图形均衡

这个例子演示了两种使用Audio Toolbox™构建块构造的图形均衡器。它还展示了如何将它们导出为VST插件,以便在数字音频工作站(DAW)中使用。

图形均衡器

均衡器通常被音频工程师和用户用来调整音频的频率响应。例如,它们可以用来补偿扬声器引入的偏见,或为一首歌添加低音。它们本质上是一组滤波器,设计用来提供自定义的整体频率响应。

其中一个更复杂的均衡技术被称为参数均衡。参数均衡器提供了三个滤波器参数控制:中心频率,带宽,和增益。音频工具箱™提供multibandParametricEQ系统对象和参数均衡器参数均衡块。

当你想要微调频率响应时,参数均衡器是有用的,当你需要较少的控制时,有更简单的均衡器。八度,2 / 3八度和1 / 3八度已经成为基于人耳行为的均衡器的常用带宽。IS0 266:1997(E)、ANSI S1.11-2004和IEC 61672-1:2013等标准定义了八度和分八度滤波器的中心频率。这只剩下一个参数需要调优:过滤器增益。图形均衡器而使用标准的中心频率和带宽共同提供控制增益参数。

在这个例子中,你使用图形均衡器的两种实现方法。一个用途平行octave-或分数倍频带滤波器组,和其它用途的双二阶滤波器的级联:它们在构成过滤器的排列不同。在这两种实施方式的中心频率按照ANSI标准S1.11-2004。

与并行过滤器图形均衡器

构造图形均衡器的一种方法是并行放置一组带通滤波器。每个滤波器的带宽为八度或分八度,并设置它们的中心频率,使它们共同覆盖[20,20000]Hz的音频范围。

传递函数是分支的转移函数之和。

在模拟运行时,您可以调整增益来增强或削减相应的频带。因为增益是独立于滤波器设计的,调整增益不会有很大的计算代价。并行滤波器结构非常适合于并行硬件实现。为了避免滤波器之间的相互作用,带通滤波器在其带宽之外的所有频率上的幅值响应都应该接近于零。然而,这是不实际的,导致了带间干扰。

你可以使用graphicEQ系统对象,以便实现具有并行结构的图形均衡器。

情商= graphicEQ (“结构”,'平行')
当量= graphicEQ与属性:EQOrder:2带宽: '1八度' 结构: '平行' 收益:[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]采样率:44100

此设计用1-倍频带宽的并行实现的二阶滤波器。它需要十倍频程滤波器以覆盖可闻频率范围。的每个元素收益属性控制并行配置的一个分支的增益。

配置创建提升低频和高频,类似于对象岩石预设。

eq.Gains = [4,4.2,4.6,2.7,-3.7,-5.2,-2.5,2.3,5.4,6.5,6.5]
eq = graphicEQ with properties: EQOrder: 2 Bandwidth: '1 octave' Structure: 'Parallel'增益:[1x10双]SampleRate: 44100

调用形象化查看的均衡器设计的幅度响应。

可视化(eq)

您可以测试中实现均衡器graphicEQ使用音频测试平台。音频测试台设置音频文件读取器和音频设备作家对象和流通过在一个处理循环中的均衡器的音频。它还分配滑块到每个增益值和标签它对应的中心频率,这样你就可以很容易地改变增益和听到其效果。修改滑块的值同时更新幅度响应曲线。

audioTestBench (eq)

图形均衡滤波器级联

不同的实现图形均衡器的用途级联均衡双二阶滤波器实现滤波器(峰值或凹口)。均衡器的传递函数可以写成单个双二阶滤波器的转移函数的乘积。

为了激发这个实现的有用性,首先看看当所有增益为0 dB时并行结构的巨大响应。

parallelGraphicEQ = graphicEQ(“结构”,'平行');可视化(parallelGraphicEQ)

你会注意到,幅度响应不是平坦的。这是因为滤波器是独立设计的,每个滤波器都有一个过渡宽度,在这个宽度上,幅度响应会下降。此外,由于非理想阻带的存在,滤波器的阻带会向相邻滤波器的通带泄漏。泄漏会导致实际收益与预期收益不同。

parallelGraphicEQ_10dB = graphicEQ (“结构”,'平行');parallelGraphicEQ_10dB。的收益= 10 * (10);可视化(parallelGraphicEQ_10dB)

请注意,收益永远10分贝的频率响应。因为增益是在滤波器的设计中固有的级联结构可以减轻这个的程度。设置所有级联双二阶滤波器为0 dB导致他们的增益被绕过。由于没有分支这种类型的结构,这意味着你必须在输入和输出之间的没有增益路径。graphicEQ默认情况下实现级联结构。

cascadeGraphicEQ = graphicEQ;可视化(cascadeGraphicEQ)

此外,当您将增益设置为10db时,请注意,最终的频率响应在中心频率处具有接近10db的增益。

cascadeGraphicEQ_10dB = graphicEQ;cascadeGraphicEQ_10dB.Gains = 10对*那些(1,10);可视化(cascadeGraphicEQ_10dB)

级联设计的缺点是当增益发生变化时,需要重新设计biquad级的系数。这对于并行实现是不需要的,因为增益只是每个并行分支的乘数。带通滤波器的并行连接也避免了级联中积累相位误差和量化噪声。

分数倍频程带宽

graphicEQ对象支持万博1manbetx1个八度,2/3倍频程1/3倍频程带宽。减少单个滤波器的带宽可以更好地控制频率响应。为了验证这一点,将增益设置为增加中频,类似于a流行预设。

octaveGraphicEQ = graphicEQ;octaveGraphicEQ。收益= [-2.1,-1.8,-1.4,2.7,4.2,4.6,3.1,-1,-1.8,-1.8,-1.4]; visualize(octaveGraphicEQ)

oneThirdOctaveGraphicEQ = graphicEQ;oneThirdOctaveGraphicEQ.Bandwidth =“1/3倍频程”;oneThirdOctaveGraphicEQ。收益= [-2,-1.9,-1.8,-1.6,-1.5,-1.4,0,1.2,2.7,...3.2,3.8,4.2,4.4,4.5,4.6,4,3.5,3.1,1.5,-0.1,1,-1.2,-1.6,-1.8,-1.8,...-1.8,-1.8,-1.7,-1.5,-1.4,-1.3);可视化(oneThirdOctaveGraphicEQ)

生成音频插件

若要生成VST插件并将其移植到数字音频工作站,请运行generateAudioPlugin命令。例如,可以生成通过如下所示的命令的两三分之一倍频程的图形均衡器。您将需要在与写入权限的目录,当你运行这些命令。

twoThirdOctaveGraphicEQ = graphicEQ;twoThirdOctaveGraphicEQ.Bandwidth = '2/3倍频程';createAudioPluginClass(twoThirdOctaveGraphicEQ);generateAudioPlugin twoThirdOctaveGraphicEQPlugin

图形均衡在Simulink万博1manbetx

您可以使用通过在Simulink在这个例子中所描述的相同的特征万博1manbetx图形情商块。它为每个增益值提供了一个滑动条,这样您就可以在模拟运行时方便地增加或减少一个频带。