音频的左右声道信号差异探究

bqgup

音频的左右声道信号差异探究 [复制链接]

<div class='showpostmsg'><i class="pstatus"> 本帖最后由 bqgup 于 2020-9-18 14:31 编辑 </i>

# 音频的左右声道信号差异探究
## 一、获取音频
#### 通过智能设备获取一段电影《扫毒》中经典的音频——“段坤我吃定了”，
<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" class="loginf">段坤我吃定了音频.mp3</a>

<em class="xg1">(164.49 KB, 下载次数: 7)</em>
</span>
<div class="tip tip_4" id="attach_490594_menu" style="position: absolute; display: none" disautofocus="true">
<div class="tip_c xs0">
<div class="y">2020-7-22 14:57 上传</div>
点击文件名下载附件

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

```
[y,Fs] = audioread('E:\8、matlab\回声变声处理\段坤我吃定了音频.mp3');
```
#### 在MATLAB中运行后，结果显示如下：

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_490596" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=490596&handlekey=savephoto_490596">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

#### 其中，Fs代表采样率，为44100Hz，在信号的处理过程中，要想保持信号不失真，采样时就要满足奈奎斯特抽样定理，说的简单点，人说话的频率范围为300Hz-3400Hz，音频信号色频率范围为20Hz-20000Hz，我们日常音频信号的频率也就在20Hz-20000Hz，最大频率20000Hz，奈奎斯特采样定理就是采样频率至少要是最大频率的2倍，也就是说采样频率为

#### Fs=2*20000Hz=40000Hz，
#### 实际采样过程中会有一定的冗余量，抽样定理就是这个意思。现在这个Fs的结果也就一目了然了；结果生成的y是个46425行2列的数组，这个两列分别代表左右声道，第一列就是左声道，第二列是右声道，46425表示在FS的采样率下这段音频的数据点数。
#### 通过命令可以听一下音频的质量，通过电脑播放。
```
sound(y,Fs)
```
#### 如果改变Fs的大小，将会使声音发生变化，自己可以实验一下。
#### 为了处理掉音频的开头和结尾一些不需要的音频，我们可以通过命令将音频剪辑：
```
[y,Fs] = audioread('E:\8、matlab\回声变声处理\段坤我吃定了音频.mp3',[1000,420000]);
```
#### 剪辑完可以看出数据长度的确变小了一些：

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_490601" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=490601&handlekey=savephoto_490601">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

#### 下面通过命令将剪辑后的音频保存到文件夹下：
```
audiowrite('E:\8、matlab\回声变声处理\段坤我吃定了截取.wav',y,Fs)
```
#### 文件夹下多了一个新命名的音频文件：

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_490603" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=490603&handlekey=savephoto_490603">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

## 二、左右声道信号差异
#### 我试听了一下左右声道的声音，感觉没什么不一样，只能看一下左右声道信号的细节了。我们就对截取后的音频直接处理。
### 2.1 时域探究
```
%%%% 音频信号左右声道信号处理 %%%%
function Audio_LR_Pro()
[y,Fs] = audioread('E:\8、matlab\回声变声处理\段坤我吃定了截取.wav');
Length = length(y); %% 信号长度
y_left = y(:,1);  %% 左声道信号
y_right = y(:,2);   %% 右声道信号
m = 1 : 1 : Length;
subplot(211);
plot(m/Fs,y_left);
title('左声道时域变化');
xlabel('t');
ylabel('y_left')
subplot(212);
plot(m/Fs,y_right);
title('右声道时域变化');
xlabel('t');
ylabel('y_right')
```
#### 时域对比结果如下：

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_490608" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=490608&handlekey=savephoto_490608">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

### 2.2 频域探究
```
%%%% 音频信号左右声道信号处理 %%%%
function Audio_LR_Pro_Freq()
[y,Fs] = audioread('E:\8、matlab\回声变声处理\段坤我吃定了截取.wav');
Length = length(y); %% 信号长度
y_left = y(:,1);  %% 左声道信号
y_right = y(:,2);   %% 右声道信号
m = 1 : 1 : Length;
subplot(211);
plot((m-1)*Fs/Length,abs(fft(y_left)));
title('左声道频域变化');
xlabel('f');
ylabel('A_y_left')
subplot(212);
plot((m-1)*Fs/Length,abs(fft(y_right)));
title('右声道频域变化');
xlabel('f');
ylabel('A_y_right')
```
#### 频域结果对比如下图：

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_490617" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=490617&handlekey=savephoto_490617">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

### 2.3 时延探究
```
%%%% 音频信号左右声道信号处理 %%%%
function Audio_LR_Pro_Delay()
[y,Fs] = audioread('E:\8、matlab\回声变声处理\段坤我吃定了截取.wav');
Length = length(y); %% 信号长度
y_left = y(:,1);  %% 左声道信号
y_right = y(:,2);   %% 右声道信号
[c,lags]=xcorr(y_left,y_right);%% 互相关
subplot(211);
plot(lags/Fs,c,'r');
title('相关函数');
xlabel('时间(s)');ylabel('左右声道互相关');
grid on
[Am,Lm]=max(c);
d = Lm - (length(c)+1)/2;
phy=(2*10*d*180/Fs);
phy = rem(phy,360)    %% 取余360
Delay=d/Fs
```
#### 相关结果如下图：

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_501547" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=501547&handlekey=savephoto_501547">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

#### 左右声道相位差及时延结果运算如下：

<ignore_js_op>

<a href="javascript:;" onclick="showWindow(this.id, this.getAttribute('url'), 'get', 0);" id="savephoto_501549" url="home.php?mod=spacecp&ac=album&op=saveforumphoto&aid=501549&handlekey=savephoto_501549">保存到相册</a>

</p>

</div>
<div class="tip_horn"></div>
</div>

</ignore_js_op>

## 三、结论
#### 1、左右声道的幅度、频率几乎相同；
#### 2、左右声道相位差及时延不同；</div><script>				var loginstr = '<div class="locked">查看精华帖全部内容，请<a href="javascript:;"   style="color:#e60000" class="loginf">登录</a>或者<a href="https://bbs.eeworld.com.cn/member.php?mod=register_eeworld.php&action=wechat" style="color:#e60000" target="_blank">注册</a></div>';
				
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littleshrimp

左耳声大右耳设声小音质一般使用软件提取视频文件音频效果是不是会更好一点

bqgup

littleshrimp 发表于 2020-7-22 20:56 左耳声大右耳设声小音质一般使用软件提取视频文件音频效果是不是会更好一点

您说的有道理，帖子中的音频是我用手机录音机录下来的，在声音提取中可能就引入了音量大小上的差异。

freebsder

左右声道音源的问题吧？有时候看电影会遇到这种情况，一边大一边小。

gmchen

立体声的左右声道是录音的时候用两个话筒分开一定距离后录制的，模拟两个人耳，听到的声音有音量与相位的差别。楼主的分析似乎没有意义

hb2008

左右声道音频本来就不一样的

bqgup

hb2008 发表于 2020-9-5 01:14 左右声道音频本来就不一样的

这个不一样是指的两个音频之间的相位差异。左右声道相当于左右耳朵，两个声道的频率和幅度大致相同，时间上有个差。

powerlove

左右声道的幅度、频率几乎相同；左右声道相位差及时延不同；对此苟同

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