图形均衡器

均衡器是音频工程师和用户用来调整音频频率响应的常用方法。例如，它们可以用来补偿扬声器引入的偏见，或为歌曲添加低音。它们本质上是一组用于提供自定义总体频率响应的滤波器。

其中一种更复杂的均衡技术被称为参数均衡。参数均衡器提供对三个滤波器参数的控制:中心频率，带宽和增益。Audio Toolbox™提供了multibandParametricEQ系统对象和参数EQ参数均衡块。

当你想要微调频率响应时，参数均衡器是有用的，当你需要更少的控制时，有更简单的均衡器。八度，三分之二八度，三分之一八度已经成为基于人耳行为的均衡器的共同带宽。标准如IS0 266:1997(E)， ANSI S1.11-2004和IEC 61672-1:20 2013定义了倍频和分数倍频滤波器的中心频率。这只剩下一个参数需要调整:滤波器增益。图形均衡器在使用标准中心频率和公共带宽的同时，提供对增益参数的控制。

在本例中，您使用两种图形均衡器的实现。它们在组成滤波器的安排上有所不同:一种使用一组并行的倍频带或分数倍频带滤波器，另一种使用一组级联的双倍频带滤波器。两种实现中的中心频率都遵循ANSI S1.11-2004标准。

图形均衡器与并行滤波器

构造图形均衡器的一种方法是将一组带通滤波器并联放置。每个滤波器的带宽为倍频或分数倍频，其中心频率被设置为共同覆盖[20,20000]Hz的音频范围。

传递函数是各分支传递函数的和。

您可以在模拟运行时调整增益以提高或削减相应的频带。因为增益独立于滤波器设计，调整增益没有显著的计算成本。并行滤波器结构非常适合并行硬件实现。带通滤波器的幅值响应应在其带宽之外的所有其他频率接近于零，以避免滤波器之间的相互作用。然而，这是不实际的，导致带间干扰。

你可以使用graphicEQ系统对象来实现一个具有并行结构的图形均衡器。

情商= graphicEQ (“结构”，“平行”）

eq = graphicEQ with properties: EQOrder: 2 Bandwidth: '1 octave' Structure: 'Parallel'增益:[0 00 00 00 00 00 00]采样率:44100

本文设计了一个具有1倍频宽的二阶滤波器的并行实现。需要十个倍频滤波器才能覆盖可听到的频率范围。每一个元素收益属性控制并行配置的一个分支的增益。

配置您创建的对象以增强低频和高频，类似于岩石预设。

eq.Gains = [4, 4.2, 4.6, 2.7, -3.7, -5.2, -2.5, 2.3, 5.4, 6.5, 6.5)

2带宽:'1倍频宽'结构:'并行'增益:[4 4.2000 4.6000 2.7000 -3.7000 -5.2000 -2.5000 2.3000 5.4000 6.5000]采样率:44100

调用可视化查看均衡器设计的幅度响应。

可视化(eq)

您可以测试中实现的均衡器graphicEQ使用音频测试台上．音频测试工作台设置音频文件读取器和音频设备写入器对象，并将音频流通过处理循环中的均衡器。它还为每个增益值分配一个滑块，并标记它对应的中心频率，因此您可以轻松地更改增益并听到它的效果。修改滑块的值同时更新幅度响应图。

audioTestBench (eq)

带有级联滤波器的图形均衡器

图形均衡器的不同实现采用级联均衡滤波器(峰值或陷波)作为双滤波器实现。均衡器的传递函数可以写成单个双四元体传递函数的乘积。

为了激发这种实现的有效性，首先看看当所有增益为0db时并行结构的幅度响应。

parallelGraphicEQ = graphicEQ (“结构”，“平行”）;可视化(parallelGraphicEQ)

你会注意到幅值响应不是平坦的。这是因为滤波器是独立设计的，每个滤波器都有一个幅度响应下降时的过渡宽度。此外，由于阻带不理想，一个滤波器的阻带对相邻滤波器的通带存在泄漏。泄漏会导致实际增益与预期增益不同。

parallelGraphicEQ_10dB = graphicEQ (“结构”，“平行”）;parallelGraphicEQ_10dB。的收益= 10 * (10);可视化(parallelGraphicEQ_10dB)

注意在频率响应中增益永远不会是10db。级联结构可以在一定程度上减轻这种情况，因为增益是滤波器设计中固有的。将所有级联双四极管的增益设置为0db将导致它们被绕过。由于在这种类型的结构中没有分支，这意味着在输入和输出之间有一条无增益的路径。graphicEQ默认情况下实现级联结构。

cascadeGraphicEQ = graphicEQ;可视化(cascadeGraphicEQ)

此外，当您将增益设置为10db时，请注意，合成频率响应在中心频率处有接近10db的增益。

cascadeGraphicEQ_10dB = graphicEQ;cascadeGraphicEQ_10dB。收益= 10*ones(1,10); visualize(cascadeGraphicEQ_10dB)

级联设计的缺点是当相应的增益发生变化时，两级的系数需要重新设计。并行实现不需要这一点，因为增益只是每个并行分支的乘数。带通滤波器的并联也避免了级联中发现的累积相位误差和量化噪声。

分数倍频程带宽

的graphicEQ对象支持金宝app1倍频程，2/3倍频程,1/3倍频程带宽。减少单个滤波器的带宽可以让你更好地控制频率响应。为了验证这一点，将增益设置为提高中频，类似于流行预设。

octaveGraphicEQ = graphicEQ;octaveGraphicEQ。收益= [-2.1,-1.8,-1.4,2.7,4.2,4.6,3.1,-1,-1.8,-1.8,-1.4]; visualize(octaveGraphicEQ)

oneThirdOctaveGraphicEQ = graphicEQ;oneThirdOctaveGraphicEQ。带宽=1/3倍频程的;oneThirdOctaveGraphicEQ。收益= [-2,-1.9,-1.8,-1.6,-1.5,-1.4,0,1.2,2.7,．..3.2, 3.8, 4.2, 4.4, 4.5, 4.6, 4, 3.5, 3.1, 1.5, -0.1, 1, -1.2, -1.6, -1.8, -1.8,．..-1.8, -1.8, -1.7, -1.5, -1.4, -1.3);可视化(oneThirdOctaveGraphicEQ)

生成音频插件

要生成VST插件并将其移植到数字音频工作站，请运行generateAudioPlugin命令。例如，您可以通过下面所示的命令生成一个2 / 3倍频程图形均衡器。当您运行这些命令时，您需要处于具有写权限的目录中。

twoThirdOctaveGraphicEQ = graphicEQ;twoThirdOctaveGraphicEQ。带宽='2/3 octave'; createAudioPluginClass(twoThirdOctaveGraphicEQ); generateAudioPlugin twoThirdOctaveGraphicEQPlugin

Simulink中的图形均衡金宝app

您可以在Simulink中通过金宝app图形情商块。它为每个增益值提供了一个滑块，因此您可以在模拟运行时轻松地提高或削减一个频带。