Applied Speech and Audio Processing: With matlab examples

2.2. Normalisation
13
0.1
0.05
0
–0.05
–0.1
0
1
2
3
Time (s)
Amplitude
145
140
135
130
125
120
115
Amplitude
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
Amplitude
4
10
4
2
0
–2
3
1
–1
–3
–4
Amplitude
4
5
6
0
1
2
3
Time (s)
4
5
6
0
1
2
3
Time (s)
4
5
6
0
1
2
3
Time (s)
4
5
6
Figure 2.1
Four plots of an audio waveform shown unaltered on top left, correctly quantised to
unsigned 8-bit number format on top right, with incorrect byte ordering on bottom left and
converted as an absolute unsigned number on the bottom right.
2.2
Normalisation
There is one final step to basic audio handling, and that is normalising the sample vector.
If you notice when we discussed replaying sounds earlier, we sometimes had to normalise
first to prevent clipping:
sound(speech/max(abs(speech)), 8000);
Just to recap, the reason for this is that Matlab expects each element in the sound vector
to be scaled into a range of between
−1.0 and +1.0. However the audio that we imported
was probably 16-bit signed linear fixed point format, having a scale several thousand
times larger than this. Even if the audio was presented in the correct range, processing
it often causes samples to extend beyond their original range.
It is therefore good practice to comply with Matlab’s expectations and scale audio
being processed to the expected range after processing, unless it is important to maintain
bit exactness with some digital system, or to investigate quantisation issues themselves.
In general we can scale in two ways: