gammatoneFilterBankgydF4y2Ba

伽玛通滤波器组gydF4y2Ba

展开全部页面gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

gammatoneFilterBankgydF4y2Ba通过在ERB标度上等距的一组- matone滤波器来分解信号。伽玛通滤波器组被设计用来模拟人类听觉系统。gydF4y2Ba

模拟人类听觉系统:gydF4y2Ba

创建gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba对象并设置其属性。gydF4y2Ba
使用参数调用对象，就像调用函数一样。gydF4y2Ba

有关系统对象如何工作的详细信息，请参见gydF4y2Ba什么是系统对象?gydF4y2Ba

创建gydF4y2Ba

语法gydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBankgydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBank(range)gydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBank(范围，numFilts)gydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBank(range,numFilts,fs)gydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBank(gydF4y2Ba___gydF4y2Ba、名称、值)gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

gammaFiltBankgydF4y2Ba= gammatoneFilterBankgydF4y2Ba返回一个伽玛通滤波器组。随着时间的推移，对象在每个输入通道中独立地过滤数据。gydF4y2Ba

gammaFiltBankgydF4y2Ba= gammatoneFilterBank(范围)gydF4y2Ba设置gydF4y2Ba范围gydF4y2Ba财产gydF4y2Ba范围gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

gammaFiltBankgydF4y2BanumFilts = gammatoneFilterBank(范围)gydF4y2Ba设置gydF4y2BaNumFiltersgydF4y2Ba财产gydF4y2BanumFiltsgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

gammaFiltBankgydF4y2Ba= gammatoneFilterBank(范围、numFilts fs)gydF4y2Ba设置gydF4y2BaSampleRategydF4y2Ba财产gydF4y2BafsgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

gammaFiltBankgydF4y2Ba= gammatoneFilterBank (gydF4y2Ba___gydF4y2Ba，gydF4y2Ba名称,值gydF4y2Ba）gydF4y2Ba将每个属性名称设置为指定的值。未指定的属性有默认值。gydF4y2Ba

例子:gydF4y2BagammaFiltBank = gammatoneFilterBank([62.5,12e3]，'SampleRate'，24e3)gydF4y2Ba创建一个伽玛通滤波器组，gydF4y2BagammaFiltBankgydF4y2Ba，带通滤波器位于62.5 Hz至12 kHz之间。gydF4y2BagammaFiltBankgydF4y2Ba工作在24千赫的采样率。gydF4y2Ba

属性gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

除非另有说明，属性为gydF4y2BanontunablegydF4y2Ba，这意味着在调用对象后不能更改它们的值。对象在调用时锁定，而gydF4y2Ba释放gydF4y2Ba功能解锁它们。gydF4y2Ba

如果属性为gydF4y2Ba可调gydF4y2Ba，您可以随时更改其值。gydF4y2Ba

有关更改属性值的详细信息，请参见gydF4y2Ba使用系统对象的MATLAB系统设计gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

`FrequencyRangegydF4y2Ba`- - - - - -gydF4y2Ba滤波器组频率范围(Hz)gydF4y2Ba
`[8000]gydF4y2Ba`(默认)|gydF4y2Ba单调递增值的两元行向量gydF4y2Ba

滤波器组的频率范围，以Hz为单位，指定为单调递增值的两元素行向量。gydF4y2Ba

可调:gydF4y2Ba没有gydF4y2Ba

`NumFiltersgydF4y2Ba`- - - - - -gydF4y2Ba过滤器数量gydF4y2Ba
`32gydF4y2Ba`(默认)|gydF4y2Ba正整数标量gydF4y2Ba

筛选器组中的筛选器数量，指定为正整数标量。gydF4y2Ba

可调:gydF4y2Ba没有gydF4y2Ba

`SampleRategydF4y2Ba`- - - - - -gydF4y2Ba输入采样率(Hz)gydF4y2Ba
`16000gydF4y2Ba`(默认)|gydF4y2Ba积极的标量gydF4y2Ba

输入采样率(以Hz为单位)，指定为正标量。gydF4y2Ba

可调:gydF4y2Ba是的gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

使用gydF4y2Ba

语法gydF4y2Ba

audioOut = gammaFiltBank(audioIn)gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

audioOutgydF4y2Ba= gammaFiltBank (gydF4y2BaaudioIngydF4y2Ba）gydF4y2Ba对输入应用伽玛通滤波器组并返回过滤后的输出。gydF4y2Ba

输入参数gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

`audioIngydF4y2Ba`- - - - - -gydF4y2Ba音频输入到滤波器组gydF4y2Ba
标量gydF4y2Ba|gydF4y2Ba向量gydF4y2Ba|gydF4y2Ba矩阵gydF4y2Ba

滤波器组的音频输入，指定为标量、向量或矩阵。如果指定为矩阵，列将被视为独立的音频通道。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

输出参数gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

`audioOutgydF4y2Ba`-从滤波器组输出音频gydF4y2Ba
标量|向量|矩阵|三维数组gydF4y2Ba

滤波器组的音频输出，以标量、矢量、矩阵或3-D数组的形式返回。的形状gydF4y2BaaudioOutgydF4y2Ba取决于形状gydF4y2BaaudioIngydF4y2Ba而且gydF4y2BaNumFiltersgydF4y2Ba．如果gydF4y2BaaudioIngydF4y2Ba是一个gydF4y2Ba米gydF4y2Ba——- - - - - -gydF4y2BaNgydF4y2Ba矩阵,然后gydF4y2BaaudioOutgydF4y2Ba返回为gydF4y2Ba米gydF4y2Ba——- - - - - -gydF4y2BaNumFiltersgydF4y2Ba——- - - - - -gydF4y2BaNgydF4y2Ba数组中。如果gydF4y2BaNgydF4y2Ba那么是1gydF4y2BaaudioOutgydF4y2Ba作为矩阵返回。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

对象的功能gydF4y2Ba

要使用对象函数，请指定System对象™作为第一个输入参数。例如，释放system对象的系统资源gydF4y2BaobjgydF4y2Ba，使用这种语法:gydF4y2Ba

发行版(obj)gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

特定于gydF4y2Ba`gammatoneFilterBankgydF4y2Ba`

`fvtoolgydF4y2Ba`	可视化滤波器组gydF4y2Ba
`freqzgydF4y2Ba`	计算频率响应gydF4y2Ba
`getCenterFrequenciesgydF4y2Ba`	滤波器中心频率gydF4y2Ba
`getBandwidthsgydF4y2Ba`	获取过滤器带宽gydF4y2Ba
`多项式系数gydF4y2Ba`	获取滤波器系数gydF4y2Ba
`信息gydF4y2Ba`	获取筛选器信息gydF4y2Ba

所有系统对象通用gydF4y2Ba

`一步gydF4y2Ba`	运行gydF4y2Ba系统对象gydF4y2Ba算法gydF4y2Ba
`释放gydF4y2Ba`	释放资源并允许更改gydF4y2Ba系统对象gydF4y2Ba属性值和输入特征gydF4y2Ba
`重置gydF4y2Ba`	重置的内部状态gydF4y2Ba系统对象gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

应用伽玛通滤波器组gydF4y2Ba

打开脚本gydF4y2Ba

为16千赫采样率创建一个默认的伽玛通滤波器组。gydF4y2Ba

Fs = 16e3;gammaFiltBank = gammatoneFilterBank(采样率=fs)gydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBank with properties: FrequencyRange: [50 8000] NumFilters: 32 SampleRate: 16000gydF4y2Ba

使用gydF4y2BafvtoolgydF4y2Ba为了可视化滤波器组的响应。gydF4y2Ba

fvtool (gammaFiltBank)gydF4y2Ba

通过滤波器组处理高斯白噪声。使用频谱分析仪查看滤波器输出的频谱。gydF4y2Ba

sa =光谱分析仪(SampleRate=16e3，gydF4y2Ba.．.gydF4y2BaPlotAsTwoSidedSpectrum = false,gydF4y2Ba.．.gydF4y2BaFrequencyScale =gydF4y2Ba“日志”gydF4y2Ba）;gydF4y2Ba为gydF4y2BaI = 1:5000 x = randn(256,1);y = gammaFiltBank(x);sa (y);gydF4y2Ba结束gydF4y2Ba

分析与综合gydF4y2Ba

打开实时脚本gydF4y2Ba

这个例子说明了一种非最优但简单的分析和综合方法gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

读入音频文件并听其内容。gydF4y2Ba

[audioIn,fs] = audioread(gydF4y2Ba“Counting-16-44p1-mono-15secs.wav”gydF4y2Ba）;声音(audioIn fs)gydF4y2Ba

创建默认值gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba．滤波器组的默认频率范围为50 ~ 8000hz。超出这个范围的频率在重建信号中被衰减。gydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBank(gydF4y2Ba“SampleRate”gydF4y2Bafs)gydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBank with properties: FrequencyRange: [50 8000] NumFilters: 32 SampleRate: 44100gydF4y2Ba

将音频信号通过伽玛通滤波器组。输出为32个通道，其中通道的数量由gydF4y2BaNumFiltersgydF4y2Ba的属性gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

audioOut = gammaFiltBank(audioIn);[N,numChannels] = size(audioOut)gydF4y2Ba

N = 685056gydF4y2Ba

numChannels = 32gydF4y2Ba

为了重建原始信号，对信道进行求和。听结果。gydF4y2Ba

reconstructedSignal = sum(audioOut,2);声音(reconstructedSignal fs)gydF4y2Ba

伽玛通滤波器组为输出信道引入了各种群时延，导致重构效果不佳。要补偿组延迟，请从各个通道中删除开始延迟，并对通道的末端进行零填充。使用gydF4y2Ba信息gydF4y2Ba来得到组延迟。听群时延补偿重构。gydF4y2Ba

infoStruct = info(gammaFiltBank);groupDelay = round(infostruct . groupdelayed);gydF4y2Ba简单起见gydF4y2BaaudioPadded = [audioOut;zero (max(groupDelay)，gammaFiltBank.NumFilters)];gydF4y2Ba为gydF4y2Bai = 1:gammaFiltBank。NumFiltersaudioOut（:,i) = audioPadded(groupDelay(i)+1:N+groupDelay(i),i);结束gydF4y2BareconstructedSignal = sum(audioOut,2);声音(reconstructedSignal fs)gydF4y2Ba

创建伽马谱图gydF4y2Ba

打开实时脚本gydF4y2Ba

读入音频信号，并将其转换为单声道，便于可视化。gydF4y2Ba

[音频，fs] = audioread(gydF4y2Ba“waveguideloopone - 24 - 96立体声- 10 - secs.aif”gydF4y2Ba）;音频= mean(音频，2);gydF4y2Ba

创建一个gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba有64个滤波器，范围为62.5到20,000 Hz。让音频信号通过滤波器组。gydF4y2Ba

gammaFiltBank = gammatoneFilterBank(gydF4y2Ba“SampleRate”gydF4y2Bafs,gydF4y2Ba.．.gydF4y2Ba“NumFilters”gydF4y2Ba, 64,gydF4y2Ba.．.gydF4y2Ba“FrequencyRange”gydF4y2Ba, 62.5, 20 e3);audioOut = gammaFiltBank(音频);gydF4y2Ba

使用50 ms窗口和25 ms重叠计算每个波段的能量。使用gydF4y2Badsp。AsyncBuffergydF4y2Ba将信号划分为重叠的窗口，然后记录每个通道每个窗口的均方根值。gydF4y2Ba

samplesPerFrame = round(0.05*fs);samplesOverlap = round(0.025*fs);buff = dsp.AsyncBuffer(数字(音频));写(浅黄色,audioOut。^ 2);sink = dsp.AsyncBuffer(数字(音频));gydF4y2Ba而gydF4y2Ba迷。NumUnreadSamples > 0 currentFrame = read(buff,samplesPerFrame,samplesOverlap); write(sink,mean(currentFrame,1));结束gydF4y2Ba

将能量值转换为dB。画出每个波段随时间变化的能量。gydF4y2Ba

gammatoneSpec = read(sink);D = 20*log10(gammatoneSpec');timeVector = ((samplesPerFrame-samplesOverlap)/fs)*(0:size(D,2)-1);cf = getCenterFrequencies(gammaFiltBank)./1e3;冲浪(timeVector, cf, D,gydF4y2Ba“EdgeColor”gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“没有”gydF4y2Ba) ([timeVector(1) timeVector(end) cf(1) cf(end)]) view([0 90]) caxis([-150，-60]) colorbar xlabel(gydF4y2Ba“时间(s)”gydF4y2Ba) ylabel (gydF4y2Ba的频率(赫兹)gydF4y2Ba）gydF4y2Ba

图中包含一个轴对象。axis对象包含一个surface类型的对象。gydF4y2Ba

算法gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

伽玛通滤波器组通常用作耳蜗模拟的前端，它将复杂的声音转换为多通道活动模式，就像在听觉神经中观察到的那样。gydF4y2Ba[２]gydF4y2Ba的gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba中描述的算法gydF4y2Ba[1]gydF4y2Ba．该算法是本文中提出的思想的实现gydF4y2Ba[２]gydF4y2Ba．伽玛通滤波器组的设计可分为两部分:滤波器形状(伽玛通)和频率尺度。等效矩形带宽(ERB)尺度定义了伽玛通滤波器的相对间距和带宽。ERB量表的推导也提供了听觉过滤反应的估计值，这与伽玛通滤波器非常相似。gydF4y2Ba

频率范围gydF4y2Ba

采用缺口噪声掩蔽法确定ERB尺度。这种方法包括一种听力测试，其中缺口噪声以音调为中心。调整音调的功率，并记录可听阈值(音调被听到所需的功率)。对不同的缺口宽度和中心频率进行了重复实验。gydF4y2Ba

缺口噪声方法假定可听阈值对应于理论听觉滤波器输出端的恒定信掩比。也就是幂的比值gydF4y2BafgydF4y2Ba_cgydF4y2Ba色调和阴影面积是不变的。因此，可听阈值与2Δ的关系gydF4y2BafgydF4y2Ba(陷波带宽)与通过滤波器的噪声与2Δ之间的关系线性相关gydF4y2BafgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

关于Δ的函数的导数gydF4y2BafgydF4y2Ba对通过滤波器的噪声进行估计，得到听觉滤波器的形状。因为ΔgydF4y2BafgydF4y2Ba与通过滤波器的噪声功率成反比关系，函数的导数必须乘以-1。由此产生的听觉滤波器形状通常近似为roex滤波器。gydF4y2Ba

听觉滤波器的等效矩形带宽定义为通过与听觉滤波器相同噪声功率所需的矩形滤波器的宽度。gydF4y2Ba

[4]gydF4y2Ba将ERB定义为听力正常且噪音水平适中的年轻听众的中心频率的函数:gydF4y2Ba

$ERBgydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba 24.7gydF4y2Ba （gydF4y2Ba 0.00437gydF4y2Ba {fgydF4y2Ba}_{cgydF4y2Ba} +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ）gydF4y2Ba$

ERB尺度(ERB)是ERB与中心频率之间关系的延伸，由ERB函数的倒数积分得到:gydF4y2Ba

$erbgydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba 21.4gydF4y2Ba {日志gydF4y2Ba}_{10gydF4y2Ba} （gydF4y2Ba 0.00437gydF4y2Ba fgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ）gydF4y2Ba$

为了设计一个- matone滤波器组，gydF4y2Ba[２]gydF4y2Ba建议按带宽比例分配滤波器的中心频率。为了做到这一点，gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba将中心频率定义为ERB刻度上的线性间隔，用所需数量的滤波器覆盖指定的频率范围。属性可以指定频率范围和所需的滤波器数量gydF4y2BaFrequencyRangegydF4y2Ba而且gydF4y2BaNumFiltersgydF4y2Ba属性。gydF4y2Ba

Gammatone过滤器gydF4y2Ba

引入了- matone滤波器gydF4y2Ba[3]gydF4y2Ba．连续脉冲响应为:gydF4y2Ba

$ggydF4y2Ba （gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba {tgydF4y2Ba}^{ngydF4y2Ba -gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba} {egydF4y2Ba}^{-gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba bgydF4y2Ba tgydF4y2Ba} 因为gydF4y2Ba （gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba πgydF4y2Ba {fgydF4y2Ba}_{cgydF4y2Ba} tgydF4y2Ba +gydF4y2Ba ϕgydF4y2Ba ）gydF4y2Ba$

在哪里gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba——振幅因子gydF4y2Ba
tgydF4y2Ba——时间单位为秒gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba——过滤器顺序(设置为4以模拟人类听力)gydF4y2Ba
fgydF4y2Ba_cgydF4y2Ba——中心频率gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba——带宽，设置为1.019*gydF4y2Bahz2erbgydF4y2Ba（gydF4y2BafgydF4y2Ba_cgydF4y2Ba）gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
ϕgydF4y2Ba——相位因子gydF4y2Ba

伽玛通滤波器类似于从缺口噪声实验中得到的roex滤波器。gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba实现数字滤波器作为四个二阶部分的级联，如中所述gydF4y2Ba[1]gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

斯兰尼，马尔科姆。“帕特森-霍尔兹沃斯听觉滤波器库的有效实现”苹果电脑技术报告35,1993。gydF4y2Ba

[2]帕特森，R. D.， K.罗宾逊，J.霍尔兹沃斯，D.麦基翁，C.张，M.阿勒汉德。“复杂的声音和听觉图像。”gydF4y2Ba听觉生理与知觉gydF4y2Ba．1992，第429-446页。gydF4y2Ba

[3]艾尔森，a.m.h.j.， p.i.m.约翰尼斯玛。“草蛙听觉神经元的频谱接受场。”gydF4y2Ba生物控制论gydF4y2Ba．第38卷，1980年第4期，第223-234页。gydF4y2Ba

[4]格莱斯伯格，布莱恩·R·和布莱恩·c·j·摩尔。从缺口噪声数据中推导听觉滤波器形状gydF4y2Ba听力的研究gydF4y2Ba．卷,47岁。1990年第1-2期，第103 -138页。gydF4y2Ba

扩展功能gydF4y2Ba

C/ c++代码生成gydF4y2Ba
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。gydF4y2Ba

使用注意事项和限制:gydF4y2Ba

系统对象在MATLAB代码生成gydF4y2Ba(MATLAB编码器)gydF4y2Ba

版本历史gydF4y2Ba

在R2019a中引入gydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

octaveFilterBankgydF4y2Ba|gydF4y2BacrossoverFiltergydF4y2Ba

gammatoneFilterBankgydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

创建gydF4y2Ba

语法gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

属性gydF4y2Ba

FrequencyRangegydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba滤波器组频率范围(Hz)gydF4y2Ba[8000]gydF4y2Ba(默认)|gydF4y2Ba单调递增值的两元行向量gydF4y2Ba

NumFiltersgydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba过滤器数量gydF4y2Ba32gydF4y2Ba(默认)|gydF4y2Ba正整数标量gydF4y2Ba

SampleRategydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba输入采样率(Hz)gydF4y2Ba16000gydF4y2Ba(默认)|gydF4y2Ba积极的标量gydF4y2Ba

使用gydF4y2Ba

语法gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

输入参数gydF4y2Ba

audioIngydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba音频输入到滤波器组gydF4y2Ba标量gydF4y2Ba|gydF4y2Ba向量gydF4y2Ba|gydF4y2Ba矩阵gydF4y2Ba

输出参数gydF4y2Ba

audioOutgydF4y2Ba-从滤波器组输出音频gydF4y2Ba标量|向量|矩阵|三维数组gydF4y2Ba

对象的功能gydF4y2Ba

特定于gydF4y2BagammatoneFilterBankgydF4y2Ba

所有系统对象通用gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

应用伽玛通滤波器组gydF4y2Ba

分析与综合gydF4y2Ba

创建伽马谱图gydF4y2Ba

算法gydF4y2Ba

频率范围gydF4y2Ba

Gammatone过滤器gydF4y2Ba

参考文献gydF4y2Ba

扩展功能gydF4y2Ba

C/ c++代码生成gydF4y2Ba使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。gydF4y2Ba

版本历史gydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

`FrequencyRangegydF4y2Ba`- - - - - -gydF4y2Ba滤波器组频率范围(Hz)gydF4y2Ba
`[8000]gydF4y2Ba`(默认)|gydF4y2Ba单调递增值的两元行向量gydF4y2Ba

`NumFiltersgydF4y2Ba`- - - - - -gydF4y2Ba过滤器数量gydF4y2Ba
`32gydF4y2Ba`(默认)|gydF4y2Ba正整数标量gydF4y2Ba

`SampleRategydF4y2Ba`- - - - - -gydF4y2Ba输入采样率(Hz)gydF4y2Ba
`16000gydF4y2Ba`(默认)|gydF4y2Ba积极的标量gydF4y2Ba

`audioIngydF4y2Ba`- - - - - -gydF4y2Ba音频输入到滤波器组gydF4y2Ba
标量gydF4y2Ba|gydF4y2Ba向量gydF4y2Ba|gydF4y2Ba矩阵gydF4y2Ba

`audioOutgydF4y2Ba`-从滤波器组输出音频gydF4y2Ba
标量|向量|矩阵|三维数组gydF4y2Ba

特定于gydF4y2Ba`gammatoneFilterBankgydF4y2Ba`

C/ c++代码生成gydF4y2Ba
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。gydF4y2Ba