harmonicRatio
谐波比率
描述
例子
计算谐波比率
读入音频文件，使用默认参数计算谐波比率，然后绘制结果。
[audioIn, fs] = audioread (“randomoscthree - 24 - 96立体声- 13 - secs.aif”）;audioInMono =意味着(audioIn, 2);hr = harmonicRatio (audioInMono, fs);t =(0:长度(audioInMono) 1) / fs;次要情节(2,1,1)情节(t, audioInMono) ylabel (“振幅”) t = linspace(0,size(audioInMono,1)/fs,size(hr,1)); / /文件大小次要情节(2,1,2)情节(t, hr)包含(“时间(s)”) ylabel (“谐波比率”）
指定默认的参数
读入音频文件。
[audioIn, fs] = audioread (“Counting-16-44p1-mono-15secs.wav”）;
计算音频文件的谐波比率使用50 ms Hann窗口与25 ms重叠。策划的结果。
hr = harmonicRatio (audioIn fs,．..“窗口”,损害(圆(fs。* 0.05),“周期”），．..“OverlapLength”轮(fs。* 0.025));t = linspace(0,大小(audioIn 1) / fs,大小(hr, 1));情节(t, hr)包含(“时间(s)”) ylabel (“谐波比率”）
谐波比表示音频的谐波部分的能量与音频的总能量的比值。因为这个例子中的音频信号有一些接近静音的区域，这些区域的总能量非常低，所以谐波比在区分语音区域和静音区域方面做得很差。在音频信号中加入白噪声，然后计算并绘制谐波比。
audioIn = audioIn + 0.1*randn(size(audioIn)));hr = harmonicRatio (audioIn fs,．..“窗口”,损害(圆(fs。* 0.05),“周期”），．..“OverlapLength”轮(fs。* 0.025));t = linspace(0,大小(audioIn 1) / fs,大小(hr, 1));情节(t, hr)包含(“时间(s)”) ylabel (“谐波比率”）
计算流音频的谐波比
创建一个dsp。AudioFileReader对象逐帧读取立体声音频数据。创建一个dsp。SignalSink对象日志的谐波比率计算。
fileReader = dsp。AudioFileReader (“randomoscthree - 24 - 96立体声- 13 - secs.aif”）;记录器= dsp.SignalSink;
在音频流循环中:
读入一帧音频数据。
计算音频帧的每个通道的谐波比率。
对谐波比率作对数，以便日后绘图。
为了只计算给定输入帧的谐波比，指定一个与输入帧具有相同采样数的窗口，并将重叠长度设为零。绘制记录的数据。
=汉明(fileReader获胜。SamplesPerFrame,“周期”）;而~isDone(fileReader) audioIn = fileReader();hr = harmonicRatio (audioIn fileReader。SampleRate,．..“窗口”,赢了,．..“OverlapLength”, 0);记录器(人力资源)结束情节(logger.Buffer) ylabel (“谐波比率”)传说(“左通道”，“正确的通道”）
如果你的音频流循环的输入有一个可变的采样帧，一个不一致的采样帧的分析窗口大小harmonicRatio，或如果您想计算重叠数据的谐波比率，请使用dsp。AsyncBuffer．
创建一个dsp。AsyncBuffer对象，重置日志记录器，并释放文件读取器。
浅黄色= dsp.AsyncBuffer;重置(logger)释放(fileReader)
计算谐波比率使用50毫秒帧与25毫秒重叠。
fs = fileReader.SampleRate;samplesPerFrame =圆(fs * 0.05);samplesOverlap =圆(fs * 0.025);samplesPerHop = samplesPerFrame - samplesOverlap;赢得=汉明(samplesPerFrame);而~isDone(fileReader) audioIn = fileReader();写(浅黄色,audioIn);而迷。NumUnreadSamples >= samplesPerHop audioBuffered = read(buff,samplesPerFrame,samplesOverlap); hr = harmonicRatio(audioBuffered,fs,．..“窗口”,赢了,．..“OverlapLength”, 0);记录器(人力资源)结束结束发行版(fileReader)
绘制记录的数据。
情节(logger.Buffer) ylabel (“谐波比率”)传说(“左通道”，“正确的通道”）
音调和白噪声的调和比
谐波比测量信号的音调部分的能量与总信号的能量的比值。
纯音的和声比率
创建一个纯色调，然后使用默认参数计算谐波比率。默认情况下，谐波比率计算为30毫秒的汉明窗口和10毫秒的跳数。策划的结果。调和比接近1，这是理论最大值。
fs = 48 e3;osc = audioOscillator (“频率”, 500,．..“SamplesPerFrame”192年e3,“SampleRate”fs);sinewave = osc ();hr = harmonicRatio (sinewave, fs);t = linspace(0,大小(sinewave 1) / fs,大小(hr, 1));情节(t, hr)包含(“时间(s)”) ylabel (“谐波比率”)标题('Sinusoid -默认参数'）
开窗所需的短时间分析使谐波比从理论值1降低。要减少窗口的效果，可以增加窗口的大小。使用100ms的汉明窗口和10ms的跳频，观察谐波比比使用默认窗口长度时更接近1。
赢得=汉明(圆(fs * 0.1),“周期”）;重叠=圆(fs * 0.099);hr = harmonicRatio (sinewave fs,“窗口”,赢了,“OverlapLength”、重叠);t = linspace(0,大小(sinewave 1) / fs,大小(hr, 1));情节(t, hr)包含(“时间(s)”) ylabel (“谐波比率”)标题('Sinusoid - 100ms Window'）
白噪声的谐波比
创建5秒的白噪声，然后使用默认参数计算谐波比率。默认情况下，谐波比率计算为30毫秒的汉明窗口和10毫秒的跳数。策划的结果。调和比是0。
fs = 48 e3;噪音=兰德(fs * 5, 1);hr = harmonicRatio(噪音、fs);t = linspace(0,大小(噪音,1)/ fs,大小(hr, 1));情节(t, hr)包含(“时间(s)”) ylabel (“谐波比率”)标题('Noise - Default Parameters'）
输入参数
输出参数
算法
谐波比的计算如［１］．下面的算法独立应用于音频数据的每个窗口。信号的归一化自相关确定为:
在哪里
年代是单帧音频数据吗N元素。
米为计算中最大滞后。最大延迟为40 ms，对应的最小基频为25 Hz。
在给定的范围内，调和比的第一个估计是归一化自相关的最大值:
在哪里米0为搜索范围的下边缘，确定为归一化自相关的第一个零交叉。
最后，利用抛物线插值对谐波比估计进行改进，如［2］．
参考文献
[1] Kim hyung - gook, Nicholas Moreau, Thomas Sikora。MPEG-7音频和超越:音频内容索引和检索．约翰·威利父子公司，2005年。
[2]谱峰二次插值。已于2018年10月11日生效。https://ccrma.stanford.edu/~jos/sasp/Quadratic_Interpolation_Spectral_Peaks.html
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