dsp。colordnoise系统对象

产生彩色噪声信号

描述

的dsp。ColoredNoise系统对象™产生功率谱密度(PSD)为的彩色噪声信号1 / |f|^α在整个频率范围内。逆频率功率，α，可以是区间内的任意值(2 - 2)．对象产生的彩色噪声的类型取决于颜色你选择。当你设置颜色来“自定义”，可以通过。来指定噪声的功率密度InverseFrequencyPower财产。

生成的信号的大小和数据类型属性取决于SamplesPerFrame,NumChannels，以及OutputDataType属性。

该对象使用默认的MATLAB^®随机流,RandStream．重置可重复模拟的默认流。

产生彩色噪声信号:

创建dsp。ColoredNoiseobject and set its properties.
调用带有参数的对象，就像调用函数一样。

要了解更多关于System对象如何工作的信息，请参见什么是系统对象?(MATLAB)。

创建

语法

Cn = dsp。颜色edNoise

cn = dsp.ColoredNoise(名称，值)

cn = dsp.ColoredNoise(pow,samp,numChan，名称，值)

描述

例子

cn= dsp。颜色edNoise创建一个彩色噪声对象，cn，它每次输出一个样本或帧的噪声信号1 / |f|^α在整个频率范围内的光谱特性。的典型值α是α= 1(粉色噪音)和α= 2(布朗噪声)。

例子

cn= dsp。颜色edNoise(名称,值）创建一个彩色噪声对象，每个指定属性设置为指定值。将每个属性名用单引号括起来。

例子:dsp.ColoredNoise(“颜色”,“粉红色”);

例子

cn= dsp。颜色edNoise(pow,samp,numChan,名称,值）方法创建彩色噪声对象InverseFrequencyPower属性设置为战俘,SamplesPerFrame属性设置为桑普，以及NumChannels属性设置为numChan．

例子:dsp.ColoredNoise (1, 44.1 e3, 1,“OutputDataType”,“单”);

属性

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除非另有说明，属性为nontunable，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，而释放函数解锁它们。

如果属性是可调，您可以随时更改其值。

有关更改属性值的更多信息，请参见在MATLAB中使用系统对象设计系统(MATLAB)。

`颜色`- - - - - -声音的颜色
`“自定义”`(默认)|`“粉红色”`|`“白色”`|`“棕色”`|`“蓝”`|`“紫色”`

噪声颜色，指定为以下之一。每种颜色都与产生的噪声序列的特定逆频率功率相关联。

“粉红色”——逆频电源，α等于1。
“白色”- - -α= 0。
“棕色”- - -α= 2。也被称为红噪声或布朗噪声。
“蓝”- - -α= 1。也被称为蓝色噪音。
“紫色”- - -α= 2。也被称为紫噪声。
“自定义”—对于具有自定义逆频率功率的噪声，α的值InverseFrequencyPower财产。
InverseFrequencyPower,α可以是区间[中的任意值2、2]。

`InverseFrequencyPower`- - - - - -逆频率功率
`1`(默认)|[-2]中的实标量

逆频率功率，α，指定为区间内的实标量(2 - 2)．逆指数将随机过程的PSD定义为1 / |f|^α．的值InverseFrequencyPower大于0会产生奇点(极点)的低通噪声f= 0。这些过程表现出长记忆。的值InverseFrequencyPower小于0会产生高通噪声，其增量是负相关的。这些进程称为反持久化进程。特殊情况包括:

1——粉色噪音
2——棕色、红色或布朗噪声
0—平PSD白噪声处理
－1——蓝色或天蓝色的声音
－2——紫色中的紫色的噪音

在功率作为频率函数的对数-对数图中，由该对象产生的过程表现出近似的线性关系，其斜率等于-α．

例子:1．2

例子:-1.4

依赖关系

此属性仅在设置时应用颜色来“自定义”．

`SamplesPerFrame`- - - - - -每个输出通道的样本数量
`1024`(默认)|正整数

每个输出通道的样本数，指定为正整数。这个属性决定了信号的行数。

例子:512

`NumChannels`- - - - - -输出通道数
`1`(默认)|正整数

输出通道数，指定为整数。这个属性决定了信号的列数。

例子:5

例子:25

`RandomStream`- - - - - -随机数流的来源
`“全球流”`(默认)|`“mt19937ar带种子”`

随机数流的源，指定为下列之一:

“全球流”—当前全局随机数流用于正态分布随机数生成。
“mt19937ar带种子”—采用mt19937ar算法生成正态分布随机数。的重置方法的值重新初始化随机数流种子财产。

`种子`- - - - - -最初的种子
`67`(默认)|非负整数

mt19937ar随机数流生成器算法的初始种子，指定为非负整数。的重置方法的值重新初始化随机数流种子财产。

例子:3.

例子:34

依赖关系

此属性仅在设置RandomStream财产“mt19937ar带种子”．

数据类型:双

`OutputDataType`- - - - - -输出数据类型
`“双”`(默认)|`“单一”`

输出数据类型，指定为任意一种“双”或“单一”．

使用

对于R2016b之前的版本，请使用一步函数来运行System对象™算法。关于一步是您创建的对象，后面跟着本节中显示的参数。

例如,Y = step(obj,x)而且Y = obj(x)执行等效操作。

语法

噪声输出= cn()

描述

例子

noiseOut= cn ()输出一个样本或一帧彩色噪声数据。

输出参数

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`noiseOut`-彩色噪声输出
向量|矩阵

彩色噪声输出，作为向量或矩阵返回。的SamplesPerFrame,NumChannels，以及OutputDataType属性指定输出的大小和数据类型。

例子:［0.5377; 2.1027; -1.1403; 0.5885; 0.6229; -0.8971; -0.7435; -0.0588; 3.458; 4.4537］

对象的功能

要使用对象函数，请将System对象指定为第一个输入参数。例如，释放名为obj，使用以下语法:

发行版(obj)

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通用于所有系统对象

`一步`	运行系统对象算法
`释放`	释放资源并允许更改系统对象属性值和输入特征
`重置`	重置系统对象的内部状态

例子

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测量粉红噪声功率在八度波段

打开实时脚本

请注意:如果您使用的是R2016a或更早的版本，请将对对象的每次调用替换为等效的一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)．

这个例子的输出显示粉色噪声在八度频带中具有近似相等的功率。

生成一个粉色噪声的单通道信号，长度为44,100个样本。将随机数生成器设置为默认设置，以获得可重复的结果。

pinkNoise = dsp. colordnoise (1,44.1e3,1);rng默认的；x = pinkNoise();

设置采样频率为44.1 kHz。测量从100- 200hz开始到6.400-12.8 kHz结束的八度频段的功率。在表格中显示结果。

Beginfreq = 100;Endfreq = 200;Count = 1;Freqinterval = 0 (7,2);Pwr = 0 (7,1);而(endfreq<=44.1e3/2) freqinterval(count，:) = [beginfreq endfreq];Pwr(count) = bandpower(x,44.1e3，[beginfreq endfreq]);Beginfreq = endfreq;Endfreq = 2* Endfreq;Count = Count +1;结束Pwr = Pwr(:);表(freqinterval压水式反应堆)

ans =7×2表freqinterval Pwr _____________ _______ 100 200 0.19436 200 400 0.18472 400 800 0.20873 800 1600 0.2177 1600 3200 0.21887 3200 6400 0.23617 6400 12800 0.23526

粉色噪音在八度波段的功率大致相等。

重新运行前面的代码“InverseFrequencyPower”等于0，产生白噪声信号。白噪声信号具有平坦的功率谱密度，或单位频率的功率相等。将随机数生成器设置为默认设置，以获得可重复的结果。

whiteNoise = dsp.ColoredNoise(0,44.1e3,1);rng默认的；x = whiteNoise();

设置采样频率为44.1 kHz。测量从100- 200hz开始到6.400-12.8 kHz结束的八度频段的功率。在表格中显示结果。

Beginfreq = 100;Endfreq = 200;Count = 1;而(endfreq<=44.1e3/2) freqinterval(count，:) = [beginfreq endfreq];Pwr(count) = bandpower(x,44.1e3，[beginfreq endfreq]);Beginfreq = endfreq;Endfreq = 2* Endfreq;Count = Count +1;结束Pwr = Pwr(:);表(freqinterval压水式反应堆)

ans =7×2表freqinterval Pwr _____________ _________ 100 200 0.0031417 200 400 0.0073833 400 800 0.017421 800 1600 0.035926 1600 3200 0.071139 3200 6400 0.15183 6400 12800 0.28611

白噪声每单位频率的功率近似相等，因此八度频带的功率分布不相等。因为一个八度频带的宽度随着频率的增加而增加，每个八度频带的功率对于白噪声是增加的。

粉色噪声实现的PSD

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请注意:如果您使用的是R2016a或更早的版本，请将对对象的每次调用替换为等效的一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)．

生成长度为2048个样本的粉色噪声信号。采样频率为1hz。利用韦尔奇重叠段平均得到功率谱密度的估计值。

Cn = dsp。颜色edNoise(“颜色”,“粉红色”,“SamplesPerFrame”, 2048);X = cn();Fs = 1;[Pxx,F] = pwelch(x,hamming(128)，[]，[]，Fs，psd的）;

构造粉色噪声过程的理论PSD。

PSDPink = 1./F(2:end);

在对数-对数图上显示噪声的韦尔奇PSD估计和理论PSD。用以2为基数的对数刻度绘制频率轴，以清楚地显示八度。绘制PSD估计，单位为dB，．

情节(log2 (F(2:结束),10 * log10 (Pxx(2:结束)))在情节(log2 (F(2:结束),10 * log10 (PSDPink),“r”,“线宽”(2)包含“log_2 (Hz)”) ylabel (“数据库”)标题(“粉红噪声”网格)在传奇(“PSD估计”,“理论粉色噪声PSD”)举行从

双通道布朗噪声

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请注意:如果您使用的是R2016a或更早的版本，请将对对象的每次调用替换为等效的一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)．

通过设置生成两个通道的布朗噪声颜色“棕色的而且NumChannels2。

Cn = dsp。颜色edNoise(“颜色”,“棕色”,“SamplesPerFrame”, 2048,.．.“NumChannels”2);X = cn();次要情节(2,1,1)情节(x (: 1));标题(通道1的）;轴紧；次要情节(2,1,2)情节(x (:, 2));标题(通道2的）;轴紧；

采样频率为1hz。获取两个渠道的Welch PSD估算值。第四个论证pwelch,NFFT，即FFT点数，为空。因此,NFFT设置为256。对于偶数NFFT，用于计算PSD估计值的FFT点的数量是(NFFT/2+1)，等于129。

Fs = 1;Pxx = 0 (129,size(x,2));为nn = 1:尺寸(x, 2) [Pxx (:, nn), F] = pwelch (x (:, nn),汉明(128),[],[],Fs,psd的）;结束

构造一个布朗过程的理论PSD。在一个对数-对数图上绘制理论PSD和两个实现。使用base-2对数刻度作为频率轴，并绘制以dB为单位的功率谱密度图。

PSDBrownian = 1 /F(2:end).^2;图;情节(log2 (F(2:结束),10 * log10 (PSDBrownian),“k -”。,“线宽”2);持有在；情节(log2 (F(2:结束),10 * log10 (Pxx(2:最终,:)));包含(“log_2 (Hz)”）;ylabel (“数据库”）;网格在；传奇(“理论PSD”,通道1的,通道2的）;

添加0 dB信噪比的粉色噪声

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请注意:如果您使用的是R2016a或更早的版本，请将对对象的每次调用替换为等效的一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)．

这个例子展示了如何在一个音频文件中流化并添加0 dB信噪比(SNR)的粉色噪声。该示例以帧为单位读取一个音频文件的1024个样本长度，测量音频帧的均方根(RMS)值，并添加与音频帧相同的RMS值的粉色噪声。

设置System对象。集“SamplesPerFrame”对于文件读取器和彩色噪声发生器来说，都需要1024个样本。集颜色“粉红色的来生成粉色噪声功率谱密度。

N = 1024;Afr = dsp。AudioFileReader (“文件名”,“speech_dft.mp3”,“SamplesPerFrame”N);adw = audioDeviceWriter(“SampleRate”, afr.SampleRate);Cn = dsp。颜色edNoise(“颜色”,“粉红色”,“SamplesPerFrame”N);rms = dsp.RMS;

一次在1024个样本中流化音频文件。测量每一帧的信号RMS值，生成一帧长度相等的粉色噪声，并缩放粉色噪声的RMS值以匹配信号。在信号中添加缩放噪声并播放输出。

而~isDone(afr) audio = afr();speech hrms = rms(音频);噪声= cn();noiseRMS = rms(噪声);noise = noise*(speech hrms /noiseRMS);sigPlusNoise =音频+噪声;adw (sigPlusNoise);结束释放(误判率);释放(adw);

粉色噪声的平均功率谱

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请注意:如果您使用的是R2016a或更早的版本，请将对对象的每次调用替换为等效的一步语法。例如,obj (x)就变成了步骤(obj, x)．

生成双通道粉色噪声，并基于50个PSD估计的运行平均值计算功率谱。

设置彩色噪声发生器，生成两个通道的1024个样本的粉色噪声。设置频谱分析仪，使用汉明窗口和50%重叠计算修改的周期图。使用50个光谱平均值获得PSD的运行平均值。

pinkNoise = dsp. colordnoise (1,1024,2);Sa = dsp。年代pectrumAnalyzer(“SpectrumType”,的功率密度,.．.“OverlapPercent”, 50岁,“窗口”,“汉明”,.．.“SpectralAverages”, 50岁,“PlotAsTwoSidedSpectrum”假的,.．.“FrequencyScale”,“日志”,“YLimits”20 [-50]);

运行模拟30秒。

抽搐而toc < 30 pink = pinkNoise();sa(粉色);结束

算法

全部展开

AR生成方法

dsp。ColoredNoise使用63阶自回归模型(AR)中的白噪声输入生成彩色噪声:

$\sum_{k ＝ 0}^{63} {一个}_{k} y （ n - k ）＝ w （ n ）$

在哪里一个₀= 1而且w (n)是一个零均值白噪声过程。

的AR系数k≥1根据以下递归公式生成αPSD逆指数:

${一个}_{k} ＝（ k - 1 - \frac{α}{2} ） \frac{{一个}_{k - 1}}{k} k ＝ 1, 2, .．.$

采用的AR方法dsp。ColoredNoise详见第820-822页[２]．

参考文献

[1]张志强，冯玉峰，李志强，长记忆过程:概率性质与统计方法。纽约:施普林格,2013年。

新泽西州卡斯丁市有色噪声和随机过程的离散模拟和1/f^α幂律噪声产生。”IEEE学报^®1995年第5期，第802-827页。

扩展功能

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

使用注意事项和限制:

看到MATLAB代码生成中的系统对象(MATLAB编码器)。

另请参阅

功能

randn

块

有色噪声

在R2014a中介绍

这个话题有帮助吗?

DSP系统工具箱文档

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尝试MATLAB, Si万博1manbetxmulink和其他产品s manbetx 845

现在就得到审判

文档

dsp。colordnoise系统对象

描述

创建

语法

描述

属性

颜色- - - - - -声音的颜色“自定义”(默认)|“粉红色”|“白色”|“棕色”|“蓝”|“紫色”

InverseFrequencyPower- - - - - -逆频率功率1(默认)|[-2]中的实标量

依赖关系

SamplesPerFrame- - - - - -每个输出通道的样本数量1024(默认)|正整数

NumChannels- - - - - -输出通道数1(默认)|正整数

RandomStream- - - - - -随机数流的来源“全球流”(默认)|“mt19937ar带种子”

种子- - - - - -最初的种子67(默认)|非负整数

依赖关系

OutputDataType- - - - - -输出数据类型“双”(默认)|“单一”

使用

语法

描述

输出参数

noiseOut-彩色噪声输出向量|矩阵

对象的功能

例子

测量粉红噪声功率在八度波段

粉色噪声实现的PSD

双通道布朗噪声

添加0 dB信噪比的粉色噪声

粉色噪声的平均功率谱

更多关于

有色噪音处理

算法

AR生成方法

参考文献

扩展功能

C/ c++代码生成使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

另请参阅

功能

块

在R2014a中介绍

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`颜色`- - - - - -声音的颜色
`“自定义”`(默认)|`“粉红色”`|`“白色”`|`“棕色”`|`“蓝”`|`“紫色”`

`InverseFrequencyPower`- - - - - -逆频率功率
`1`(默认)|[-2]中的实标量

`SamplesPerFrame`- - - - - -每个输出通道的样本数量
`1024`(默认)|正整数

`NumChannels`- - - - - -输出通道数
`1`(默认)|正整数

`RandomStream`- - - - - -随机数流的来源
`“全球流”`(默认)|`“mt19937ar带种子”`

`种子`- - - - - -最初的种子
`67`(默认)|非负整数

`OutputDataType`- - - - - -输出数据类型
`“双”`(默认)|`“单一”`

`noiseOut`-彩色噪声输出
向量|矩阵

C/ c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。