这个例子向您展示了如何在树莓派硬件上使用MATLAB函数块和Simulink®树莓派硬件支持包将单耳音频信号空间化为5.1声道环绕声。金宝app金宝app
音频空间化是一种声音平移技术,可以在立体声或多通道声场中分配单声道源。空间化音频给出了侦听器的印象,即音频正在三维空间中播放。音频时空化包括两个关键组件:方向和距离。方向确定正在播放音频的频道。距离确定正在播放的音频的音量。
在该示例中,音频源是直升机的单声道记录。空间化算法将直升机的声音混合到六个通道:前左,前中心,前右侧,围绕左侧,环绕右侧和低音炮通道。然后,算法输出模拟六通道源的立体声信号。
覆盆子PI硬件(型号3B或3B +推荐)
一副耳机,可以插入3.5毫米耳机插孔的硬件
USB电缆
以太网电缆
连接到覆盆子PI硬件和HDMI电缆的监视器(可选)
在开始这个例子之前,我们建议您完成使用Simulink支持包进行Raspbe金宝apprry 金宝appPI硬件入门例子。
将USB数据线的micro-USB端连接树莓派,USB数据线的普通USB端连接计算机。等待硬件上PWR指示灯开始闪烁。
将一对耳机连接到硬件的3.5 mm耳机插孔。
使用硬件设置界面,配置树莓派网络。
打开音频位置模型。
模型的不同部分可以根据块的功能进行描述。
Simu金宝applink模型以两种方式接受直升机的位置:
将直升机拖到所需位置:当您使用外部模式运行模型时在视觉上设定位置块作为输入computeVol块,模型启动用户界面。用户界面在圆的圆周上具有五个离散通道,并且在圆的中心中的低频输出。听众占据圆形中心的位置,并由棒图表示。使用接口,可以通过将直升机拖动到圆内的不同位置来更改直升机的位置。在改变直升机位置时,模型输出给出了听众的印象,即从最靠近直升机的扬声器播放音频。
计算直升机随机位置:当您使用外部模式运行模型时设置位置随机块作为输入computeVol块,块在每个采样时间计算圆圈内直升机的随机位置。通过使用一对笛卡尔坐标来计算该位置。模型输出给出了听众的印象,即在每个采样时间的随机扬声器中播放音频。不像在视觉上设定位置Block,你不能控制直升机的位置。
来自的单声道音频源音频文件读块混合到六个通道中,每个通道对应于扬声器。圆形中心的一个低频通道和围绕圆周的五个扬声器,如用户界面所示。以下算法用于确定扬声器幅度:
1.在圆的中心,每个扬声器的幅度相等。每个扬声器(包括低频扬声器)的值设置为1 / sqrt(5)
.
在圆的周边上,使用载体基础幅度平移(VBAP)确定扬声器的幅度。此算法:
确定源的两侧的两个扬声器,或者在退化案例中,单个扬声器。
解释由(a)中的扬声器位置确定的矢量作为基向量。这些基向量代表归一化源位置载体。该新基础中的系数表示归一化后的相对扬声器幅度。对于该算法的这一部分,低频通道的幅度被设置为零。
3.当源从中心移动到外围时,从算法(1)到算法(2)有一个过渡。这个过渡以径向距离的三次函数衰减。振幅矢量被归一化,因此功率与震源位置无关。
4.最后,根据平方反比定律,振幅随着距离中心的距离增加而衰减,这样,圆周处的振幅是中心处振幅的四分之一。
有关传染媒介基本幅度平移的更多详细信息,请咨询[1]。
的ALSA音频播放块将六通道音频输出发送到硬件的3.5 mm耳机插孔。要输出模拟六通道源,ALSA标识符的立体声信号,plughw
,以设备编号为前缀ALSA音频播放块参数对话框。输出是模拟六通道信号源的立体声信号。
1.要打开“模型配置参数”对话框,请单击“Simulink Model”工具栏上的齿轮图标。金宝app
2.在“配置参数”对话框中,选择硬件实现.
3.设置硬件板参数覆盆子π
.属性中的参数将自动填充硬件板设置默认值为树莓派。
4.在硬件板设置窗格,展开目标硬件资源并选择板参数.指定这些参数值:
设备地址:硬件的IP地址或主机名。
用户名:指定在硬件上运行的Linux系统的root用户名。Raspbian Linux发行版的默认用户名是PI.
.
密码:指定硬件上Linux系统的root密码。Raspbian Linux发行版的默认密码为树莓
.
5.点击应用.点击好的保存更改。
1.在模型工具栏上,将仿真模式设置为外部
.
2.在“模型”工具栏中,单击“运行”按钮。在支持包生成代码时,模型窗口的左下角显示状态。金宝app成功生成代码后,支持包将在硬件上加载并运行代码。金宝app可执行文件在圆内的随机位置定位直升机,并通过硬件的音频插孔播放空间化音频。您现在可以通过连接到硬件的一对耳机听到空间化音频。音频似乎从每个采样时间的随机扬声器播放。
1.在模型中,双击开关连接在视觉上设定位置块的computeVol块。
2.在“模型”工具栏中,单击“运行”按钮。当支持包生成代码时,模型窗口的左下角显示状态。金宝app成功生成代码后,支持包将在硬件上加载并运行代码。金宝app
3.在模型中,双击在视觉上设定位置块。可执行文件启动用户界面。该界面在圆周的圆周上具有五个离散通道,并且在圆的中心中的低频输出。听众占据圆形中心的位置,并由棒图表示。您现在可以通过连接到硬件的一对耳机听到空间化音频。音频似乎从位于直升机最近的扬声器中播放。用鼠标拖动直升机来改变直升机的位置。观察位置的变化和音频正在播放的音量。继续改变直升机的位置,观察不同直升机位置的音频体积的变化。
Pulki,Ville。“虚拟声源定位使用矢量基础幅度平移。”期刊音响工程学会。第45卷第6期,1997年6月。