A和C加权(ANSI®S1.42标准)

您可以设计符合ANSI S1.42标准的A和C加权滤波器[1]及IEC 61672-1 [2)标准使用weightingFilter系统对象。a加权滤波器是一种带通滤波器，设计用来模拟感知低电平音调的响度。a加权滤波器逐渐减弱500hz以下的频率。c加权滤波器去除20赫兹到20 kHz音频范围之外的声音，并模拟高级音调的响度感知。下面的代码设计了一个采样率为48khz的a加权IIR滤波器。

AWeighting = weightingFilter (“权重”, 48000)

方法:'A-weighting'采样率:48000

A和c加权滤波器的设计是基于ANSI S1.42标准中规定的基于极点和零点的滤波器传递函数的直接实现。

IEC 61672-1标准要求滤波器的大小落在指定的公差掩模内。该标准定义了两个口罩，一个比另一个有更严格的公差值。符合严格掩模公差规范的滤波器称为1类滤波器。符合较不严格掩模规格的滤波器称为Class 2滤波器。您可以通过调用类1或类2规格对应的掩模来查看滤波器的幅值响应可视化方法。请注意，Class值的选择不会影响过滤器设计本身，但它将用于在可视化图中呈现正确的公差掩码。

可视化(AWeighting“1级”）

A-和c -称重标准指定的公差幅度值高达20 kHz。在下面的例子中，我们使用了28 kHz的采样率，并设计了一个c加权滤波器。即使该采样率的Nyquist间隔低于最大指定的20 kHz频率，该设计仍然满足2级公差，如幅度响应图周围的绿色掩模所示。然而，由于取样率值小，该设计不符合1级公差，您将看到幅值响应图周围的掩模变为红色。

CWeighting = weightingFilter (“C-weighting”, 28000)

CWeighting = weightingFilter的属性:方法:'C-weighting'采样率:28000

可视化(CWeighting二班的)可视化(CWeighting“1级”）

ITU-R 468-4加权过滤器

ITU-R 468-4建议[3.是为了更好地反映所有类型噪音的主观响度，而不是音调。ITU-R 468-4加权设计的目的是最大限度地对脉冲噪声类型的响应，这些脉冲噪声通常在音频电缆通过电话交换设施时耦合到音频电缆中。ITU-R 468-4加权与噪声感知密切相关，因为感知研究表明，1 kHz至9 kHz之间的频率比a加权表示的更“烦人”。

您使用ITU-R 468-4标准设计了一个加权滤波器fdesign.audioweighting规范对象。您可以选择频率采样或等纹波近似的FIR滤波器设计，或使用最小p范数近似的IIR滤波器设计。在所有情况下，过滤器设计的最小顺序满足标准规格(掩膜)的样品率在手边。

ITUR4684Designer = fdesign.audioweighting (“WT”，“ITUR4684”80 e3)

ITUR4684 designer = audioweighting with properties: Response: 'Audio Weighting' Specification: 'WT' Description: {'Weighting type'} NormalizedFrequency: 0 Fs: 80000 WeightingType: 'ITUR4684'

ITUR4684FIR =设计(ITUR4684Designer,“allfir”，“SystemObject”,真正的);视觉型的人= fvtool (ITUR4684FIR {1});addfilter(视觉型的人,ITUR4684FIR {2});传奇(视觉型的人,“ITU-R 468-4 FIR等纹波近似”，．．．“ITU-R 468-4 FIR频率采样近似”）

ITUR4684IIR =设计(ITUR4684Designer,“iirlpnorm”，“SystemObject”,真正的);setfilter(可视化工具,ITUR4684IIR);传奇(视觉型的人,“ITU-R 468-4 IIR最小p -范数近似”）

IIR设计产生较小的滤波器阶数，而FIR设计具有线性相位响应的优点。在FIR设计中，与频率采样方法相比，等纹波设计方法通常会产生较低的滤波器阶数，但在大采样率时可能会存在一些设计时收敛问题。

ITU-T 0.41和C-message加权过滤器

ITU-T 0.41和C-message加权滤波器是用于测量电话电路中的音频噪声的带通滤波器。ITU-T 0.41滤波器用于国际电话电路。c信息滤波器通常用于北美的电话电路。ITU-T 0.41和c -消息加权滤波器的频率响应在ITU-T O.41标准中作了规定[4]和Bell系统技术参考41009 [5),分别。

您可以使用以下代码设计一个采样率为24 kHz的ITU-T 0.41加权滤波器。您可以选择FIR频率采样或等纹波近似。滤波器的设计符合标准规格(掩模)的最小阶数，满足手边采样频率。

ITUTDesigner = fdesign.audioweighting (“WT”，“ITUT041”24岁的e3);ITUT =设计(ITUTDesigner,“allfir”，“SystemObject”,真正的);setfilter(视觉型的人,ITUT {1});addfilter(视觉型的人,ITUT {2});传奇(视觉型的人,“ITU-T 0.41 FIR等纹波近似”，．．．“ITU-T 0.41 FIR频率采样近似”）

使用以下代码设计一个采样率为51.2 kHz的c消息加权过滤器。您可以选择从FIR频率采样或等纹波近似，或从基于[中指定的极点和零点的精确IIR实现极点和零点。6]．您可以通过选择“bell41009”设计方法获得IIR设计。FIR滤波器近似设计为满足标准规格(掩码)的最小阶数，以满足手边的采样率。

CMessageDesigner = fdesign.audioweighting (“WT”，“Cmessage”51.2 e3);CMessageFIR =设计(CMessageDesigner,“allfir”，“SystemObject”,真正的);setfilter(视觉型的人,CMessageFIR {1});addfilter(视觉型的人,CMessageFIR {2});传奇(视觉型的人,“c -消息FIR等纹波近似”，．．．' c -报文FIR频率采样近似'）

CMessageIIR =设计(CMessageDesigner,“bell41009”，“SystemObject”,真正的);setfilter(可视化工具,CMessageIIR);传奇(视觉型的人,“C-message加权(IIR)”）

结论

一些音频称重标准并没有指定精确的极点/零值，相反，它们指定了频率值、幅度和公差的列表。如果标准中没有指定精确的极点和零点，则根据上述频率值、衰减和容差列表，使用频率采样、等波纹或IIR最小p范数任意幅值近似设计滤波器。任意大小设计的滤波器阶数被选择为滤波器响应在容差掩模限制内的最小阶数。设计的目标规格掩模公差仅在奈奎斯特区间内。如果Fs/2小于标准规定的最大掩模频率值，则设计算法将努力满足Fs/2以下的规格。

在FIR设计中，等纹波设计方法通常比频率采样方法产生更低的滤波器阶数，但在大采样率时可能存在一些收敛问题。

参考文献

《声学测量加权网络的设计响应》，美国国家标准，ANSI S1.42-2001。

[2]《电声学声级计第1部分:规范》，IEC 61672-1，第一版2002-05。

《声音广播中音频噪声电压级的测量》，建议ITU-R BS.468-4(1970-1974-1978-1982-1986)。

[4] '用于电话类型电路的模拟参数测量的测量设备规范'，ITU-T建议0.41。

《影响语音频带数据传输测量技术的传输参数》，Bell系统技术参考，PUB 41009, 1972。

电信模拟传输参数的IEEE®标准设备要求和测量技术，IEEE Std 743-1995卷，Issue, 25, 1996年9月。