考压力(Pa)2 e-5(默认)|积极的标量

TimeInterval- - - - - -汇报液位测量的时间间隔(秒)1(默认)|积极的标量

CalibrationFactor- - - - - -校准因子乘以输入1(默认)|正的有限标量或向量

SampleRate- - - - - -输入采样率(Hz)44100(默认)|积极的标量

使用

语法

描述

输入参数

audioIn- - - - - -音频输入到声压表列向量|矩阵

输出参数

Lt-时间加权声级(dB)列向量|矩阵|三维阵列

Leq-等效连续声级(dB)列向量|矩阵|三维阵列

Lpeak-峰值声级(dB)列向量|矩阵|三维阵列

Lmax-最大时间加权声级(dB)列向量|矩阵|三维阵列

对象的功能

特定于splMeter

通用于所有系统对象

例子

测量音频信号的声压级

八度声压级测光

算法

校准

频率加权

分析乐队

时间加权声级

等效连续声级

最高声级

最大时间加权声音级别

参考文献

扩展功能

C/ c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

另请参阅

主题

`带宽`- - - - - -分析频带宽度
`“完整的乐队”`(默认)|`1倍频程的`|`“2/3倍频程”`|`1/3倍频程的`

`FrequencyRange`- - - - - -滤波器组频率范围(Hz)
`(22 22050)`(默认)|二元单调递增的行向量

`OctaveFilterOrder`- - - - - -倍频滤波器的阶数
`2`(默认)|即使是整数

`FrequencyWeighting`- - - - - -对输入进行频率加权
`“权重”`(默认)|`“C-weighting”`|`“Z-weighting”`(没有权重)

`TimeWeighting`- - - - - -时间权重(s)
`“快”`(默认)|`“慢”`

`PressureReference`- - - - - -dB计算参考压力(Pa)
`2 e-5`(默认)|积极的标量

`TimeInterval`- - - - - -汇报液位测量的时间间隔(秒)
`1`(默认)|积极的标量

`CalibrationFactor`- - - - - -校准因子乘以输入
1(默认)|正的有限标量或向量

`SampleRate`- - - - - -输入采样率(Hz)
`44100`(默认)|积极的标量

`audioIn`- - - - - -音频输入到声压表
列向量|矩阵

`Lt`-时间加权声级(dB)
列向量|矩阵|三维阵列

`Leq`-等效连续声级(dB)
列向量|矩阵|三维阵列

`Lpeak`-峰值声级(dB)
列向量|矩阵|三维阵列

`Lmax`-最大时间加权声级(dB)
列向量|矩阵|三维阵列

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。