[入门教程] 使用MATLAB处理音频文件（附Flanger例程）

[入门教程] 使用MATLAB处理音频文件（附Flanger例程）

MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件。

MATLAB的最大特点是附带了很多数字信号处理工具包，基本涵盖了数字信号处理领域中的所有基本算法。

先简单介绍一下如何用MATLAB读写音频文件

读wav文件
[x fs nbits] = wavread('x:\xxxx\abc.wav');
x: 读入的音频数据，以[-1.0, +1.0)的浮点数表示，单声道的话是一个一维数组，双声道的话是一个二维的数组。
fs: 采样频率。
nbits: 量化精度。

写wav文件
wavwrite(x,fs,nbits,'abcde.wav');
输入数据x需要保证在[-1.0, +1.0)的区间内。

播放读入的wav数据
soundsc(x,fs);

画出波形图
plot(x)

具体的基础操作请参考百度。
===============分割线===============

下面给出一个简单的例子算法：flanger

请将以下代码复制到文本文件并命名为flanger.m
%=========================================
function y=flanger(x,SAMPLERATE,Modfreq,Width)
indata = x;
Delay=Width; % basic delay of input sample in sec
DELAY=round(Delay*SAMPLERATE); % basic delay in # samples
WIDTH=round(Width*SAMPLERATE); % modulation width in # samples
if WIDTH>DELAY
error('!!!');
return;
end
MODFREQ=Modfreq/SAMPLERATE; % modulation frequency in # samples
LEN=length(x); % # of samples in WAV-file
L=2+DELAY+WIDTH*2; % length of the entire delay
Delayline=zeros(L,1); % memory allocation for delay
y=zeros(size(x)); % memory allocation for output vector
BL = 0.7;
FF = 0.7;
FB = 0.8;
dout = 0;
for n=1:(LEN-1)
M=MODFREQ;
MOD=sin(M*2*pi*n);
ZEIGER=15+DELAY+WIDTH*MOD;
i=floor(ZEIGER);
frac=ZEIGER-i;
x(n) = x(n) + FB*dout;
Delayline=[x(n);Delayline(1:L-1)];
dout=Delayline(i+1)*frac+Delayline(i)*(1-frac);
y(n) = x(n)*BL + dout*FF;
end
mix = 0.7;
y = indata*(1-mix) + y*mix;
y = y/max(abs(y));
%=========================================

在matlab界面中将当前工作路径Current Directory设置为放置flanger.m的文件夹。然后执行后面的代码。

假设我们需要的采样率是44100Hz，生成一段10秒钟的白噪音，然后将其通过flanger算法，最后保存为flanger.wav

fs = 44100; %设置采样率。
x = randn(10*fs, 1); %产生10*fs个样点的白噪声数据，该数据为服从标准正态分布的伪随机序列。
x = x/max(abs(x))*0.99; %将x的幅度压缩到[-0.99 +0.99]以内，防止写wav文件时出现错误。
soundsc(x,fs); %播放处理前的声音。
y = flanger(x,fs,0.1,0.001); %flanger处理，输出结果为y。
soundsc(y,fs); %播放处理后的声音。
wavwrite(y,fs,'flanger.wav');

这个例子程序里面有个bug，flanger的width参数不能调得太小，以后会进一步修正。

另外程序中的BL、FF、FB三个参数决定了flanger的音色，可以自行调节。

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