%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% ZZS - 11.cvičení: Číslicové dozvuky
% R.Čmejla, 4.prosince 2017
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%
% http://www.voxengo.com/impulses/ ... volně stažitelné impulsní charakteristiky
% skript vyžaduje soubory: 
% scala.wav, tom.wav, koupelna.wav, rytmus.wav, fletna.wav, bici.wav, jaro.wav
% jedna.asc                       
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%
% Příklad 1: Konvoluční reverb v MATLABu
%            Napište funkci konv_reverb.m pro rychlý výpočet 
%            konvoluce pomocí FFT

             % function [y]=konv_reverb(h,x)
             % délka výstupního signálu N
             % nalezení nejmenší mocniny 2 > N --> NFFT
             % Fourierova transformace h -->  H
             % Fourierova transformace x -->  X
             % násobení ve frekvenční oblasti Y = X . H
             % představuje konvoluci v časové oblasti
             % zpětná Fourierova transformace    y
             % omezení délky signálu na N
             % normování výstupu

%%
% Příklad 2: Realizace číslicového dozvuku pomocí konvoluce
%            Suzanne Vega v La Scale a v koupelně
% porovnejte s funkcí v MATLABu conv.m (s použitím tic a toc)

[x,fs] = wavread('tom.wav');
sig1   = wavread('scala.wav');
sig2   = wavread('koupelna.wav');

%%
% Příklad 3: Konvoluční reverb s obrácenou impulsní charakteristikou

[x,fs] = wavread('tom.wav');
sig    = wavread('scala.wav');

%%
% Příklad 4: Konvoluční reverb jako hudební efekt
%            (rytmická hudba představuje impulsní charakteristiku)

[x,fs] = wavread('tom.wav');
sig    = wavread('rytmus.wav');

%%
x      = wavread('fletna.wav');
sig    = wavread('bici.wav');

%%
% Příklad 5: Hřebenový FIR filtr
% Široké špičky propustí jsou rovnoměrně rozprostřeny 
% na frekvencích určených poměrem fs/N.
% Charakter propustí je závislý na znaménku koeficientu g.
% a) Analyzujme hřebenový FIR filtr 6.řádu (freqz, impz, zplane)
% b) Analyzujme hřebenový FIR filtr 7.řádu (freqz, impz, zplane)

%%
% Příklad 6: Hřebenový IIR filtr
% Úzké špičky propustí jsou opět rovnoměrně rozprostřeny na frekvencích 
% určených poměrem fs/N. Z důvodů stability musí být g < 1. 
% Impulsní charakteristika je exponenciálně tlumená, 
% čehož se využívá pro realizaci echa. 
% Analyzujme hřebenový IIR filtr 6.řádu (freqz, impz, zplane)

%%
% Příklad 7: „All-pass“ filtry 
% FIR a IIR části filtru se navzájem kompenzují. Z toho vyplývá plochá 
% amplitudová charakteristika (fázová však ne). Impulsní charakteristika 
% je rovněž exponenciálně tlumená.
% „All-pass“ filtry se používají pro vytváření echo efektů 
% a ke korekcím fázových charakteristik.
% Analyzujme „all-pass“ filtr (freqz, impz, zplane)

%%
% Příklad 8: Zvukové efekty založené na časovém zpoždění
% K signálu přičítáme stejný signál, avšak zpožděný a tlumený (jednoduché echo).
% 
% Zpoždění vnímáme jako echo, je-li delší než 50 ms.
% 
% Zpoždění představuje základní konstrukční blok pro řadu dalších 
% akustickách efektů. Malé zpoždění přináší oživení a rozjasnění zvuku.
% Časové zpoždění se realizuje hřebenovými FIR filtry.
% Poslechněme si řečový signál na výstupu hřebenového FIR filtru.
% Jako parametry zvolme: časové zpoždění 200 ms, tlumící konstanta je 0,7.

%%
% Příklad 9: Vícenásobné časové zpoždění
% Lepší simulací echa je vícenasobné zpoždění. 
% Realizujme echo efekt pomocí trojnásobného časového zpoždění

%%
% Příklad 10: Akustické echo
% Pro vytvoření mnohonásobných zpoždění se používá hřebenových IIR 
% a allpass filtrů.
% Pomocí hřebenového IIR filtru realizujme následující zvukové efekty:
% 
% Zvukový efekt                     Zpoždění [s]        Filt.koef.
% pod mostem                          0.400                0.30
% v chrámu                            0.250                0.30
% elektronicky vytvářený umělý dozvuk 0.200                0.90
% klasické echo                       0.150                0.50
% v podzemní chodbě                   0.120                0.70
% v koncertní sini                    0.100                0.40
% elektronický efekt                  0.085                0.90
% ve sprše                            0.0301               0.60
% v malé místnosti                    0.010                0.50
% mikrofonní zpětná vazba             0.001                0.97

%%
% Příklad 11: Akustické echo
% Realizujme echo efekty z předcházejícího příkladu pomocí „all-pass“ filtrů

%%
% Příklad 12: Schroederovy algoritmy pro modelování dozvuku a ozvěn
% Realizujme syntetický dozvuk pomocí prvního Schroederova modelu.
% Pro hřebenové filtry (4x paralelní) zvolíme následující časová zpoždění: 
% 29,7; 37,1; 41;1 a 43,7 ms.
% Pro all-pass filtry (2x v kaskádě) zvolíme tato časová zpoždění: 
% nejprve 96,83 a 32,93 a potom 5,0 a 1,7 ms.