matlab实现用psola算法使音频信号变速不变调完整代码

以下是一个完整的 MATLAB 实现用 PSOLA 算法使音频信号变速不变调的代码示例：

% 读取音频文件
[x, fs] = audioread('audio.wav');

% 确定变速比例
speed_ratio = 1.2; % 变速 20%

% 确定分析帧长和帧移
frame_len = round(fs * 0.02); % 20ms
frame_shift = round(frame_len / 2);

% 分帧
x_frame = buffer(x, frame_len, frame_len - frame_shift, 'nodelay');

% 基音周期估计
f0 = estimate_f0(x, fs, frame_len, frame_shift);

% 计算每一帧的时域重采样比例
resample_ratio = f0 / mean(f0) * speed_ratio;

% 时域重采样
x_resampled = resample_frame(x_frame, fs, resample_ratio);

% 加窗
win = hamming(frame_len);
x_windowed = repmat(win, 1, size(x_resampled, 2)) .* x_resampled;

% 帧重叠与加和
x_psola = overlap_add(x_windowed, frame_shift);

% 播放输出结果
sound(x_psola, fs);

% 基音周期估计函数
function f0 = estimate_f0(x, fs, frame_len, frame_shift)
    % 设置自相关函数的最大延迟
    maxlag = round(fs / 50); % 20ms
    
    % 分析帧数
    num_frame = size(x, 2);
    
    % 基音周期估计结果
    f0 = zeros(num_frame, 1);
    
    % 对每一帧进行基音周期估计
    for i = 1:num_frame
        % 当前帧的自相关函数
        r = xcorr(x(:, i), maxlag, 'coeff');
        
        % 自相关函数的一阶差分
        d = diff(r);
        
        % 找到最大峰值的位置
        [~, locs] = findpeaks(d);
        
        % 如果没有峰值，则基音周期为帧长
        if isempty(locs)
            f0(i) = frame_len;
        else
            % 找到第一个峰值的位置
            locs = locs(1);
            
            % 基音周期为峰值位置加上最大延迟
            f0(i) = locs + maxlag;
        end
    end
end

% 时域重采样函数
function x_resampled = resample_frame(x_frame, fs, resample_ratio)
    % 分析帧数
    num_frame = size(x_frame, 2);
    
    % 时域重采样结果
    x_resampled = zeros(size(x_frame));
    
    % 对每一帧进行时域重采样
    for i = 1:num_frame
        % 当前帧的时域重采样比例
        ratio = resample_ratio(i);
        
        % 当前帧的长度
        len = size(x_frame, 1);
        
        % 时域重采样后的长度
        len_resampled = round(len / ratio);
        
        % 时域重采样
        x_resampled(:, i) = resample(x_frame(:, i), len_resampled, len);
    end
end

% 帧重叠与加和函数
function x_out = overlap_add(x_in, frame_shift)
    % 分析帧数
    num_frame = size(x_in, 2);
    
    % 帧长度
    frame_len = size(x_in, 1);
    
    % 帧重叠与加和后的长度
    len_out = (num_frame - 1) * frame_shift + frame_len;
    
    % 帧重叠与加和结果
    x_out = zeros(len_out, 1);
    
    % 对每一帧进行帧重叠与加和
    for i = 1:num_frame
        % 当前帧的起始位置
        pos = (i - 1) * frame_shift + 1;
        
        % 加上当前帧的信号
        x_out(pos:pos + frame_len - 1) = x_out(pos:pos + frame_len - 1) + x_in(:, i);
    end
end

注意，在实际使用中，需要根据音频文件的采样率、帧长、帧移等参数进行调整。同时，基音周期估计、时域重采样、帧重叠与加和等步骤也需要根据 PSOLA 算法的原理进行编写。