Univerzitet u Banjaluci
Elektrotehnički fakultet
Katedra za opštu elektrotehniku
Multimedijalni sistemi
Projektni zadatak
Grafički ekvilajzer
Objavljen: 05.12.2011. godine
Prijava timova: 12.12.2011. godine
Rok za predaju: 23.01.2012. godine
Prezentacija: 25.01.2012. godine
Zadatak:
Cilj projektnog zadatka je implementacija audio ekvilajzera i jednostavnog analizatora
spektra u MATLAB-u. Audio ekvilajzer je uređaj pomoću kojeg je moguće mijenjati
odnos vrijednosti pojedinih spektralnih komponenata audio-signala. Drugim riječima
pomoću ekvilajzera je moguće podešavati frekvencijski odziv audio-sistema. Upotreba
ekvilajzera je nezaobilazna pri snimanju i reprodukciji zvuka. Ekvilajzeri se tipično
implementiraju korišćenjem linearnih filtara. Najjednostavniji ekvilajzeri imaju samo
kontrole za isticanje ili potiskivanje niskih (bas) i visokih (treble) tonova, a složeniji su
grafički ekvilajzeri kod kojih je moguće finije podešavanje u različitim frekvencijskim
opsezima. Postoje i parametarski ekvilajzeri kod kojih se parametri filtara mogu zasebno
podešavati.
Na sledećim adresama možete naći više detalja o audio-ekvalizaciji:
http://en.wikipedia.org/wiki/Equalization_%28audio%29
http://www.zytrax.com/tech/audio/equalization.html
http://www.rane.com/note101.html
Analizator spektra mjeri intenzitet signala u funkciji frekvencije, tj. energije pojedinih
spektralnih komponenata. Rezultati se tipično prikazuju u obliku grafika na kojem se na
apscisi nalazi frekvencija, a na ordinati amplituda spektralne komponente
(http://en.wikipedia.org/wiki/Spectrum_analyzer). Pošto je zvučni signal nestacionaran,
tj. njegov spektralni sadržaj se mijenja u vremenu onda se i kod analizatora spektra prikaz
osvježava sa nekim periodom. Pojednostavljena varijanta analizatora spektra se često
koristi kao vizuelizaciju u softveru za reprodukciju multimedijalnog sadržaja, npr. Media
Player, Winamp, itd.
Potrebno je napisati program u MATLAB-u čiji će ulaz biti .wav fajl i koji će
omogućavati zadavanje parametara grafičkog ekvilajzera (npr. položaja klizača),
filtriranje, tj. ekvalizaciju signala, te njegovu reprodukciju uz prikazivanje spektra.
Osnovna funkcionalnost programa bi trebalo da sadrži sljedeće:
• mogućnost izbora i učitavanja ulaznog zvučnog zapisa;
• mogućnost podešavanja parametara grafičkog ekvilajzera sa bar 10 frekvencijskih
opsega;
•
•
•
filtriranje ulaznog signala i generisanje izlaznog signala;
reprodukcija izlaznog signala;
spektralna analiza i prikaz spektra (bar 10 frekvencijskih opsega) uporedo sa
reprodukcijom izlaznog signala.
Potrebno je da izaberete broj frekvencijskih opsega i odredite centralne frekvencije i
propusne opsege filtara i projektujete potrebne filtre. Moguće je koristiti Batervortove
filtre, kao na vježbama, ili shelving i peaking filtre opisane ovdje
(http://dsp.etfbl.net/multimedia/equalizers.pdf). Nije neophodno da ekvilajzer radi u
realnom vremenu, moguće je da se ulazni fajl učita, postave parametri ekvilajzera i da se
generiše izlazni signal. Projekat ne mora da ima grafički interfejs, ali način izbora
ulaznog fajla i postavljanja parametara ekvilajzera treba da bude nezavisan od samog
programa, tj. da ne zahtijeva promjenu programskog koda.
Prilikom reprodukcije potrebno je da prikaz analizatora spektra bude sinhronizovan sa
zvukom. Potrebno je da izaberete frekvencijske opsege i parametre za spektralnu analizu.
Analizator spektra može izgledati kao Bars vizuelizacija u Media Playeru, ali je potrebno
naznačiti frekvencije koje odgovaraju pojedinim linijama.
Navedene su osnovne smjernice za projektovanje i implementaciju. Detaljna
specifikacija, format i projektovanje su prepušteni studentima. Neke od dodatnih
funkcionalnosti koje biste mogli implementirati su:
• grafički korisnički interfejs,
• parametarski ekvilajzer,
• podešavanje ekvilajzera u realnom vremenu, dok traje reprodukcija (pogledajte
Analog Output u Data Acquisition Toolboxu),
• dodatne zvučne efekte,
• drugačije vizuelizacije spektra, itd.
Detalji predaje radova: Studenti su dužni da do predviđenog roka prijave timove koji će
raditi na projektu. Timovi sadrže maksimalno dva studenta i prijavljuju se na
http://el.etfbl.net/mod/assignment/view.php?id=1380.
Nakon završetka kompletnog projekta, najkasnije do navedenog roka, predaju se sledeći
rezultati rada:
• aplikacija ili program u MATLAB-u zajedno sa multimedijalnim objektima koji
se mogu iskoristiti kao demonstracija,
• odštampan rad koji sadrži sve važne informacije o načinu projektovanja i
implementacije vašeg programa:
• definicija problema,
• objašnjenje izbora teorije i tehnologije za rješavanje problema (Šta već
postoji?),
• detalji rješenja na nivou struktura podataka i algoritma,
• detalji rješenja na nivou implementacije (Šta smo napravili?),
• demonstracija funkcionalnosti,
• diskusija i prijedlozi daljeg poboljšanja (Je li sve napravljeno? Koja su
poboljšanja moguća?),
• literatura (Koje knjige, časopise i WWW stranice smo koristili?),
• rad ne treba da prelazi 15 stranica.
• ovaj dokument treba da bude obrađen na računaru.
• prezentacija u Power Point ili PDF formatu koju ćete održati svim studentima koji
slušaju predmet u predviđenom terminu. Prezentacija treba da ukratko opiše
korištene algoritme te metodologiju projektovanja i implementacije. Za
prezentaciju će biti na raspolaganju maksimalno 10 minuta. Svi studenti koji
slušaju predmet su obavezni da prisustvuju prezentacijama.
Način rada i ocjenjivanje: Zadatak se radi u grupama po dva studenta. Konsultacije sa
asistentom su dozvoljene. Konsultacije između grupa su takođe dozvoljene, ali svaka
grupa treba da preda originalno rješenje. U slučaju prepisivanja odgovarajući radovi će
biti ocijenjeni sa nula poena. Dijelovi programa i ideje sa weba su uslovno dozvoljeni, tj.
mogu se iskoristiti pod uslovom da ne čine zadatak trivijalnim. Za njihovo korištenje
neophodno vam je odobrenje predmetnog nastavnika i asistenta.
Maksimalan broj bodova koji se može dobiti na ovom zadatku je 100. Zadatak će se
ocjenjivati na sledeći način:
• osnovna rješenja osnovnih funkcionalnosti: 50-60 bodova,
• detaljna rješenja osnovnih funkcionalnosti: dodatnih 1-15 bodova,
• detaljna rješenja osnovnih funkcionalnosti i nove/zanimljive mogućnosti:
dodatnih 1-15 bodova,
• dodatnih maksimalno 10 bodova se dobija za prezentaciju i izlaganje,
• rješenja koja ne zadovoljavaju osnovne kriterijume i rješenja u kojima autori nisu
u stanju da objasne način implementacije i funkcionisanja neće biti prihvaćena.
Da bi se predmet uspješno položio potrebno je na projektnom zadatku ostvariti bar 50
bodova. Ocjena iz ovog zadatka čini 36% ocjene na ispitu iz predmeta.
Oprema: Za rad na ovom zadatku studentima je na raspolaganju računarska oprema u
Laboratoriji za digitalnu obradu signala.
Predmetni nastavnik i asistent
Download

Projektni zadatak Grafički ekvilajzer