%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% SYN - 8.cvičení: GRANULAČNÍ, KONKATENAČNÍ A TVAROVACÍ SYNTÉZA
% R.Čmejla, 27.listopadu 2017
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%
%%
% PŘÍKLAD 1: Granulační syntéza
close all; clear all;
fs               = 20000;
delka_zrna       = 0.01;               
tg               = [0:1/fs:delka_zrna-1/fs];
sigma            = 0.001; 
mu               = 0.005;
doba             = 2; 
mezera_mezi_zrny = 0.015;
krok             = mezera_mezi_zrny*fs;
t                = [0:1/fs:doba-1/fs];
y=zeros(1,doba*fs);
sp=doba/mezera_mezi_zrny;

for m=0:round(sp)-1
    for n=1:delka_zrna*fs;
           f=1000;  
        % konstrukce zrna
        A=1/(sigma*sqrt(2*pi))*exp(-(tg-mu).^2/(2*sigma^2));
        yg=A.*cos(2*pi*f*tg);
        % přidání zrna ke vzorkum
        y(m*krok+n)=yg(n);
   end
end


%%
% PŘÍKLAD 2: Granulační syntéza ve spektrální oblasti

% bw ............. sirka pasma (pocet spektralnich car)
% f_c ............ centralni frekvence (poradi spektralni cary)
% d .............. hustota zrn
% nfft ........... počet bodů FFT
% n_seg .......... počet segmentů

bw = 20; f_c = 30; d = .5; nfft = 512; n_seg = 1000;


%%
% PŘÍKLAD 3: Konkatenační syntéza
clear all;
fs=8000;
% TVORBA DATABAZE
load nula.asc; load jedna.asc; load dve.asc; load tri.asc; load ctyri.asc;
load pet.asc; load sest.asc; load sedum.asc; load osum.asc;load devet.asc;
xx0=nula'; xx1=jedna'; xx2=dve'; xx3=tri'; xx4=ctyri'; 
xx5=pet'; xx6=sest'; xx7=sedum'; xx8=osum'; xx9=devet';

% SYNTEZA
% TEXT = input('Vlozte posloupnost cisel, ktera bude prevedena na rec: \n','s');
TEXT='612561256125';

rec=[];
for i=1:length(TEXT)
    eval(['rec=[rec xx',TEXT(i),'];']);
end;

soundsc(rec,fs);
subplot(211), plot(rec,'k'), axis tight
subplot(212), specgram(rec), colormap (1-gray)


% Příklad 4:
% Pro následující funkce
% a) y = k.*x;                                     k = <   -1 .. -.5 ..    1>
% b) y = x.^k;                                     k = <    1 .. 2   ..   15>
% c) y = max(x) * atan(k * x/max(x));              k = <-1000 .. 1   .. 1000>
% d) y = max(x) * tanh(k *x/max(x));               k = <-1000 .. 20  .. 1000>
% e) y = x.*(abs(x)+k)./(x.^2+(k-1)*abs(x)+1);     k = <-.5   ..  .1 ..  100>
% f) n = 2*k/(1-k);                                k = <  -1  .. -.5 ..    1>
%    y = (1+n)*x./(1+n*abs(x));
% g) y = x+(abs(x)>k).*(abs(x)-k).*sin(pi+2*pi*x); k = <  .1 ..  .5 ..  1>
%
% zobrazte:
%    i)   převodní charakteristiku
%    ii)  vstupní průběh signálu (jedna perioda sinusovky) 
%    iii) výstupní průběh signálu
%    iv)  amplitudové spektrum výstupního signálu


%%
% Čebyševovy polynomy
% Příklad 5:
% a) Pomocí Čebyševových polynomů generujte vyší harmonické složky
%    

T1 = x; 
T2 = 2*x.^2    - 1; 
T3 = 4*x.^3    - 3*x; 
T4 = 8*x.^4    - 8*x.^2    + 1; 
T5 = 16*x.^5   - 20*x.^3   + 5*x; 
T6 = 32*x.^6   - 48*x.^4   + 18*x.^2   - 1; 
T7 = 64*x.^7   - 112*x.^5  + 56*x.^3   - 7*x; 
T8 = 128*x.^8  - 256*x.^6  + 160*x.^4  - 32*x.^2  + 1; 
T9 = 256*x.^9  - 576*x.^7  + 432*x.^5  - 120*x.^3 + 9*x; 
T10= 512*x.^10 - 1280*x.^8 + 1120*x.^6 - 400*x.^4 + 50*x.^2 - 1; 

%%
% b) Realizujte periodické průběhy
%    pomocí Čebyševových polynomů

% např.: obdélník
y = T1 - (1/3)*T3 + (1/5)*T5 - (1/7)*T7 + (1/9)*T9; 

%%
% Příklad 6:
% Tvarovací (waveshaping) syntéza banja
% a) Z amplitudového spektra banja nalezněte přenosovou funkci s využitím
%    Čebyševových polynomů

% amplitudové spektrum banja
X=[-13  -8  5.5 -3.5  2.6 -6.6  -21   -7  -16  -13  -17  -13  -13  -27];
ampl = 10.^(X./20);

HELP použijte funkcí sym a digits

%%
% b) Realizujte zvuk banja s využitím přenosové funkce nalezené
%    v předchozím příkladě

clear,
fs   = 11127;
doba = 1;
f0   = 390;
t    = 0:1/fs:doba-1/fs;
x  = cos(2*pi*f0*t);

y = 115.0*x.^10 + 40.4*x.^9 - 230.0*x.^8 - 85.3*x.^7 + 151.0*x.^6 ...
    + 79.9*x.^5 - 35.2*x.^4 - 33.5*x.^3 + 0.772*x.^2 + 2.13*x + 0.025;

z=y.*exp(-t./.15);
soundsc(z,fs)
subplot(211), plot(z)
subplot(212), specgram(z)

%%
% Příklad 4:
% Realizujte libovolný hudební nástroj pomocí tvarovací syntézy