Лабораторна робота №4 психоакустична модель аудiосигналу з iКМ

Лабораторна робота № 4.4 ПСИХОАКУСТИЧНА МОДЕЛЬ АУДİОСИГНАЛУ З İКМ Мета роботи: здобуття навичок у побудові психоакустичної моделі (ПАМ) канального аудіосигналу на підставі результатів субсмугового аналізу останнього. Первинні дані: Відповідають індивідуальним даним студента до курсової роботи з ТЕЗ у поточному семестрі. Необхідно: На підставі проведеного субсмугового аналізу заданого аудіосигналу побудуйте ПАМ обробки вхідного аудіо­сигналу з İКМ, що має кінцевим результатом визначення для кожної з субсмуг сигналу відношення рівня сигналу до порогу маскування (SMR – Signal-to-Mask Ratio), враховуючи властивості слуху пересічної людини. Стислі теоретичні відомості: Див. матеріали до курсової роботи. Хід виконання: 1) Проведіть ШПФ сегменту x вхідного İКМ сигналу, що відповідає окремому аудіокадру (див. розділ Б.1 Додатку Б), використовуючи вектор h вікна Ханна (Б.1) та функцію прямого ШПФ (Б.2) FFT(hx). Наведіть візуалізоване представлення результату обчислення (масив спектрального розподілу потужності X, стовпці якого відповідають NA аудіо­кадрам, а рядки — k = 0..N/2 частотним відлікам кожного кадру вхідного сигналу) — див. приклад на рис. 1. Рис. 1. Приклад візуалізації транспонованого масиву спектрального розподілу потужності X (світліші ділянки відповідають більшій потужності; максимально — 96,33 дБ) 2) Визначте рівень звукового тиску у відповідності до розділу Б.2 Додатку Б за наступних передумов: • загальна кількість субсмуг розкладу ШПФ: ^ Scc = 32 од.; • ширина окремої субсмуги: N = N/(2Scc) = 1024/64 = 16 відл. Наведіть візуалізоване представлення результату обчислення (масив ^ Lcc , кількість стовпців якого дорівнює кількості аудіокадрів NA, а кількість рядків — кількості субсмуг Scc) — див. приклад на рис. 2. Рис. 2. Приклад візуалізації масиву рівнів звукового тиску Lcc (світліші ділянки відповідають більш високому рівню потужності; максимально — 86,33 дБ) 3) Визначте абсолютний поріг згідно розділу Б.3 Додатку Б — при заданій загальній бітовій швидкості ^ R [кбіт/с] передавання скомпресованих аудіоданих на канал. У відпо­відності до виразу (Б.4) і даних табл. Б.1 (кількість значень порогу H = 126) сформуйте вектор значень порогу у тиші LTq і відобразіть на графіках залежність елементів вектору LTq від частоти (див. приклад на рис. 3) і від своїх індексів (див. приклад на рис. 4). Рис. 3. Приклад графіку залежності порогу чутності у тиші від частоти Рис. 4. Приклад графіку залежності вмісту елементів вектора LTq від своїх індексів 4) Проведіть пошук тональних (ТК) і нетональних (НТК) компонент: а) промаркуйте локальні максимуми у відповідності до умов (Б.5) (див. підрозділ Б.4.1 Додатку Б). Результатом маркування мають бути масиви порядкових індексів (Kлм) і потужностей (Xлм) локальних максимумів для кожного аудіокадру. На графіку покажіть результат пошуку локальних максимумів для заданого (α) аудіокадру (приклад наведено на рис. 5. Також представте взаємозалежне відтворення усіх елементів Xлм і Kлм — приклад наведений на рис. 6. Рис. 5. Приклад результату пошуку локальних максимумів у спектрі α-го аудіокадру Рис. 6. Приклад взаємозалежного відображення елементів масивів Xлм і Kлм б) проведіть пошук ТК. При цьому пропонується створити масиви порядкових номерів (^ Kтк) і рівнів звукового тиску (Xтк) тональних компонент, а також масив FLAG міток тональних і відкинутих компонент. Кількість стовпців в зазначених масивах має відповідати кількості аудіокадрів NA, кількість рядків у масивах Kтк і Xтк — залежати від максимальної кількості компонент, які було охарактеризовано як тональні, а кількість рядків у масиві FLAG — дорівнювати кількості частотних відліків ШПФ — N/2 + 1. Наведіть результат пошуку ТК для заданого (α) аудіокадру (приклад — на рис. 7), а також взаємозалежне відтворення усіх елементів Xтк і Kтк (приклад — на рис. 9). Рис. 7. Приклад результату пошуку тональних компонент у спектрі аудіокадру Рис. 8. Приклад взаємозалежного відображення елементів масивів Xтк і Kтк Наведіть візуалізоване представлення результату формування списку тональних і відкинутих компонент (приклад — на рис. 9). Рис. 9. Приклад візуалізації транспонованого масиву спектру потужності X з тональними (білі) і відкинутими (чорні) елементами в) сформуйте список НТК і результатів обчислення їх потужності (див. підрозділ Б.4.3 Додатку Б). При цьому пропонується створити масиви порядкових номерів (Kнтк) і потужностей (Xнтк) нетональних компонент, а також оновити масив FLAG, який тепер має містити мітки тональних, нетональних і відкинутих компонент. Наведіть результат пошуку НТК для заданого (α) аудіокадру (приклад — на рис. 10), а також взаємозалежне відтворення усіх елементів Xнтк і Kнтк (приклад — на рис. 11). Рис. 10. Приклад результату пошуку нетональних компонент у спектрі аудіокадру Рис. 11. Приклад взаємозалежного відображення елементів масивів Xнтк і Kнтк Наведіть візуалізоване представлення результуючого розміщення тональних, нетональних і відкинутих компонент (наприклад, позначені чорними, сірими і білими крапками відповідно) (приклад — на рис. 12). Рис. 12. Приклад візуалізації розміщення елементів тональних (чорні), нетональних (сірі) і відкинутих (білі) компонент у спектрі ШПФ кожного з NA аудіокадрів 5) Виконайте прорідження (децимацію) одержаних у п.4 списків ТК і НТК відпо­відно до розділу Б.5 Додатку Б. Рекомендується результати прорідження звести до масивів порядкових номерів (dKнтк і dKтк) і потужностей (dXнтк і dXтк) НТК і ТК, а також оновленого масиву dFLAG міток проріджених компонент. Вкажіть, чому дорівнювала загальна кількість ТК до прорідження, після першого прорідження, а також після додаткового прорідження. Вкажіть, чому дорівнювала загальна кількість НТК до і після прорідження. Виконайте візуалізацію підсумкового після прорідження розміщення тональних, нетональних і відкинутих компонент (приклад представлений на рис. 13). Рис. 13. Приклад візуалізації розміщення елементів ТК (чорні), НТК (сірі) і відкинутих компонент (білі) після прорідження 6) Обчисліть індивідуальні пороги маскування ТК і НТК (див. також розділ Б.6 Додатку Б). Результати обчислення індивідуальних порогів маскування ТК і НТК для заданого (α) аудіокадру наведіть на графіках (див. приклади на рис. 14, 15). Рис. 14. Приклад результату обчислення індивідуальних порогів маскування ТК Рис. 15. Приклад результату обчислення індивідуальних порогів маскування НТК 7) Обчисліть глобальний поріг маскування у відповідності до виразу (Б.14) (див. розділ Б.7 Додатку Б). Відобразіть на графіках результат визначення глобального порогу маскування на u-х частотних відліках для заданого (α) аудіокадру (приклад наведено на рис. 16). а) б) Рис. 16. Приклад результату обчислення глобального порогу маскування: а — залежність елементів вектора від своїх індексів; б — залежність елементів вектора від частот відліків 8) Визначте мінімальні пороги маскування для усіх субсмуг кожного з NA аудіо­кадрів відповідно до процедури (Б.15) розділу Б.8 Додатку Б. Передбачається, що резуль­татом обчислення буде масив LTmin, кількість рядків якого дорівнює кількості субсмуг Scc , а кількість стовпців — кількості аудіокадрів NA. На рис. 17 — приклад візуалізованого представлення масиву LTmin, а на рис. 18 — результат обчислення мінімальних порогів маскування для заданого (α) аудіокадру. Рис. 17. Приклад візуалізації масиву мінімальних порогів маскування LTmin (світліші ділянки відповідають більш високому рівню потужності) Рис. 18. Приклад результату визначення мінімальних порогів маскування для окремого аудіокадру 9) Визначте відношення рівня сигналу до порогу маскування (SMR) як результат обчис­лення різниці двох співрозмірних масивів: масиву рівнів звукового тиску Lcc і масиву мінімальних порогів маскування LTmin — див. вираз (Б.16) розділу Б.9 Додатку Б, а також приклади на рис. 2 і 17. Наведіть візуалізоване представлення підсумкового масиву SMR (приклад показаний на рис. 19), а також результат визначення відношення «сигнал/поріг маскування» для заданого (α) аудіокадру (приклад див. на рис. 20). Рис. 19. Приклад візуалізації масиву відношень «сигнал/поріг маскування» SMR (світліші ділянки відповідають більшому відношенню) Рис. 20. Приклад результату визначення відношень «сигнал/поріг маскування» SMR 10)  Зробіть і занотуйте висновки по виконаній роботі.

Схожі:

	Лінійні програми на С++ Лабораторна робота №3 Лабораторна робота № Форматний ввід/вивід у мові С/С++		Лабораторна робота №3. Обробка текстових файлів за допомогою фільтрів. Редактор sed Лабораторна робота № Організація файлової системи в unix. Команди для роботи файлами в Unix (Linux)
	Лабораторна робота №16-Б. Перехідні процеси в послідовному колі r-l-c Лабораторна робота №16. Перехідні процеси в лінійних електричних колах		Лабораторна робота № Експериментальні дослідження тригерів у програмах... Лабораторна робота № Експериментальні дослідження тригерів у програмах Electronics Workbench
	Лабораторна робота №51 Визначення магнітного поля на осі соленоїда Мета роботи Прилади й матеріали: лабораторна установка для визначення магнітного поля на осі соленоїда в залежності від координати		Лабораторна робота №1 Робота в середовищі Pascal abc мета роботи Мета роботи: Навчитися працювати з середовищем Pascal abs, проводити запуск програм на виконання
	Лабораторна робота №2 Методи onCreate(), onStart(), onResume(), onPause(), onRestart(), onStop(), onDestroy()[1,3]		Лабораторна робота №3 Ознайомитись з загальними відомостями про управління інтерфейсом користувача в ос android
	Лабораторна робота №1 Назва: Дослідження організації та функціонування мережної операційної системи на прикладі ос android		Лабораторний практикум Лабораторна робота №5. «Звукова карта пк. Структура, налаштування. Дискретизація звукових сигналів»