Matlab编程区分音频“example.aac”的音调,请给出具体实现代码
时间: 2024-02-15 21:02:30 浏览: 19
在 MATLAB 中,您可以使用 Signal Processing Toolbox 和 Music Information Retrieval (MIR) Toolbox 来区分音频的音调。下面是一个示例代码,可以计算音频文件的主音调:
```matlab
% 读取音频文件
filename = 'example.aac';
[x, Fs] = audioread(filename);
% 计算色度图像
chroma = chromagram(x, Fs);
% 计算主音调
[~, max_idx] = max(sum(chroma));
dominant_note = note2midi(max_idx);
% 输出结果
fprintf('主音调:%.2f Hz\n', midi2freq(dominant_note));
```
其中,`chromagram` 函数用于计算音频信号的色度图像,`note2midi` 函数用于将音符转换为 MIDI 码,`midi2freq` 函数用于将 MIDI 码转换为频率。请注意,这些函数可能需要您自己编写或从其他来源获取。
另外,如果您想要更加准确地区分音频的音调,可以尝试使用更高级的算法,例如基于音高估计的算法,例如YIN算法或MPTK算法。MIR Toolbox 中提供了许多这样的算法和工具,您可以根据自己的需要进行选择。
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Matlab编程区分音频“example.aac”的音调,请给出具体实现代码,包括函数代码
好的,下面给出一个完整的 MATLAB 代码,可以区分音频文件的音调。这个代码使用了 YIN 算法来估计音频信号的基频,然后将基频转换为 MIDI 码,最终输出主音调。
```matlab
% 定义一些常量
fft_size = 2048;
hop_size = fft_size/4;
min_freq = 80;
max_freq = 1000;
% 读取音频文件
filename = 'example.aac';
[x, Fs] = audioread(filename);
% 计算音高
[f0, ~] = yin(x, Fs, fft_size, hop_size, min_freq, max_freq);
f0 = medfilt1(f0, 5); % 中值滤波
midi = freq2midi(f0);
% 计算主音调
[~, max_idx] = max(histcounts(midi, 1:128));
dominant_note = max_idx - 1;
% 输出结果
fprintf('主音调:%.2f Hz\n', midi2freq(dominant_note));
```
其中,`yin` 函数用于计算音频信号的基频,`freq2midi` 函数用于将频率转换为 MIDI 码,`midi2freq` 函数用于将 MIDI 码转换为频率。以下是这些函数的具体实现代码:
```matlab
function [f0, rms_energy] = yin(x, fs, fft_size, hop_size, min_freq, max_freq)
% YIN算法计算音频信号的基频
% 初始化变量
n_frames = floor((length(x)-fft_size)/hop_size) + 1;
f0 = zeros(n_frames, 1);
rms_energy = zeros(n_frames, 1);
% 计算自相关函数
x = x(:);
x = [x; zeros(fft_size, 1)];
acf = xcorr(x, fft_size, 'coeff');
acf = acf(ceil(length(acf)/2):end);
% 计算差值函数
d = zeros(fft_size, n_frames);
for i = 1:n_frames
frame = x((i-1)*hop_size+1:(i-1)*hop_size+fft_size);
for tau = 1:fft_size
d(tau, i) = sum((frame(1:end-tau) - frame(1+tau:end)).^2);
end
end
% 计算自相关函数的倒数
acf_recip = acf(end:-1:1);
acf_recip(1) = acf_recip(2);
acf_recip = acf_recip.^(-1);
% 计算累积平均能量
running_sum = 0;
for i = 1:n_frames
running_sum = running_sum + sum(x((i-1)*hop_size+1:(i-1)*hop_size+fft_size).^2);
rms_energy(i) = sqrt(running_sum/fft_size);
end
% 计算基频
for i = 1:n_frames
r = acf_recip./(acf(i:end).*acf_recip(1:end-i+1));
r(1:i) = 0;
r(max_freq/fs*fft_size+1:end) = 0;
[~, j] = min(r(min_freq/fs*fft_size+1:max_freq/fs*fft_size));
f0(i) = fs/j;
end
end
function midi = freq2midi(freq)
% 将频率转换为MIDI码
midi = 12*log2(freq/440) + 69;
end
function freq = midi2freq(midi)
% 将MIDI码转换为频率
freq = 440*2^((midi-69)/12);
end
```
请注意,这里的 YIN 算法和上面的 `yin` 函数实现可能并不是最优的,仅供参考。如果您需要更高效或更准确的算法,请参考相关文献或使用其他音高估计工具箱。
Matlab编程区分音频“example.aac”的音色,音调,请给出具体代码
为了区分音频的音色和音调,我们可以使用Matlab中的音频处理工具箱。下面是一个示例代码,可以帮助你提取音频的频谱信息,然后对其进行分析和处理,以获取音色和音调信息。
```matlab
% 读取音频文件
filename = 'example.aac';
[x, Fs] = audioread(filename);
% 提取短时傅里叶变换(STFT)的频谱信息
winlen = round(Fs*0.03); % 窗口长度为30毫秒
noverlap = round(winlen*0.5); % 窗口重叠为50%
nfft = 2^nextpow2(winlen); % FFT点数为窗口长度的下一个2的幂次方
[S, F, T] = spectrogram(x, winlen, noverlap, nfft, Fs);
% 计算音色特征
mfccs = mfcc(x, Fs, 'WindowLength', winlen, 'OverlapLength', noverlap);
mean_mfccs = mean(mfccs, 2); % 取MFCC系数的平均值作为音色特征
% 计算音调特征
pitch = pitch(x, Fs); % 提取基频信息
mean_pitch = mean(pitch); % 取基频的平均值作为音调特征
% 输出结果
disp(['音色特征:', num2str(mean_mfccs')]);
disp(['音调特征:', num2str(mean_pitch)]);
```
这个示例代码使用了MFCC(Mel频率倒谱系数)和基频等特征来区分音频的音色和音调。你可以根据自己的需要使用其他特征或算法来进行分析和处理。