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matlab 中的实时音频

音频系统工具箱™针对实时音频处理进行了优化. audioDeviceReader, audioDeviceWriter, audioPlayerRecorder,dsp.AudioFileReader 和 dsp.AudioFileWriter 器是为流式传输多通道音频而设计的, 它们提供了必要的参数, 以便您可以在吞吐量和延迟之间进行权衡.

有关实时处理的信息以及如何优化算法的提示, 请参阅音频 iseo: 缓冲, 延迟和吞吐量.

本教程介绍如何在 matlab 中实现音频流处理 ®. 它概述了创建开发测试台的工作流, 并提供了工作流每个阶段的示例.

创建开发试验台

本教程通过四个步骤创建开发测试台:

生成对象以从测试台输入和输出音频.

创建一个音频流循环, 逐帧处理音频帧.

添加一个范围, 以可视化音频流循环的输入和输出.

为音频流循环添加处理算法.

本教程还讨论了实时可视化和调整处理算法的工具.

有关处理循环的概述, 请考虑下面完成的测试. 您可以通过逐步完成本教程来重新创建此测试台.

1. 创建 input / 输出系统对象 s

音频流循环可以从设备或文件中读取, 并且可以写入设备或文件. 在本例中, 您将构建一个音频流循环, 该循环从文件逐帧读取音频帧, 并将音频帧写入设备. 有关可选的输入 / 输出配置.

创建 dsp.AudioFileReader 指定一个文件. 若要减少延迟, 请设置 dsp 的 SamplesPerFramedsp.AudioFileReader.

接下来, 创建 audioDeviceWriter system 对象, 并将其采样率指定为输入系统对象的采样率.

有关如何使用系统对象的详细信息, 请参阅什么是系统对象?(matlab)

2. 创建音频流循环

音频流循环以迭代方式处理音频. 它通过以下方式这样做:

读取音频信号的帧

处理该帧的音频信号

将音频信号的帧写入设备或文件

移动到下一帧

在本教程中, 从文件中读取音频流循环的输入. 输出将写入设备.

要逐帧读取音频文件, 请调用 dsp.AudioFileReader, 并且不提供任何参数. 要逐帧写入音频信号, 请在音频流循环中调用音频 audioDeviceWriter

所有系统对象都具有 release 功能. 作为最佳实践, 请在使用后释放系统对象, 尤其是当这些系统对象与硬件设备 (如声卡) 通信时.

3. 添加范围

音频系统工具箱用户可以使用多个作用域. 两个常见的作用域是 dsp.TimeScope 和 dsp.SpectrumAnalyzer. 本教程使用 dsp.TimeScope 音频信号的时间范围系统对象.

dsp.TimeScope 中显示音频信号. 创建系统对象. 若要帮助可视化, 请指定 TimeSpan, BufferLength"和 YLimits" 属性的值. 要逐帧显示音频信号, 请调用 dsp.TimeScope 流循环中的时间范围系统对象, 其中包含音频信号作为参数.

4. 开发处理算法

在大多数应用程序中, 您希望在音频流循环中处理音频信号. 处理阶段可以是:

音频流循环中的 matlab 代码块

在音频流循环中调用的单独函数

音频流循环中调用的系统对象

在本教程中, 您将调用 reverberator 系统对象来处理音频流循环中的信号.

创建 reverberator 系统对象, 并将 SampleRate 属性指定为输入系统对象的采样率. 若要调整混响效果, 请指定 PreDelay 和 WetDryMix 属性的值. 若要将混响效果应用于音频信号帧逐帧, 请在音频流循环中调用 reverberator 系统对象, 并将音频信号作为参数.

添加可调谐性

音频系统工具箱用户有多个选项可将实时可调性添加到处理算法中. 要将可调性添加到音频流循环, 可以使用:

音频测试台 - 基于 audioPlugin, 适用于音频插件类和大多数音频系统工具箱系统对象.

内置功能 - 音频系统工具箱中用于可视化处理算法的关键方面的功能.

自定义的用户界面 - 请参阅教程的实时参数优化.

midi 控制器 - 许多音频系统工具箱系统对象包括支持 midi 控件的功能. 您可以使用 reverberator 系统对象中的 configureMIDI 函数将系统对象属性同步到 midi 控件. 要将 midi 控件与没有 configureMIDI 系统对象一起使用, 请参阅 midi 控制表面接口.

用户数据报协议 (udp) - 您可以在 matlab 中使用 udp 进行无连接传输. 您还可以使用 udp 在环境之间接收或传输数据报. 可能的应用包括使用 matlab 工具在第三方环境中播放和可视化音频时调整音频处理算法. 有关 udp 通信的应用示例, 请参阅使用 udp 在 daw 和 matlab 之间进行通信.