matlab音乐处理合成实验报告

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资源描述

MATLAB高级编程与工程应用语音合成综合实验姓名:班级:学号:日期:1.2.1简单的合成音乐(1)请根据《东方红》片断的简谱和“十二平均律”计算出该片断中各个乐音的频率,在MATLAB中生成幅度为1、抽样频率为8kHz的正弦信号表示这些乐音。请用sound函数播放每个乐音,听一听音调是否正确。最后用这一系列乐音信号拼出《东方红》片断,注意控制每个乐音持续的时间要符合节拍,用sound播放你合成的音乐,听起来感觉如何?由“十二平均律”计算得到各个乐音的频率:“5”——“C”:523.25Hz“6”——“D”:587.33Hz“1”——“F”:349.23Hz“2”——“G”:392Hz“6.”频率是“6”的一半:293.66Hz代码:(project1_1_1.m)f=8000;T=1/f;t8=0:T:1*0.25;t4=0:T:2*0.25;t2=0:T:4*0.25;t1=0:T:8*0.25;part1=sin(2*pi*523.25*t4);part2=sin(2*pi*523.25*t8);part3=sin(2*pi*587.33*t8);part4=sin(2*pi*392.00*t2);part5=sin(2*pi*349.23*t4);part6=sin(2*pi*349.23*t8);part7=sin(2*pi*293.66*t8);part8=sin(2*pi*392.00*t2);total=[part1,part2,part3,part4,part5,part6,part7,part8];sound(total);试听发现,合成后的音乐基本保持了《东方红》的音调,但声音比较沉闷,相邻乐音之间有比较明显的“啪”的杂音。(2)你一定注意到(1)的乐曲中相邻乐音之间有“啪”的杂声,这是由于相位不连续产生了高频分量。这种噪声严重影响合成音乐的质量,丧失真实感。为了消除它,我们可以用图1.5所示包络修正每个乐音,以保证在乐音的邻接处信号幅度为零。此外建议用指数衰减的包络来表示。首先尝试用折线包络,编写函数envelope_line.m生成所需折线:functionenvelope=envelope_line(t)envelope(1:floor(t/8))=linspace(0,1,floor(t/8));envelope(floor(t/8)+1:floor(t/4))=linspace(1,0.5,floor(t/4)-floor(t/8)));envelope(floor(t/4)+1:floor(3*t/4))=linspace(0.5,0.5,floor(t*3/4)-floor(t/4));envelope(floor(3*t/4)+1:t)=linspace(0.5,0,floor(t)-floor(3*t/4));对project1_1_1.m中的部分代码进行修改,调用envelope_line实现折线包络:(project1_1_2.m)part1=sin(2*pi*523.25*t4).*envelope_line(t4);part2=sin(2*pi*523.25*t8).*envelope_line(t8);part3=sin(2*pi*587.33*t8).*envelope_line(t8);part4=sin(2*pi*392.00*t2).*envelope_line(t2);part5=sin(2*pi*349.23*t4).*envelope_line(t4);part6=sin(2*pi*349.23*t8).*envelope_line(t8);part7=sin(2*pi*293.66*t8).*envelope_line(t8);part8=sin(2*pi*392.00*t2).*envelope_line(t2);试听结果杂音明显减少,但声音还比较生硬,尝试用指数衰减的包络来表示。也是对project1_1_1.m中的部分代码进行修改(project1_1_2.m)part1=sin(2*pi*523.25*t4).*exp(-2*t4);part2=sin(2*pi*523.25*t8).*exp(4*t8);part3=sin(2*pi*587.33*t8).*exp(4*t8);part4=sin(2*pi*392.00*t2).*exp(1*t2);part5=sin(2*pi*349.23*t4).*exp(2*t4);part6=sin(2*pi*349.23*t8).*exp(4*t8);part7=sin(2*pi*293.66*t8).*exp(4*t8);part8=sin(2*pi*392.00*t2).*exp(1*t2);试听结果比较好,声音很圆润,但仔细听的话也能发现杂音。(3)请用最简单的方法将(2)中的音乐分别升高和降低一个八度。(提示:音乐播放的时间可以变化)再难一些,请用resample函数(也可以用interp和decimate函数)将上述音乐升高半个音阶。(提示:视计算复杂度,不必特别精确)方法一:在正弦信号内添加系数改变其频率。升高八度:part1=sin(4*pi*523.25*t4).*exp(-4*t4);part2=sin(4*pi*523.25*t8).*exp(8*t8);part3=sin(4*pi*587.33*t8).*exp(8*t8);part4=sin(4*pi*392.00*t2).*exp(2*t2);part5=sin(4*pi*349.23*t4).*exp(4*t4);part6=sin(4*pi*349.23*t8).*exp(8*t8);part7=sin(4*pi*293.66*t8).*exp(8*t8);part8=sin(4*pi*392.00*t2).*exp(2*t2);high8_total=[part1,part2,part3,part4,part5,part6,part7,part8];sound(high8_total);降低八度:part1=sin(1*pi*523.25*t4).*exp(-1*t4);part2=sin(1*pi*523.25*t8).*exp(2*t8);part3=sin(1*pi*587.33*t8).*exp(2*t8);part4=sin(1*pi*392.00*t2).*exp(0.5*t2);part5=sin(1*pi*349.23*t4).*exp(1*t4);part6=sin(1*pi*349.23*t8).*exp(2*t8);part7=sin(1*pi*293.66*t8).*exp(2*t8);part8=sin(1*pi*392.00*t2).*exp(0.5*t2);low8_total=[part1,part2,part3,part4,part5,part6,part7,part8];sound(low8_total);方法二:直接调用resample函数。升高八度:high8_total=resample(total,1,2);降低八度:low8_total=resample(total,2,1);00.511.522.533.5x104-505020004000600080001000012000140001600018000-50501234567x104-505升高半个音阶:根据“十二平均律”中2^(1/12)=1.06highhalf_total=resample(total,1,2);(4)试着在(2)的音乐中增加一些谐波分量,听一听音乐是否更有“厚度”了?注意谐波分量的能量要小,否则掩盖住基音反而听不清音调了。(如果选择基波幅度为1,二次谐波幅度0:2,三次谐波幅度0:3,听起来像不像象风琴?)(project1_1_4.m)part1=sin(2*pi*523.25*t4).*exp(-2*t4)+0.2*sin(4*pi*523.25*t4).*exp(-2*t4)+0.3*sin(6*pi*523.25*t4).*exp(-2*t4);part2=sin(2*pi*523.25*t8).*exp(4*t8)+0.2*sin(4*pi*523.25*t8).*exp(4*t8)+0.3*sin(6*pi*523.25*t8).*exp(4*t8);part3=sin(2*pi*587.33*t8).*exp(4*t8)+0.2*sin(4*pi*587.33*t8).*exp(4*t8)+0.3*sin(6*pi*587.33*t8).*exp(4*t8);part4=sin(2*pi*392.00*t2).*exp(1*t2)+0.2*sin(4*pi*392.00*t2).*exp(1*t2)+0.3*sin(6*pi*392.00*t2).*exp(1*t2);part5=sin(2*pi*349.23*t4).*exp(2*t4)+0.2*sin(4*pi*349.23*t4).*exp(2*t4)+0.3*sin(6*pi*349.23*t4).*exp(2*t4);part6=sin(2*pi*349.23*t8).*exp(4*t8)+0.2*sin(4*pi*349.23*t8).*exp(4*t8)+0.3*sin(6*pi*349.23*t8).*exp(4*t8);part7=sin(2*pi*293.66*t8).*exp(4*t8)+0.2*sin(4*pi*293.66*t8).*exp(4*t8)+0.3*sin(6*pi*293.66*t8).*exp(4*t8);part8=sin(2*pi*392.00*t2).*exp(1*t2)+0.2*sin(4*pi*392.00*t2).*exp(1*t2)+0.3*sin(6*pi*392.00*t2).*exp(1*t2);试听结果确实变得醇厚了,有风琴的感觉。(5)自选其它音乐合成,例如贝多芬第五交响乐的开头两小节。我选取了一首儿歌《粉刷匠》(project1_1_5.m)f=8000;T=1/f;t8=0:T:1*0.25;t4=0:T:2*0.25;t2=0:T:4*0.25;t1=0:T:8*0.25;part1=sin(2*pi*523.25*t8).*exp(4*t8);part2=sin(2*pi*440.00*t8).*exp(4*t8);part3=sin(2*pi*523.25*t8).*exp(4*t8);part4=sin(2*pi*440.00*t8).*exp(4*t8);part5=sin(2*pi*523.25*t8).*exp(4*t8);part6=sin(2*pi*440.00*t8).*exp(4*t8);part7=sin(2*pi*349.23*t4).*exp(2*t4);part8=sin(2*pi*392.00*t8).*exp(4*t8);part9=sin(2*pi*493.88*t8).*exp(4*t8);part10=sin(2*pi*440.00*t8).*exp(4*t8);part11=sin(2*pi*392.00*t8).*exp(4*t8);part12=sin(2*pi*523.25*t2).*exp(1*t2);total=[part1,part2,part3,part4,part5,part6,part7,part8,part9,part10,part11,part12];plot(total);sound(total);00.511.522.533.5x104-3-2-101231.2.2用傅里叶级数分析音乐(6)先用wavread函数载入光盘中的fmt.wav文件,播放出来听听效果如何?是否比刚才的合成音乐真实多了?(project1_1_6.m)x=wavread('fmt.wav');plot(x);s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