Audio Toolbox

주요 업데이트

 

Audio Toolbox

음성, 음향 및 오디오 처리 시스템 설계 및 분석

 

Audio Toolbox™는 오디오 처리, 음성 분석 및 음향 측정을 위한 툴을 제공합니다. 여기에는 오디오 신호 처리(예: 등화 및 동적 범위 제어) 및 음향 측정(예: 임펄스 응답 추정, 옥타브 필터링 및 인지 가중)을 위한 알고리즘이 포함됩니다. 또한, 오디오 및 음성 특징 추출(예: MFCC 및 피치) 및 오디오 신호 변환(감마톤 필터 뱅크 및 멜-간격 스펙트로그램) 알고리즘을 제공합니다.

Toolbox 앱은 실시간 알고리즘 테스트, 임펄스 응답 측정 및 오디오 신호 레이블 지정 작업을 지원합니다. 이 툴박스는 ASIO, WASAPI, ALSA, CoreAudio 사운드 카드 및 MIDI 장치에 스트리밍 인터페이스를 제공하고, VST 및 오디오 장치와 같은 표준 오디오 플러그인을 생성 및 호스팅하기 위한 툴을 제공합니다.

Audio Toolbox를 사용하면 오디오 데이터 세트를 가져오고, 레이블을 지정하고, 보강할 수 있을 뿐만 아니라 머신 러닝 및 딥러닝을 위한 특징을 추출하고 신호를 변환할 수 있습니다. 파라미터를 튜닝하고 신호를 시각화하면서 저지연 오디오를 스트리밍하여 실시간으로 오디오 처리 알고리즘을 프로토타이핑할 수 있습니다. 알고리즘을 디지털 오디오 워크스테이션과 같은 외부 호스트 응용 프로그램에서 실행되도록 오디오 플러그인으로 전환하여 알고리즘의 유효성을 검사할 수도 있습니다. 플러그인 호스팅으로 일반 객체와 같은 외부 오디오 플러그인을 사용하여 MATLAB® 배열을 처리할 수 있습니다. 사운드 카드 연결을 통해 실제 오디오 신호와 음향 시스템의 맞춤 측정을 실행할 수 있습니다.

사운드 카드로 오디오 스트리밍

파일 조합과 라이브 입출력 간의 저지연 다중채널 오디오 스트리밍을 위해 표준 랩탑 및 데스크탑 사운드 카드에 연결합니다.

표준 오디오 드라이버 연결

Windows®, Mac®, Linux® 운영 체제에 지원되는표준오디오 드라이버(예: ASIO, WASAPI, CoreAudio, ALSA)를 사용하여 사운드 카드로 오디오 샘플을 쓰고, 그로부터 읽어들입니다.

다중채널 사운드 카드.

저지연-다중채널 오디오 스트리밍

밀리초의 왕복 대기 시간으로 MATLAB에서 실시간 오디오를 처리합니다.

4-채널 마이크 배열로부터의 실시간 원시 입력.

머신 러닝과 딥러닝

오디오 및 음성 데이터셋에 레이블을 지정증강, 하고, 생성하고, 수집하고, 특징을 추출하고, 시간-주파수 변환을 계산합니다. Statistics and Machine Learning Toolbox™, Deep Learning Toolbox™ 또는 기타 머신 러닝 툴로 오디오와 음성 분석을 개발합니다.

오디오 및 음성 특징 추출

MFCC(멜 주파수 켑스트럼 계수), GTCC(감마톤 켑스트럼 계수), 피치, 조화성 및 스펙트럼 설명자를 포함하여 음성 및 오디오 분석을 위한 로우 레벨 특징을 추출합니다. LSTM 레이어 기반의 아키텍처와 같이 시계열로 작동하는 딥러닝 아키텍처를 제공합니다.

다중 단어 음성 녹음(맨 위)의 추정 피치(맨 아래).

시간-주파수 변형

MDCT(수정된 이산 코사인 변환), STFT(단시간 푸리에 변환) 또는 보다 콤팩트한 멜 간격 스펙트로그램을 사용하여 신호를 시간 - 주파수 표현으로 변환합니다. 감마톤 필터 뱅크를 사용하는 인지 간격의 주파수 대역을 사용하여 신호를 분해합니다. CNN 레이어 기반의 모델과 같은, 2차원 데이터로 작동하는 딥러닝 모델을 제공합니다.

음성 명령의 실시간 멜 스펙트로그램.

오디오 데이터셋 레이블 지정 및 만들기

새로운 녹음을 만들고 오디오와 음성 데이터셋에 지상 실측는 빼주세요레이블을 지정합니다. 음성-텍스트 을 빼주세요클라우드 기반 서비스를 사용하여 음성 전사를 자동화합니다.

Audio Labeler 앱의 관심 영역 레이블.

대형 오디오 데이터셋 수집

audioDatastore를 사용하여 많은 오디오 녹음 컬렉션에서 색인을 생성하고 읽습니다. 레이블에 따라 오디오 파일 목록을 무작위로 나눕니다. 데이터 증강, 시간-주파수 변환 및 특징 추출을 위해 tall형 배열을 사용하여 처리 작업을 병렬화합니다.

Google 음성 명령 데이터셋을 가리키는 데이터저장소.

오디오 처리 알고리즘 및 효과

동적 파라미터 튜닝과 라이브 시각화를 통해 표준 파형을 생성하고, 일반적인 오디오 효과를 적용하고, 오디오 처리 시스템을 설계합니다.

오디오 필터 및등화기

파라미터 EQ, 그래픽 EQ, 쉘빙 및 가변 슬로프 필터를 모델링하고 적용합니다. 디지털 크로스오버, 옥타브 및 부분 옥타브 필터를 설계하고 시뮬레이션합니다.

실시간 시각화 기능을 갖춘 3 밴드 크로스오버 필터의 인터랙티브 튜닝.

동적 범위 컨트롤 및 효과

압축기, 리미터, 확장기 및 잡음 게이트와 같은 동적 범위 처리 알고리즘을 모델링하고 적용합니다. 재귀 파라미터 모델로 인공 잔향을 추가합니다.

압축기 동적 응답의 대화형튜닝.

블록 다이어그램을 사용한 시스템 시뮬레이션

Simulink®의 오디오 처리 블록 라이브러리를 사용하여 시스템 모델을 설계하고 시뮬레이션합니다. 대화형컨트롤과 동적 플롯을 사용하여 파라미터를 튜닝하고 시스템 동작을 시각화합니다.

Simulink의 다중대역 동적 범위 압축기 세부 사항.

실시간 오디오 프로토타이핑

MATLAB에서 대화형 실시간 청취 테스트를 통해 오디오 처리 알고리즘을 검증합니다.

사용자 인터페이스를 통한 실시간 파라미터 튜닝

오디오 처리 알고리즘에 대해 파라미터를 튜닝할 수 있게하는사용자 인터페이스를 자동으로 생성합니다. 오디오 테스트 벤치 앱을 사용하여 개별 알고리즘을 테스트하고 자동 생성된 대화형 컨트롤로 프로그램을 실행하여 파라미터를 튜닝합니다.

오디오 테스트 벤치를 사용한 사용자 지정 3 밴드 파라미터 EQ의 대화형튜닝.

파라미터 컨트롤 및 메시지 교환을 위한 MIDI 연결

MIDI 조종장치를 사용하여 MATLAB 알고리즘의 파라미터를 대화형 방식으로 변경합니다. 모든 유형의 MIDI 메시지를 송수신하여 외부 하드웨어를 제어하거나 이벤트에 응답합니다.

악기 합성기에 대해 MATLAB으로 작성된 MIDI 메시지 및 오디오 신호 흐름.

음향 측정 및 공간 오디오

시스템 응답을 측정하고, 신호를 분석 및 계량하며분석하고 재며, 공간 오디오 처리 시스템을 설계합니다.

표준 기반 측정 및 분석

녹음된 신호 또는 라이브 신호에 SPL(음압 레벨) 측정기와 음량 측정기를 적용합니다. 옥타브 및 부분 옥타브 필터로 신호를 분석합니다. 원본 레코딩에 표준 호환 A, C 또는 K 가중 필터를 적용합니다.

2/3 옥타브 대역에서 다른 SPL 측정값의 시각화.

임펄스 응답 측정

MLS(최대 길이 시퀀스)와 ESS(지수 스윕 사인 곡선)가 포함된 음향 및 오디오 시스템의 임펄스와 주파수 응답을 측정합니다. 임펄스 응답 측정기 앱 시작하기. 프로그래밍 방식으로 여기 신호를 생성하고 시스템 응답을 추정하여 측정을 자동화합니다.

 임펄스 응답 측정기 앱

실내 임펄스 응답을 이용한 효율적인 컨벌루션

주파수 도메인 오버랩 및 추가 또는 오버랩 및 저장 구현을 사용하여 긴 임펄스 응답을 가진 신호를 효과적으로 컨벌루션합니다. 자동 임펄스 응답 파티셔닝을 사용하여 대기 시간을 계산 속도와 교환합니다.

5초 이상 지속되는 임펄스 응답 - 44100Hz에서 220k 샘플.

공간 오디오

다양한 앰비소닉 형식을 인코딩하고 디코딩합니다. 공간적으로 샘플링된 HRTF(헤드 관련 전달 함수)를 보간합니다.

HRTF 측정값을 사용할 수 있는, 원하는 음원 위치 및 가장 가까운 각도의 예.

오디오 플러그인 생성 및 호스팅

표준 오디오 플러그인으로 MATLAB에서 작성된 오디오 처리 알고리즘 프로토타이핑, 일반 MATLAB 객체로 외부 오디오 플러그인 사용.

오디오 플러그인 생성

사용자 인터페이스를 수동으로 설계할 필요없이 MATLAB 코드에서 직접 VST 및 기타 유형의 오디오 플러그인을 생성합니다. MATLAB Coder™를 사용하면 보다 고급 플러그인 프로토타이핑을 위한 ready-to-build JUCE C++ 프로젝트를 생성할 수 있습니다.

멀티 밴드 파라미터 EQ 예제: MATLAB 코드에서 생성되고 REAPER에서 실행되는 VST 플러그인.

외부 오디오 플러그인 호스팅

외부 VST 및 AU 플러그인을 일반 MATLAB 객체로 사용합니다. 플러그인 파라미터를 변경하고 프로그래밍 방식으로 MATLAB 배열을 처리합니다. 또는 플러그인 파라미터와 사용자 인터페이스 및 MIDI 컨트롤의 연결을 자동화합니다. 실행 효율성을 높이기 위해 MATLAB 코드에서 생성된 플러그인을 호스팅합니다.

오디오 잡음 제거(Accusonus ERA-N)를 위한 외부 VST 플러그인 및 MATLAB의 프로그램 인터페이스 예.

타겟 임베디드 및 실시간 오디오 시스템

애드온 C 코드 생성 제품을 사용하여 소프트웨어 장치에서 오디오 처리 설계를 구현하고, 다중채널 오디오 인터페이스에 대한 연결을 자동화합니다.

저가 및 모바일 장치

온보드 또는 외부 다중채널 오디오 인터페이스를 사용하여 Raspberry Pi™의 오디오 처리 설계를 프로토타이핑합니다. Android® 또는 iOS 장치용 모바일 앱으로 대화형 제어판을 만들 수 있습니다.

Raspberry Pi 3 보드. 

제로 대기 시간 시스템

적응형 잡음 제어, 보청기 유효성 검사 또는 최소 왕복 DSP 대기 시간이 필요한 기타 응용 분야를 위한 단일 샘플 입출력이 포함된 오디오 처리 설계를 프로토타이핑합니다. Simulink 모델에서 직접 Speedgoat 오디오 기기와 ST 디스커버리 보드를 자동으로 타겟팅합니다.

Speedgoat 오디오 기기.

최신 기능

특징 추출

머신 러닝과 딥러닝 응용 프로그램용 GTCC(감마톤 켑스트럼 계수), 조화성 및 11개의 스펙트럼 설명자 계산하기

멜 간격 스펙트로그램

신호를 인지 공간의 콤팩트한 시간-주파수 표현으로 변환

감마톤 및 옥타브 필터 뱅크

오디오 신호를 인지 또는 대수 간격 주파수 대역으로 분해합니다.

JUCE 플러그인 프로젝트 생성

MATLAB 오디오 플러그인에서 JUCE C ++ 프로젝트 생성하기(MATLAB Coder 필요)

플러그인 파라미터 튜너

프로그래밍 방식으로 MATLAB 알고리즘을 실행하는 동안 MATLAB 알고리즘의 파라미터를 그래픽으로 튜닝하기

이 기능과 그에 상응하는 함수의 자세한 내용은 릴리스 정보를 참조하십시오.

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