基于MATLAB软件的音乐合成毕业设计论文

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MATLAB 高级编程与工程应用 音乐合成 实验报告+源代码

MATLAB 高级编程与工程应用 音乐合成 实验报告+源代码
代码如下: sound_1_2_1.m clear;clc;close all; Fs = 8000; f = [523.25,523.25,587.33,392.00,349.23,349.23,293.67,392.00]; num = Fs*[0.5,0.25,0.25,1,0.5,0.25,0.25,1];
分析: 已知 F 调唱名与音名之对应关系如下:
音 1 对应的是 F,频率是4440 = 349.23Hz
212
音 2 对应的是 G,频率是4420 = 392.00Hz
212
音 5 对应的是 C,频率是4430 = 523.25Hz
212
音 6 下面加了点,对应的是 D 还要降一阶,频率是241542+01 = 293.67Hz 对于《东方红》的前四小节:
number = number + num(n);
end
sound(song,Fs);
%播放总的乐音
(2) 你一定注意到(1) 的乐曲中相邻乐音之间有“啪”的杂声,这是由于相位不 连续产生了高频分量。这种噪声严重影响合成音乐的质量,丧失真实感。为了 消除它,我们可以用图1.5 所示包络修正每个乐音,以保证在乐音的邻接处信 号幅度为零。此外建议用指数衰减的包络来表示1。
代码如下: sound_1_1.m clear;clc;close all;
Fs = 8000;
%定义抽样频率
f = [523.25,523.25,587.33,392.00,349.23,349.23,293.67,392.00];
num = Fs*[0.5,0.25,0.25,1,0.5,0.25,0.25,1];
t = 1/Fs:1/Fs:num(n)/Fs; H = zeros(1,num(n)); H(1:num(n)/5) = 10*Fs*t(1:num(n)/5)/num(n); H(num(n)/5 + 1:2*num(n)/5) = 2 - 5*Fs*( t(num(n)/5 + 1:2*num(n)/5) - t(num(n)/5) )/num(n); H(2*num(n)/5 + 1:4*num(n)/5) = ones(1,2*num(n)/5); H(4*num(n)/5 + 1:num(n)) = 1 - 5*Fs*( t(4*num(n)/5 + 1:num(n)) t(4*num(n)/5) )/num(n); song(number:number + num(n) - 1) = sin(2*pi*f(n)*t).*H; number = number + num(n); end sound(song,Fs);

基于MATLAB的音乐分析与合成演示程序的设计

基于MATLAB的音乐分析与合成演示程序的设计

!"#!$%&$'(')*+&,-./&$01$21(3$&)%)$%3%$$基于?.*F.3的音乐分析与合成演示程序的设计毛艺晓4王志鹏#南阳师范学院物理与电子工程学院!河南南阳!A D@B$#摘4要 利用\e M k e OG T#平台!设计了一个音乐分析与合成综合演示系统"用户通过简单的鼠标点击操作!就可以实现音乐载入*波形显示*频域分析*音乐合成以及音频播放等一系列功能"该演示系统可以让用户更直观地理解音乐信号分析与合成的基本原理!激发对音频信号分析和处理的兴趣"关键词 \e M k e O#音乐分析与合成#傅里叶变换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e M k e O#?FA/,B-B<D A/A B-:A D-789A/A#d=FH/9H7H B-A@=H?#绪论\e M k e O是是矩阵实验室'\B7H/P k B J=H B7=H D(的简称#是美国\B786=H.A公司出品的商业数学软件#可以进行矩阵运算"绘制函数和数据"实现算法"创建用户界面"连接其他编程语言的程序等#在信号处理领域已得到广泛的应用$$%& \e M k e O还可以快速生成G T#'图形用户界面(程序&图形用户界面程序由一系列按钮"菜单"列表框"滑动条和文本框等控件组成#用户只需要通过鼠标和键盘操作#就可以实现各种运算#实现相应功能#具有形象生动"方便灵活的特点#是现代软件普遍采用的一种交互方式&\e M k e O是一个数据分析和处理功能十分强大的工程实用软件#故运用它来进行音乐信号的采集"分析和处理相当便捷&"乐理知识介绍将调式中的音#从以主音开始到以主音结束#由低到高'叫做上行(#或者由高到低'叫做下行(以阶梯状排列起来#就叫做音阶&基本音阶为E调大音阶#也有!调"d调等&不同的音阶有不同的声音频率#而不同的声音频率也对应着不同的信号波形&利用软件模拟#可以用不同的频率代表不同的音阶#从而起到调节音调的作用#进而可以用数学方法模拟出原唱的效果$)%&由于不同的乐器其信号包络信号也不同#故在音乐合成研究中#常用少量的直线来近似表示复杂的包络形状&于是#乐音信号的波形包络就呈折线分布&同时#为了保证在两个乐音的邻接处信号幅度为零#也经常采用指数衰减的信号包络来表示&如果连接的音符产生了一个杂音#可以通过加包络来消噪音$(%&@音乐分析与合成演示平台的设计(&$主界面在音乐分析与合成演示平台的设计中#每个模块的G T#程序设计都包含两个部分内容!G T#界面设计和?文件设计&G T#界面设计可以利用\e M k e O提供的可视化G T#!`工具通过添加各种控件来完成*而?文件设计则主要根据界面设计#通过编写回调函数来实现相应的功能#音乐信号处理的功能均需在控件的回调函数中实现$3%&该音乐分析与合成演示系统的主界面如图$所示&主界面包含音乐信号分析和音乐信号合成两个子模块#分别点击对应的按钮就可以打开对应的子模块操作界面&图$G T#音乐信号设计主界面(&)音乐信号分析子模块该子模块的具有以下功能!'$(载入音频文件&用户点击载入音频按钮后#可载入#":科技风;<;=年;月科技创新计算机中的任意音频文件'&N B ;等(&载入完毕后#上方的坐标轴内将生成对应的时域波形&')(音频的播放&载入音频后#点击播放音乐按钮#可播放当前载入的音频文件内容&'((生成分析图像&完成'$(步骤后#在第一个弹出式菜单中选择一种分析种类'频谱分析*功率谱分析*倒谱分析(后#点击生成图像按钮#将会在右方的坐标轴内生成对应的图谱#如图)所示&图)音乐信号分析子界面'3(保存图像&用户在第二个弹出式菜单中选择一种保存图像类型'时域波形保存*频谱保存*功率谱保存*倒谱保存(后#点击保存图像按钮#将会弹出该类型图像的保存操作窗口'选择保存位置(#进行保存&该音乐信号分析子模块可以分别实现频谱分析"倒谱分析以及功率谱分析等功能$R %&(&(音乐信号合成子模块音乐信号合成子模块如图(所示&该模块可以用两种方法实现音乐信号的合成!'$(方法$'载入曲谱(!在弹出式菜单中选择一种歌曲片段'东方红*雪绒花*小步舞曲(后#点击合成音频信号按钮#将会在坐标轴中生成该歌曲的时域波形#点击播放音乐按钮后#将会播放当前选择的歌曲片段&选择输入中下拉菜单的第二个曲目.雪绒花/&通过部分歌曲音阶可知对应的频率为!('))0$&0()'(&00()'&0((3'&)(('))0$&0()0$&0(33%(3'&)((')33%3'(&55R)(&)R )0$&0()0$&0((3'&)((')(3'&)(()'&0()'(&00()'&0((3'&)(()'&0()'(&00)0$&0()'(&00()'&0()'(&00)0$&0()30&'3)0$&0(&每小节有两拍#一拍的时间是%&RA #因此各音节的持续时间分别为!%&R "%&)R "%&)R "$"%&R "%&)R "%&)R "$&在\e M k e O 中用一个行向量来存储这段音乐对应的抽样点#再用A =F-:函数播放音乐即可$0%&.雪绒花/的合成效果图如图(所示&图(-雪绒花.合成效果图44')(方法)'琴键输入(!通过按下琴键来输入音频信号#输入完毕后#点击播放按钮#将会按照顺序合成所有按下琴键的音频信号并生成对应的时域波形#同时播放合成的音频信号#点击重新输入按钮#之前输入的音频信号将被清除#可以重头开始输入&每个琴键都有对应的频率#因此可以通过G T #上的按键及\e M k e O 的相关函数实现琴键输入的效果&按下前三个白色琴键的输出效果图如图3所示&图3琴键输入效果图A 结语本文在\e M k e O)%$1@=H N /-:=N A $%的环境下#建立了一个音乐信号分析与合成演示程序&它以图形窗口为主窗口#加入了下拉菜单"控制按钮"坐标轴等模块#实现了音乐信号的采集"播放"处理#以及信号功率谱"频谱"倒谱图的分析和图形显示&另外#通过按钮可在\e M k e O 图形窗口上实现音乐信号的输入与合成#收到的效果清晰直观&参考文献%$&宋晓婷&利用\e M k e O 合成音乐的函数模拟实现与比对%[&&太原师范学院学报$自然科学版!)%$5!$1'$($)12()&%)&张林!王艳芬!张晓光!等&基于\B 7<B JG T #的数字信号处理演示平台设计%[&&实验技术与管理!)%$0!)3('$)($$R32$R1&%(&连丽红&基于\B 7<B J 的信号与系统实验平台开发%[&&实验技术与管理!)%$0'0($$R%2$R(&%3&罗湘娟!陈丽!谢超&基于\e M k e O 的音乐分析与合成研究%[&&科技经济导刊!)%$1'$R ($()&%R &金波&基于\B 7<B J 的+信号与系统,实验演示系统%[&&实验技术与管理!)%$$!)1'$)($$%32$%1&%0&闫红梅!吴冬梅!吴延海&\B 7<B J 在周期信号分解及频谱中的应用%[&&实验技术与管理!)%$0'R ($(12('!3(&基金项目 南阳师范学院教学研究项目')%$'2[K V [V O 20R !)%$12[K V [V O 2)%(#南阳师范学院课堂教学模式改革项目')%$'2[K V [a M 2)0(#南阳师范学院大学生实践教学活动创新项目'ISE S )%)%3)1(作者简介 毛艺晓'$''')4(!女!浙江舟山人!本科!主要研究方向$计算机技术应用"#通讯作者 王志鹏'$'5))4(!男!河南南阳人!副教授!主要研究方向$光学信息处理"""科技创新科技风;<;=年;月。

Matlab中的电子音乐制作与音频合成技术

Matlab中的电子音乐制作与音频合成技术

Matlab中的电子音乐制作与音频合成技术引言电子音乐制作是一种结合技术和艺术的创造过程,而Matlab作为一种强大的数学计算软件,不仅可以应用于科学研究和工程设计,也能够用于音频处理和音乐创作。

本文将介绍Matlab中的一些电子音乐制作和音频合成技术,探讨如何利用Matlab来实现音频效果的设计和实现。

1. Matlab中的音频处理工具Matlab提供了许多音频处理工具箱,如Audio System Toolbox和DSP System Toolbox。

这些工具箱包含了各种音频处理算法和函数,可以用于音频的录制、分析、编辑和合成等方面。

通过这些工具箱,用户可以实现各种音频效果,如均衡器、压缩器、延时器等,并可以对音频进行滤波、混响、合成等处理。

2. 音频合成技术音频合成是电子音乐制作的重要环节之一,它可以通过合成器、采样和合成算法等方式来生成各种音频信号。

Matlab中的音频合成技术主要通过生成相应的音频波形来实现。

2.1 合成器Matlab提供了很多合成器函数,如sine、square、sawtooth等,用于生成不同类型的音频波形。

用户可以通过调整参数,如频率、振幅、相位等来控制波形的特性。

这些合成器函数可以通过简单的数学公式来实现生成音频波形的过程,使用户能够灵活地创作各种音乐效果。

2.2 采样合成除了使用合成器函数生成音频波形外,Matlab还提供了采样合成技术,用户可以通过将各种音频样本进行采样和合成来实现音频合成。

这种方法可以将现实世界中的各种音频素材转化为数字信号,并通过合成算法进行处理和合成。

3. 音频效果的设计与实现Matlab中的音频处理工具箱提供了丰富的音频效果函数和滤波器设计工具,使用户能够设计和实现各种音频效果。

3.1 均衡器均衡器是一种常用的音频效果器,它可以调整不同频段的音量,改变音频频谱的平衡来达到音频加工的效果。

Matlab中可以使用filter函数和滤波器设计工具来设计和实现不同类型的均衡器。

基于matlab的优秀毕业设计论文很详细(有源程序)很严

基于matlab的优秀毕业设计论文很详细(有源程序)很严

河南农业大学本科生毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目语音信号的采集与分析学院专业班级学号姓名2009年月日语音信号的采集与分析作者:123 指导老师:456摘要语音信号的采集与分析技术是一门涉及面很广的交叉科学,它的应用和发展与语音学、声音测量学、电子测量技术以及数字信号处理等学科紧密联系。

其中语音采集和分析仪器的小型化、智能化、数字化以及多功能化的发展越来越快,分析速度较以往也有了大幅度的高。

本文简要介绍了语音信号采集与分析的发展史以及语音信号的特征、采集与分析方法,并通过PC机录制自己的一段声音,运用Matlab进行仿真分析,最后加入噪声进行滤波处理,比较滤波前后的变化。

关键词:语音信号,采集与分析,MatlabAudio signal acquisition and analysisAuthor:zhuyousong Teacher guidance:lifuqiangAbstractSpeech signal acquisition and analysis techniques are a wide range of cross-scientific,Its application and development of voice study, sound measurement study, electronic measuring technology, and digital signal processing disciplines, such as close contact。

Collection and analysis of voice one of the small-scale equipment, intelligence, digital and multi-functional development of more and more quickly, faster than the previous analysis has been substantially high。

利用MATLAB合成音乐的函数模拟实现与比对

利用MATLAB合成音乐的函数模拟实现与比对

利用MATLAB合成音乐的函数模拟实现与比对宋晓婷【摘要】文章将音乐的发声原理与数值巧妙联系,给出具体的定义及函数关系.利用数学公式计算出每个音符在不同曲调下的频率,再由MATLAB软件编译程序,结合乐理知识,结合钢琴键盘上各音符的间隔规律表示出各声调高低、延续时间、及音调间的衔接,停顿时间如果简单地用频率为0来设置,就不会有原曲的效果,经过调试,将其与时间函数联系再用0作积,可以任意控制每小节节拍,使其达到曲目要求.在此基础上,通过改进模型程序,加入指数函数使乐音听起来不再生硬,句尾会以光滑形式逐渐消失.改用傅里叶级数模拟出歌曲的原声效果,曲调欢快流畅,重音清晰,可以让人很快听出节拍,哼出曲调.文章以维吾尔族民歌《阿拉木汗》为例,通过4种不同方案的程序比对,肯定了傅里叶级数在波动模拟效果方面的优势,充分证实高等数学知识及相关软件在音乐谱曲方面的巨大作用.【期刊名称】《太原师范学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(017)001【总页数】6页(P27-32)【关键词】MATLAB;音高频率;包络;傅里叶变换【作者】宋晓婷【作者单位】山西建筑职业技术学院,山西太原 030619【正文语种】中文【中图分类】O242.1MATLAB 是一种用于算法开发、符号运算、数据可视化、数据分析以及数值运算的高级技术计算语言和交互式环境.它的应用范围非常广,包括信号和图像处理、仿真、通讯、控制系统设计、测量和测试、建模和分析以及计算生物学等众多应用领域.它还被称为矩阵实验软件,可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等.可以编写程序或调用存储函数解决数学问题,如初等数学的代数计算、三角函数求值;高等数学中的微积分计算;线性代数求解行列式、矩阵、线性方程组;微分方程求通解、特解;进行拉普拉斯变换,傅里叶级数的计算;还可以进行数据的筛检、对数据进行插值拟合、对未来数据的估测、给出误差分析等等多方面的应用,可以说是涉及面广,功能强大.1 相关知识先介绍一下乐理方面的相关知识,关于简谱和琴键的对应关系:基本音阶(是以全音、半音以及其他音程顺次排列的一串音)为C调大音阶,在钢琴上弹奏时全用白键,中央C是小字一组的do,也有D调、F调等.音阶分为“大音阶”和“小音阶”,即“大调式”和“靶〉魇”.大音阶由7个音组成,其中第3,4(即mi和fa)音之间和第7,8(即xi和高音do)音之间是半音程,其他音之间是全音程.小音阶第2,3(即re和mi)音之间和5,6(即so和la)音之间为半音程.这里不同的音高决定不同的声音频率,在软件中用不同的数值体现,起到调节音调的作用,经过数学公式调整可以模仿出原唱的效果.2 曲谱的公式化本文在MATLAB中表示乐音所用的抽样频率为fs=22 050 Hz,也就是所1 s钟内有22 050个点,根据抽样点数的多少就可表示出每个乐音持续时间的长短.给每个乐音定义存储对应的抽样点,再用sound函数播放即可.选编歌曲《阿拉木汗》部分简谱1=F 4/4图1 琴键与简谱的对应如图,4/4分母的4表示曲谱以四分音符为一拍,分子的4表示每小节4拍.利用MATLAB编写乐音需要区别每个音的节拍,确定其震动时间,数字下两横表示这个音是四分之一拍,4个这样的音为一拍;数字下一横表示这个音是二分之一拍,即半拍,两个这样的音为一拍;数字下方无横线表示这个音是一拍.数字之间的点代表半拍,这样可知每小节各个音节均为四拍.1=F表示小字一组的f1对应do的音,依次向前向后类推得表1.表1 常用琴键调高、音高、频率的关系F调5·低音so6·低音la7·低音xi1do2re3mi4fa琴键c1d1e1f1g1a1b1降1音高60626465676970频率Hz261 6293 7329 6349 2392 0440 0466 25so6la7xi1·高音do2·高音re3·高音mi4·高音fa5·高音soc2d2e2f2g2a2b2降1c37274767779818284523 3587 3659 3698 5784 0880 0932 31046.5注:1)频率是由公式f=440×2(p-69)/12根据p的值用MATLAB计算得到的. 2)由于mi与fa、高音mi与fa均是半音程,b1降1 和b2降1表示该键左侧上方的黑键,音高只相差1.虽然低音xi与do的音高也只相差1,但在琴键上此处正好分别位于e1和f1的位置,它们正好也是半音程,所以无需降1.3)表格只列出需要音高的数据,可根据实际向前或向后适当扩展.3 函数模拟音乐效果比对利用MATLAB的m文件编写音调和节拍程序如下,这里将低音so到高音so每个音调的一拍、半拍和四分之一拍给出定义,这个范围可以包括大多数歌曲的使用.若想保证所有曲谱的编写,只需将琴键上各个组别的音调类比给出定义即可.编写m文件如下[1]:3.1 有敲击声音,没空拍function g=key(p,n,fs)t=0∶1/fs∶4/n;g=(sin(2*pi*fre(p)*t));plot(g); %画出函数图像function f=fre(p)f=440*2^((p-69)/12).3.2 有敲击声音,有空拍由于每小节之间停顿的时间不同,要使歌曲听起来更逼真,就需要将此部分也考虑上.在前段程序中加入条件语句if和else,给空拍增加定义,且不能简单地定义为0,它的时间受节拍的控制,因此表达式与时间t有关,用0去乘之后,既有音调的无声体现,又涵盖相应的时间延续,控制每个乐音持续的时间要符合节拍,在歌曲播放出来时就会有空拍了.function g=key(p,n,fs)t=0∶1/fs∶4/n;if p==-1 %定义空拍g=0*(sin(2*pi*fre(p)*t));elseg=(sin(2*pi*fre(p)*t));endplot(g)function f=fre(p)f=440*2^((p-69)/12);3.3 指数函数对音乐的影响效果消除敲击声音这是由于相位不连续产生了高频分量[2].这里可以类比实际中铁轨的弯道和直线衔接处,如果直接相连则会产生曲率的突变,导致火车侧翻或出轨,通常使用一个和轨道长度及曲率半径相关的三次函数来衔接,使曲率由0逐渐增大至弯道值再相连,这样就不会有危险.我们可以采用指数衰减的包络修正每个乐音,以保证在乐音的邻接处信号幅度为0.给每个乐音加一个指数衰减的包络,使声音有个减弱的过程,音调的清晰度增加,似有回声效果.function g=key(p,n,fs)t=0∶1/fs∶4/n;tt=4/n∶-1/fs∶0;g=(sin(2*pi*fre(p)*t)).*exp(tt);plot(g);function f=fre(p)f=440*2^((p-69)/12).3.4 傅里叶技术对音乐的影响效果利用傅里叶技术在音乐中增加一些谐波分量[2],幅度要小于基波,不能掩盖住主体的音乐声调,需要加强声音的连贯程度.各个音结束时都有相对拉长的一个减弱过程,尾部音尤其明显.添加后声音比较浑厚,圆润饱满,在不会弹钢琴的情况下也能自己谱曲,享受一下自己的劳动果实.function g=key(p,n,fs)t=0∶1/fs∶4/n;tt=4/n∶-1/fs∶0;if p==-1g=0*(sin(2*pi*fre(p)*t)+0.2*sin(6*pi*fre(p)*t)).*exp(tt);elseg=(sin(2*pi*fre(p)*t)+0.2*sin(6*pi*fre(p)*t)).*exp(tt);endplot(g);function f=fre(p)f=440*2^((p-69)/12).如果声音还比较尖锐,有些许刺耳,可能是选择的基波频率不合适,或者可以再加入另一种频率的谐波,变换他们的系数进行调试可达到良好的效果.3.5 定义各音符频率、节拍、音调及空拍fs=22 050; %每秒振动次数,即频率t=0∶1/fs∶0.5; %每拍时间c1-4=key(60,4,fs); %低音so一拍c1-8=key(60,8,fs); %低音so半拍c1-16=key(60,16,fs); %低音so四分之一拍d1-4=key(62,4,fs); %低音la一拍d1-8=key(62,8,fs); %低音la半拍d1-16=key(62,16,fs); %低音la四分之一拍e1-4=key(64,4,fs); %低音xi一拍e1-8=key(64,8,fs); %低音xi半拍e1-16=key(64,16,fs); %低音xi四分之一拍f1-4=key(65,4,fs); %do一拍f1-8=key(65,8,fs); %do半拍f1-16=key(65,16,fs); %do四分之一拍g1-4=key(67,4,fs); %re一拍g1-8=key(67,8,fs); %re半拍g1-16=key(67,16,fs); %re 四分之一拍a1-83=key(69,8/3,fs); %mi 一拍半a1-4=key(69,4,fs); %mi 一拍a1-8=key(69,8,fs); %mi 半拍a1-16=key(69,16,fs); %mi 四分之一拍b1-4=key(70,4,fs); %fa 一拍b1-8=key(70,8,fs); %fa 半拍b1-16=key(70,16,fs); %fa 四分之一拍c2-4=key(72,4,fs); %so 一拍c2-8=key(72,8,fs); %so 半拍c2-16=key(72,16,fs); %so四分之一拍d2-4=key(74,4,fs); % la一拍d2-8=key(74,8,fs); % la半拍d2-16=key(74,16,fs); %la四分之一拍e2-4=key(76,4,fs); %xi一拍e2-8=key(76,8,fs); %xi半拍e2-16=key(76,16,fs); %xi四分之一拍f2-4=key(77,4,fs); %高音do一拍f2-8=key(77,8,fs); %高音do半拍f2-16=key(77,16,fs); %高音do四分之一拍g2-4=key(79,4,fs); %高音re一拍g2-8=key(79,8,fs); %高音re半拍g2-16=key(79,16,fs); %高音re四分之一拍a2-83=key(81,8/3,fs); %高音mi一拍半a2-4=key(81,4,fs); %高音mi一拍a2-8=key(81,8,fs); %高音mi半拍a2-16=key(81,16,fs); %高音mi四分之一拍b2-4=key(82,4,fs); %高音fa一拍b2-8=key(82,8,fs); %高音fa半拍b2-16=key(82,16,fs); %高音fa四分之一拍c3-4=key(84,4,fs); %高音so一拍c3-8=key(84,8,fs); %高音so半拍c3-16=key(84,16,fs); %高音so四分之一拍k-4=key (-1,4,fs); %空一拍k-8=key (-1,8,fs); %空半拍k-16=key (-1,16,fs); %空四分之一拍3.6 合成音乐part1=[c2-16 c2-16 c2-16 c2-16 c2-8 b1-8 a1-83 f2-8];%第十一部分重复part2=[e2-16 d2-16 a2-16 g2-16 f2-16 d2-16 e2-8 f2-8 k-8 k-4];part3=[c1-16 f1-16 f1-16 f1-16 e1-16 f1-16 g1-8 a1-83 f2-8];part4=[e2-16 d2-16 c2-16 b1-16 a1-16 f1-16 g1-8 f1-4 k-4];%第十部分重复part5=[k-8 c2-16 c2-16 c2-8 d2-8 f2-16 f2-16 f2-8 k-4];part6=[k-4 f2-16 f2-16 f2-8 d2-16 f2-16 d2-16 c2-16 c2-8 k-4];part7=[k-8 f2-16 f2-16 f2-8 f2-8 d2-16 f2-16 d2-16 c2-16 c2-8 a1-8]; part8=[k-8 c2-16 c2-16 a1-8 a1-8 g1-16 g1-16 a1-8 k-4];part9=[c1-16 f1-16 f1-16 f1-16 f1-8 g1-8 a1-83 f2-8];part12=[e2-16 d2-16 a2-16 g2-16 f2-16 d2-16 e2-8 f2-4 k-4];part13=[c2-16 c2-16 c2-16 c2-16 c2-8 b1-8 a2-83 f2-8];part14=[e2-16 f2-16 g2-16 a2-16 g2-16 d2-16 e2-8 f2-4 k-4];line1=[part3 part4 part3 part4 part5 part6 part7 part8 part9 part4];line2=[part1 part12];line3=[part13 part14];legend=[line1 line2 line3];sound(legend,fs)4 频谱分析图2 fs=1000波形振动图像频率可适当调整,图2是当fs=1 000临界值时的波形振动图像.频率越大图像越密,声音越流畅,更接近原声,通常取8 000,14 400等;频率取值越小图像分割越粗糙,声音不流畅,间隔明显,听起来与原声相差甚远.如fs=200则出错,低于1 000为无效的样本率.利用clear sound命令可以随时停止音乐播放.5 总结本设计用MATLAB构建的音乐合成程序简单易懂,可灵活多变,成功地实现了音乐的简单合成、音乐的降噪处理以及音乐的加傅里叶变换谐波处理,使得生涩的音乐逐步调整为优美动听的声音.利用软件的强大功能实时给出相应频率分析图像,更清晰地显示曲子的频率与曲调的关系.我们可以充分发挥自己的创新能力,通过选取不同的加工算法,对音乐分别处理,抑制噪声,改善音乐质量,便于人们欣赏品鉴.参考文献:【相关文献】[1] 杨晓华,孔令泉,王志刚,等.MATLAB权威指南[M].北京:机械工业出版社,2013[2] 李敏,张维维,姜明新,等.基于MATLAB的音乐分析与合成实验设计[J].大连民族学院学报,2010,12(3):269-271。

(总)基于MATLAB的简单音乐合成仿真设计.

(总)基于MATLAB的简单音乐合成仿真设计.

密级:学号:2013248731本科生毕业论文(设计)基于MATLAB的简单音乐合成仿真设计学院:信息工程年级: 13级专业:通信工程学生姓名:何世欣指导教师:魏涛学士学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文(设计)是本人在指导老师的指导下独立进行研究,所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文(设计)不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。

本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

学位论文作者签名(手写):签字日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

(请在以上相应方框内打“√”)学位论文作者签名(手写):指导老师签名(手写):签字日期:年月日签字日期:年摘要科学技术的发展使得社会生活越来越趋于信息化和数字化,在此基础上语音信号也可以基于数字信号处理技术和语音学相关知识进行信息化处理,此类技术因应用性广便捷性高受到社会的广泛关注,已成为信息科学工程与研究领域的核心技术,被越来越多的高科技产业广泛使用。

计算机合成音乐也在其基础上得以迅速普及,而且理论上可以创造出任何一种声音。

MATLAB是一种用于数据分析和处理的计算机应用软件,它可以将语音文件进行信息化处理转化为离散的数据文件,再通过内置强大的矩阵运算能力如数字滤波、时域和频域分析、傅里叶变换、时域和频域分析、声音合成以及各种图形的呈现等处理数据。

利用MATLAB自带的功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化,使人机交互更加便捷。

音乐可视为不同频率与振幅的正弦波叠加并加以不同包络所形成的信号,它的这个特点使得MATLAB的处理有了可能,通过处理不同的音频MATLAB可以进行简单的音乐合成。

MATLAB音乐合成

MATLAB音乐合成
x=x+E*(sin(a(music(n)).*t)).*u{n}; end sound(x,32000);
包络波形:
1.5 1
0.5 0
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
用指数衰减也不行。经过与同学对比,发现对音符间隔理解不用。如果向( 1) 中那样,第一个 5 演奏后,停顿一个音符,虽然更好听些,但是加包络以后,还 是会造成有高频分量。 所以改变方法,将 5 延长至下一个 5.
figure; subplot(3,1,1); plot(wave2proc); title( 'wave2proc' ); subplot(3,1,2); plot(sample2); title( 'sample2' ); subplot(3,1,3); plot(sample2-wave2proc'); title( 'sample2-wa ve2proc' );
K=2^(1/12); a0=220*pi/2; for n=1:20
a(n)=a0.*K^n; end b0=a0*2; for n=1:20
b(n)=b0.*K^n; end c0=a0*3; for n=1:20
c(n)=c0.*K^n; end
a(25)=0; b(25)=0; c(25)=0;
因为非线性谐波和噪声有一个共同点,就是随机产生,无周期性变化。 所以可以把波形进行若干次叠加,然后取平均值,可以想到,叠加次数越多,其 平均值就越接近于周期波形。 读出realwave波形,发现采样点为243,重复十次,可得周期为24.3,所以可 以将其延长至十倍,这样,周期就是整数。

MATLAB中的音乐合成和音频处理技术

MATLAB中的音乐合成和音频处理技术

MATLAB中的音乐合成和音频处理技术音乐是人类文化的一部分,而音频处理和音乐合成则是现代技术的重要应用之一。

在MATLAB中,我们可以利用其强大的信号处理功能和数值计算能力,实现高质量的音频处理和音乐合成。

本文将探讨MATLAB中的音乐合成和音频处理技术,并介绍一些常用的方法和工具。

一、音频处理技术音频处理技术是指对音频信号进行各种操作和处理,以改善音频质量或提取有用信息。

MATLAB提供了许多处理音频信号的函数和工具箱,例如音频导入、滤波、降噪、特征提取等。

1. 音频导入和播放在MATLAB中,我们可以使用audioread函数将音频文件导入到工作空间中,并使用sound函数或audioplayer对象来播放音频。

2. 滤波和均衡器滤波是音频处理中常用的技术之一,用于去除噪声或强调特定频率的信号。

MATLAB提供了一系列滤波器设计和滤波函数,如低通滤波、高通滤波、带通滤波等。

此外,还可以使用均衡器调整音频频谱的均衡度。

3. 降噪和音频增益降噪是一项重要的音频处理任务,用于减少噪声对音频质量的影响。

MATLAB 中有多种降噪算法可供选择,如傅里叶变换降噪、小波降噪等。

此外,还可以通过调节音频增益来增强信号的强度和清晰度。

4. 音频特征提取音频特征提取是指从音频信号中提取与语音内容、音乐信息等相关的特征。

MATLAB中可以使用信号处理工具箱的功能来提取音频特征,如时域特征(如能量、过零率等)、频域特征(如频谱、谱图等)、光谱特征(如梅尔频率倒谱系数、线性预测编码系数等)等。

5. 音频合成和效果处理除了信号处理和特征提取外,MATLAB还提供了强大的音频合成和效果处理功能。

我们可以使用音频合成算法生成各种音频信号,如正弦波、白噪声、方波等。

此外,还可以使用音频效果处理算法实现音频混响、合唱、失真等效果。

二、音乐合成技术音乐合成是指通过声音的合成和处理,生成逼真的音乐作品。

在MATLAB中,我们可以利用其丰富的信号处理和数值计算功能,实现各种音乐合成技术。

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毕业设计(论文)基于MATLAB的软件的音乐合成Music Synthesis Based On MATLABSoftware毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。

4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)指导教师:(签名)单位:(盖章)年月日评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)评阅教师:(签名)单位:(盖章)年月日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩:□优□良□中□及格□不及格教研室主任(或答辩小组组长):(签名)年月日教学系意见:系主任:(签名)年月日中文摘要针对信号与系统课程实验缺乏理论联系实际的问题,设计开发了基于MATLAB 的音乐分析与合成实验。

把信号与系统的概念及分析方法应用于生活实际,增进对傅里叶级数和傅里叶变换的理解,启发学习思路,激发学习热情,加深在工程领域的具体应用,提高分析问题和解决问题的能力。

语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音信号进行处理的新兴学科,是目前发展最为迅速的信息科学研究领域的核心技术之一。

通过语音传递信息是人类最重要、最有效、最常用和最方便的交换信息形式。

MATLAB语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用软件,它可以将声音文件变换为离散的数据文件,然后利用其强大的矩阵运算能力处理数据,如数字滤波、傅里叶变换、时域和频域分析、声音合成以及各种图形的呈现等,它的信号处理与分析工具箱为语音信号分析提供了十分丰富的功能函数。

利用这些功能函数可以快捷而又方便地完成语音信号的处理和分析以及信号的可视化,使人机交互更加便捷。

语音信号合成是MATLAB重要应用的领域之一,本设计针对现在大部分语音处理软件内容繁多、操作不便等问题,采用MATLAB7.0综合运用GUI 界面设计、各种函数调用等来实现语音信号的合成、降噪、傅里叶变换及滤波,程序界面简练,操作简便,具有一定的实际应用意义。

关键词:音乐分析与合成;MATLAB;傅里叶分析;信号与系统AbstractTo address the problem with experiments for the Signals and Systems course,that is there is a shortage of real- world applications of the theory,we designed and develop MATLAB-based music analysis and synthesis experiments,where the concepts and analysis methods about signals and systems are used in real- world applications. They help students increase their understanding of the Fourier Series and Fourier Transform,give them inspirations and add to their enthusiasm for studies. In addition,they help deepen their impression on signal analysis applications in engineering fields and improve their capabilities of analyzing and solving problems.Speech signal processing is to study the use of digital signal processing technology and knowledge of the voice signal voice processing of the emerging discipline is the fastest growing areas of information science one of the core technology. Transmission of information through the voice of humanity's most important, most effective, most popular and most convenient form of exchange of information. MATLAB language is a data analysis and processing functions are very powerful computer application software, sound files which can be transformed into discrete data files, then use its powerful ability to process the data matrix operations, such as digital filtering, Fourier transform, when domain and frequency domain analysis, sound playback and a variety of map rendering, and so on. Its signal processing and analysis toolkit for voice signal analysis provides a very rich feature function, use of these functions can be quick and convenient features complete voice signal processing and analysis and visualization of signals, makes computer interaction more convenient . MATLAB Signal Processing is one of the important areas of application. The design of voice-processing software for most of the content are numerous, easy to maneuver and so on, using MATLAB7.0 comprehensive use GUI interface design, various function calls to voice signals such as frequency, amplitude, Fourier transform and filtering, the program interface concise, simple, has some significance in practice.Key words: music analysis and synthesis; MATLAB; Fourier analysis; signals and systems目录中文摘要 (1)Abstract .......................................................................................................... I II 目录 (IV)前言 (1)第一章MATLAB概述 (1)1.1 MATLAB的发展 (1)1.2 MATLAB的主要功能 (2)1.2.1 数值计算和符号计算 (2)1.2.2 绘图功能 (2)1.2.3 MATLAB的语言体系 (3)1.2.4 MATLAB工具箱 (3)第2章乐理知识简介 (4)2.1 基波频率 (4)2.2 谐波频谱 (4)2.3包络波形 (4)第3章基于MATLAB的音乐合成的基本原理 (5)3.1 实验原理 (5)3.2 音乐分析与合成的MATLAB实现 (5)3.2.1 相关的MATLAB函数及其功能 (5)3.2.2实现过程中的难点处理 (6)3.2.3程序实现框图及误差分析 (6)第4章MATLAB合成音乐 (8)4.1 合成卡农音乐 (8)4.2 用包络修正每个乐音,消除噪音 (8)4.3用最简单的方法将4.2中的音乐分别升高和降低 (11)4.4在4.2中加入适量谐波,重新生成音乐 (11)第5章测试原始声音和频谱分析 (13)5.1 测试原始声音 (13)5.2对wave2prov进行傅立叶分析 (15)5.3对导入音乐的自动节拍分析和频率分析 (17)第6章重新合成卡农音乐 (18)6.1 用5.2分析出来的结果重新合成卡农音乐 (21)6.2 用5.3分析的结果重新合成卡农音乐 (21)第7章结论 (22)参考文献 (24)附录A: 音乐程序 (26)前言自20世纪80年代以来,出现了很多种科学计算语言。

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