Обробка цифрового звуку
Цифровий звук обробляють за допомогою математичних операцій, що застосовуються або до окремих відліків сигналу, або до груп відліків. Ці математичні операції можуть подібно до звичайних аналогових засобів звукової обробки здійснювати складання сигналу, його множення на константу, множення на функцію.
Також вони можуть застосовувати альтернативні способи, на кшталт розкладання сигналу спектр, корекції окремих частот і наступної зворотної збірки сигналу з спектра.
Обробка цифрового сигналу буває лінійною та нелінійною.
Лінійна обробка відбувається в реальному часі і вимагає швидкої реакції процесора, що у ряді випадків неможливо поєднати з якістю, тоді застосовується обробка з дещо зниженим рівнем якості.
Нелінійна обробка немає тимчасових обмежень, тому тут можна використовувати процесори будь-якої потужності. У таких випадках обробка високої якості може відбуватися від декількох хвилин до кількох годин.
В обробці використовуються універсальні процесори та спеціалізовані сигнальні.
Для обробки звуку застосовуються монтаж, амплітудні перетворення, частотні перетворення, фазові перетворення, тимчасові перетворення та формантні перетворення.
Примонтажііз запису вирізають одні ділянки, вставляють інші, роблять їх заміну, розмноження та ін.
Амплітудні перетворенняґрунтуються на різних діях над амплітудою, які, зрештою, закінчуються множенням значень семплів на постійний коефіцієнт або функцію-модулятор, що змінюється в часі.
Частотні перетвореннязачіпають частотні складові звуку. Для їх реалізації, як правило, застосовують розкладання в спектрметодом Фур'є.
Фазові перетвореннямають на увазі постійне зрушення фази або її модуляцію певною функцією або якимось іншим сигналом. Завдяки фазовим перетворенням можна отримати ефект хору або звуку, що обертається.
У процесі тимчасових перетворень до основного сигналу додають його копії, які в тій чи іншій мірі зрушені в часі. Невеликі зрушення дозволяють досягти ефекту хору, а великі – ефекту луни.
Формантні перетворенняявляють собою варіант частотних. Вони зачіпають форманти або, іншими словами, характерні смуги частот, що зустрічаються у звуках людської мови. За допомогою змін параметрів формант можна змінювати одні голосні звуки на інші, підкреслювати або, навпаки, робити непомітнішими окремі звуки, зрушувати регістр голосу.
Найпоширенішими звуковими ефектами є вібрато, динамічна фільтрація, фленжер, реверберація, луна, дисторшн, компресія, фейзер, вокодер. Розглянемо деякі з них.
Вібратоназивається амплітудна або частотна модуляція сигналу. Людське вухо сприймає цей ефект як звукове завмирання або вібрацію.
При динамічній фільтрації відбуваються зміни в частоті або зрізу, або смуги пропускання фільтра. На слух вона сприймається як звукове обертання або закриття, відкриття джерела звуку.
Фленжерпередбачає додавання до сигналу його копій, трохи зрушених у часі. Також можлива частотна модуляція копій або значень їх тимчасових зрушень та зворотний зв'язок. На слух цей ефект сприймається як звукове дроблення.
Приревербераціїдо вихідного сигналу додають загасаючий ряд копій, зрушених у часі. Сприймається, як загасання звуку в будь-якомуприміщенні.
Ефект лунаявляє собою реверберацію з більш тривалою затримкою.
При ефектідисторшнанавмисно спотворюється форма звуку. Звук стає різким, скрегочучим.
Компресіямає на увазі стиснення динамічного діапазону, при якому посилюються слабкі звуки і слабшають сильні. Вухом відчувається як послаблення різниці між гучним і тихим звучанням сигналу.
Фейзерявляє собою варіант фленжера, при якому вихідний сигнал поєднується зі своїми копіями, які зрушені по фазі. На слух це можна визначити, як хитання магнітофонної головки.
Вокодермає на увазі мовний синтез, за допомогою якого можна домогтися отримання голосу робота, інопланетянина та ін.