20-音讯读写录制与播放.PDF

第二十章 音訊讀寫、錄製與播 放 本章重點 本章介紹 MATLAB 對於聲音訊號（Audio Signal ， 簡稱「音訊」）的基本操作，包含讀檔、寫檔、錄 音與播放。與音訊相關的函數都放在下列目錄： {matlab 根目錄}\toolbox\matlab\audio\ 讀者可經由輸入「help audio 」而得到完整的函數列 表。 MATLAB 程式設計與應用 20-1 音訊的基本介紹 聲音訊號 （Audio Signal ）簡稱音訊 ，泛指由人耳聽到的各種聲音的訊號。一般來說 ，發 音體會產生震動，此震動會對空氣產生壓縮與伸張的效果，形成聲波，以每秒大約 340 公 尺的速度在空氣中傳播 ，當此聲波傳遞到人耳 ，耳膜會感覺到一伸一壓的壓力訊號 ，內 耳神經再將此訊號傳遞到大腦，並由大腦解析與判讀，來分辨此訊號的意義。 音訊有些基本的特質，可說明如下： 音量 （Volume ）：聲音的大小稱為音量 ，又稱為力度、強度 （Intensity ）或是能量 （Energy ）。音量越大，代表音訊波形的震幅越大。 音高（Pitch ）：聲音的基本頻率（Fundamental Frequency ）越高，代表音高越高（例 如女高音的歌聲）；反之，聲音的基本頻率越低，代表音高越低（例如男低音的 歌聲）。（有關基本頻率的說明，將在本章其後各小節說明。） 音色 （Timber ）：音訊波形在每個週期內的變化，就形成了此音訊的音色。不同 的音色即代表不同的音訊內容，例如不同的字有不同的發音，或是不同的歌手有 不同的特色，這些都是由於音色不同而產生。 瞭解這些特質，可使我們對音訊有更進一步的認識 ，並更容易瞭解本章各小節的程式範 例。 MATLAB 從第五版後，新增了對音訊檔案讀寫的功能，並能直接錄製聲音訊號與播放 。 由於 MATLAB 本身就具有強大的矩陣運算與訊號處理的各種函數，因此如果你的研究 或工作和音訊相關，使用 MATLAB 來進行音訊的處理，是再方便不過了！ 本章只介紹如何使用 MATLAB 來對音訊檔案（以 .wav 檔案為主）進行讀取與寫入，並 說明如何進行音訊的錄製與播放。由於篇幅有限，本章並不介紹音訊處理與辨識的各種 方法，有興趣的讀者，可進一步參考「訊號處理工具箱」（Signal Processing Toolbox ） 20-2 MATLAB系列叢書 Chapter 20 音訊讀寫、錄製與播放 或 「數位訊號處理方塊集」（DSP Blocksets ）的手冊，或參閱相關的教科書。（或是可 以參考筆者的網頁，就有很多音訊處理與辨識的線上教材與相關 MATLAB 程式碼。） 20-2 WAV檔案的讀取 在微軟視窗平台上，聲音訊號的檔案多以 wav 為副檔名，MATLAB可直接讀取此類檔 案，所用的指令是 wavread 。例如 ，若要讀取光碟中的檔案 welcome.wav ，畫出音訊的波 形並播放出此音訊，可使用下列程式： 範例20-1 ： readWave01.m [y, fs]=wavread(welcome.wav); sound(y, fs); % 播放此音訊 time=(1:length(y))/fs; % 時間軸的向量 pl