音乐合成综合实验实验报告.doc

音乐合成综合报告电信08-10804020102张伟一、实验名称：音乐合成综合实验。二、实验目的：应用信号与系统MATLAB综合实验（高等教育出版社）第一章中所讲的MATLAB编程技术，在电子音乐合成领域做一些练习。通过本实验，熟练运用MATLAB基本指令，以及加强对傅里叶级数、变换的理解。三、实验设备仪器及材料：信号与系统MATLAB综合实验（高等教育出版社）、搭载windows xp操作系统的pc一台、MATLAB 7.0。四、试验方法及步骤（根据信号与系统MATLAB综合实验第六章第二节要求所作）6.2.1 简单的合成音乐 (1) 请根据东方红片断的简谱和“十二平均律”计算出该片断中各个乐音的频率，在MATLAB 中生成幅度为1 、抽样频率为8kHz 的正弦信号表示这些乐音。请用sound 函数播放每个乐音，听一听音调是否正确。最后用这一系列乐音信号拼出东方红片断，注意控制每个乐音持续的时间要符合节拍，用sound 播放你合成的音乐，听起来感觉如何？音调正确。 根据图6.1和图6.2，得出相应频率：“5”“C”：523.25Hz “6”“D”：587.33Hz “1”“F”：349.23Hz “2”“G”：392Hz “6（低音）”频率是“6”的一半：93.66Hz 用所给正弦信号生成各个乐音，拼出东方红片段，乐感不强，听起来感觉不出好坏，但通过与后面修改的所比较，还是能听出有区别。源代码：f=8000; t=0:1/f:4-1/f; t1=t(1:0.5*f); t2=t(0.5*f+1:0.75*f); t3=t(0.75*f+1:1*f); t4=t(1*f+1:2*f); t5=t(2*f+1:2.5*f); t6=t(2.5*f+1:2.75*f); t7=t(2.75*f+1:3*f); t8=t(3*f+1:4*f); voiceice1=sin(2*pi*523.25*t1); voiceice2=sin(2*pi*523.25*t2); voiceice3=sin(2*pi*587.33*t3); voiceice4=sin(2*pi*392*t4); voiceice5=sin(2*pi*349.23*t5); voiceice6=sin(2*pi*349.23*t6); voiceice7=sin(2*pi*293.66*t7); voiceice8=sin(2*pi*392*t8); voiceice=voiceice1,voiceice2,voiceice3,voiceice4,voiceice5,voiceice6,voiceice7,voiceice8; sound(voiceice);（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 6.5 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。 我采用指数衰减来处理此问题。给每个乐音加一个指数衰减的包络：保持每个语音的第一个采样点的值不变，最后一个采样点的值衰减至原来的1/e2，处理后有效使“啪啪”声音变小。源代码：f=8000; t=0:1/f:4-1/f; t1=t(1:0.5*f); t2=t(0.5*f+1:0.75*f); t3=t(0.75*f+1:1*f); t4=t(1*f+1:2*f); t5=t(2*f+1:2.5*f); t6=t(2.5*f+1:2.75*f); t7=t(2.75*f+1:3*f); t8=t(3*f+1:4*f); voice1=exp(-2*t1).*sin(2*pi*523.25*t1); voice2=exp(4*(0.5-t2).*sin(2*pi*523.25*t2); voice3=exp(4*(0.75-t3).*sin(2*pi*587.33*t3); voice4=exp(1*(1-t4).*sin(2*pi*392*t4); voice5=exp(2*(2-t5).*sin(2*pi*349.23*t5); voice6=exp(4*(2.5-t6).*sin(2*pi*349.23*t6); voice7=exp(4*(2.75-t7).*sin(2*pi*293.66*t7); voice8=exp(1*(3-t8).*sin(2*pi*392*t8); voice=voice1,voice2,voice3,voice4,voice5,voice6,voice7,voice8; sound(voice);（3）请用最简单的方法将 (2) 中的音乐分别升高和降低一个八度。 （提示：音乐播放的时间可以变化）再难一些，请用resample 函数（也可以用 interp 和 decimate 函数） 将上述音乐升高半个音阶。 间隔八度的音的频率是2倍关系，在合成声音时，在正弦信号内添加系数改变其频率，这样可到升高和降低八度的音乐。升高半个音阶：用resample函数本采样频率。源代码：升高八度f=8000; t=0:1/f:4-1/f; t1=t(1:0.5*f); t2=t(0.5*f+1:0.75*f); t3=t(0.75*f+1:1*f); t4=t(1*f+1:2*f); t5=t(2*f+1:2.5*f); t6=t(2.5*f+1:2.75*f); t7=t(2.75*f+1:3*f); t8=t(3*f+1:4*f);voiceice1=exp(-4*t1).*sin(4*pi*523.25*t1); voiceice2=exp(8*(0.5-t2).*sin(4*pi*523.25*t2); voiceice3=exp(8*(0.75-t3).*sin(4*pi*587.33*t3); voiceice4=exp(2*(1-t4).*sin(4*pi*392*t4); voiceice5=exp(4*(2-t5).*sin(4*pi*349.23*t5); voiceice6=exp(8*(2.5-t6).*sin(4*pi*349.23*t6); voiceice7=exp(8*(2.75-t7).*sin(4*pi*293.66*t7); voiceice8=exp(2*(3-t8).*sin(4*pi*392*t8); voiceice=voiceice1,voiceice2,voiceice3,voiceice4,voiceice5,voiceice6,voiceice7,voiceice8; sound(voiceice);降低八度f=8000; t=0:1/f:4-1/f; t1=t(1:0.5*f); t2=t(0.5*f+1:0.75*f); t3=t(0.75*f+1:1*f); t4=t(1*f+1:2*f); t5=t(2*f+1:2.5*f); t6=t(2.5*f+1:2.75*f); t7=t(2.75*f+1:3*f); t8=t(3*f+1:4*f); voiceice1=exp(-4*t1).*sin(pi*523.25*t1); voiceice2=exp(8*(0.5-t2).*sin(pi*523.25*t2); voiceice3=exp(8*(0.75-t3).*sin(pi*587.33*t3); voiceice4=exp(2*(1-t4).*sin(pi*392*t4); voiceice5=exp(4*(2-t5).*sin(pi*349.23*t5); voiceice6=exp(8*(2.5-t6).*sin(pi*349.23*t6); voiceice7=exp(8*(2.75-t7).*sin(pi*293.66*t7); voiceice8=exp(2*(3-t8).*sin(pi*392*t8); voiceice=voiceice1,voiceice2,voiceice3,voiceice4,voiceice5,voiceice6,voiceice7,voiceice8; sound(voiceice);（4）试着在(2)的音乐中增加一些谐波分量，听一听音乐是否更有“厚度”了？注意谐波分量的能量要小，否则掩盖住基音反而听不清音调了。（如果选择基波幅度为 1 ，二次谐波幅度0.2，三次谐波幅度0.3，听起来像不像风琴？）没有听过单独听过风琴，所以不太清楚像不像风琴。f=8000; t=0:1/f:4-1/f; t1=t(1:0.5*f); t2=t(0.5*f+1:0.75*f); t3=t(0.75*f+1:1*f); t4=t(1*f+1:2*f); t5=t(2*f+1:2.5*f); t6=t(2.5*f+1:2.75*f); t7=t(2.75*f+1:3*f); t8=t(3*f+1:4*f); p1=523.25; p2=523.25; p3=587.33; p4=392; p5=349.23; p6=349.23; p7=293.66; p8=392; voiceice1=exp(-4*t1).*(sin(2*pi*p1*t1)+0.2*sin(4*pi*p1*t1)+0.3*sin(6*pi*p1*t1); voiceice2=exp(8*(0.5-t2).*(sin(2*pi*p2*t2)+0.2*sin(4*pi*p2*t2)+0.3*sin(6*pi*p2*t2); voiceice3=exp(8*(0.75-t3).*(sin(2*pi*p3*t3)+0.2*sin(4*pi*p3*t3)+0.3*sin(6*pi*p3*t3); voiceice4=exp(2*(1-t4).*(sin(2*pi*p4*t4)+0.2*sin(4*pi*p4*t4)+0.3*sin(6*pi*p4*t4); voiceice5=exp(4*(2-t5).*(sin(2*pi*p5*t5)+0.2*sin(4*pi*p5*t5)+0.3*sin(6*pi*p5*t5); voiceice6=exp(8*(2.5-t6).*(sin(2*pi*p6*t6)+0.2*sin(4*pi*p6*t6)+0.3*sin(6*pi*p6*t6); voiceice7=exp(8*(2.75-t7).*(sin(2*pi*p7*t7)+0.2*sin(4*pi*p7*t7)+0.3*sin(6*pi*p7*t7); voiceice8=exp(2*(3-t8).*(sin(2*pi*p8*t8)+0.2*sin(4*pi*p8*t8)+0.3*sin(6*pi*p8*t8); voiceice=voiceice1,voiceice2,voiceice3,voiceice4,voiceice5,voiceice6,voiceice7,voiceice8; sound(voiceice); （5）自选其它音乐合成，例如贝多芬第五交响乐的开头两小节。 我选择的是一分钱的主要旋律，简谱如下：1=D 2/45 1 | 6 1 5 | 3 5 2 3 | 5 0 | 3 5 6 1 | 5 6 5 3 | 5 1 3 | 2 0 |源代码：f=8000; t=0:1/f:3.5-1/f;t1=t(1:0.5*f); t2=t(0.5*f+1:1*f); t3=t(1*f+1:1.25*f); t4=t(1.25*f+1:1.5*f); t5=t(1.5*f+1:2*f); t6=t(2*f+1:2.25*f); t7=t(2.25*f+1:2.5*f); t8=t(2.5*f+1:2.75*f); t9=t(2.75*f+1:3*f);t10=t(3*f+1:3.5*f);voiceice1=exp(-2*t1).*sin(2*pi*392*t1); voiceice2=exp(2*(0.5-t2).*sin(2*pi*261.63*t2); voiceice3=exp(4*(1-t3).*sin(2*pi*440*t3); voiceice4=exp(4*(1.25-t4).*sin(2*pi*261.63*t4); voiceice5=exp(2*(1.5-t5).*sin(2*pi*392*t5); voiceice6=exp(4*(2-t6).*sin(2*pi*329.63*t6); voiceice7=exp(4*(2.25-t7).*sin(2*pi*392*t7); voiceice8=exp(4*(2.5-t8).*sin(2*pi*293.66*t8);voiceice9=exp(4*(2.75-t9).*sin(2*pi*329.63*t9); voiceice10=exp(2*(3-t10).*sin(2*pi*392*t10); voiceice=voiceice1,voiceice2,voiceice3,voiceice4,voiceice5,voiceice6,voiceice7,voiceice8,voiceice9,voiceice10; sound(voiceice);后面附上东方红和一分钱的源文件Untitled.m与YFQ.m