4.7 Методи обробки звуку

1. Монтаж. Полягає у вирізанні із запису одних ділянок, вставці інших, їх заміні, розмноженні та ін. Називається також редегуванням. Всі сучасні звуко- та відеозаписи в тій чи іншій мірі піддаються монтажу.

2. Амплітудні перетворення. Виконуються за допомогою різних дій над амплітудою сигналу, які в кінцевому рахунку зводяться до множення значень самплів на постійний коефіцієнт (підсилення/послаблення) або змінну в часі функцію-модулятор (амплітудна модуляція). Частковим випадком амплітудної модуляції є формування огинаючої для надання стаціонарному звучанню розвитку в часі.

Амплітудні перетворення виконуються послідовно з окремими самплами, тому вони прості в

реалізації і не вимагають великого об’єму обчислень.

3. Частотні (спектральні) перетворення. Виконуються над частотними складовими звуку. Якщо використовувати спектральне розкладання - форму представлення звуку, в якій по горизонталі відраховуються частоти, а по вертикалі - інтенсивності складових цих частот, то більшість частотних перетворень стають подібними на амплітудні перетворення над спектром. Наприклад, фільтрація - підсилення або послаблення визначених смуг частот - зводиться до накладання на спектр відповідної амплітудної огинаючої. Однак частотну модуляцію таким чином уявити неможна - вона виглядає, як зміщення всього спектру або його окремих ділянок в часі за визначеним законом.

Для реалізації частотних перетворень звичайно застосовується спектральне розкладання за методом Фур’є, яке вимагає значних ресурсів. Однак є алгоритм швидкого перетворення Фур’є (ШПФ, FFT), який виконується в цілочисельні арифметиці і дозволяє вже на

молодших моделях 486 процесорів розвертати в реальному часі спектр сигналу середньої якості. При частотних перетвореннях, крім цього, потрібна обробка і наступна згортка, тому фільтрація в реальному часі поки що не реалізується на процесорах загального призначення. Замість цього існує велика кількість цифрових сигнальних процесорів (Digital Signal Processor - DSP), які виконують ці операції в реальному часі і по декількох каналах.

4. Фазові перетворення. Зводяться в основному до постійного зсуву фази сигналу або її модуляції деякою функцією або іншим сигналом. Завдяки тому, що слуховий апарат людини використовує фазу для визначення напрямку на джерело звуку, фазові перетворення стереозвуку дозволяють отримати ефекти обертового звуку, хору і подібних. За допомогою зсуву фази на 90..180 градусів (останнє отримується простим інвертуванням відліків) реалізується ефект “псевдооб’ємності” звуку (Surround).

5. Часові перетворення. Полягають в додаванні до основного сигналу його копій, зсунутих в часі на різні величини. При зсувах на величини, що можна порівняти з періодом сигналу, ці перетворення перетворюються в фазові, при невеликих зсувах за межами періоду (приблизно менше 20 мс) це дає ефект, близький до хорового (розмноження джерела звуку), при великих - ефекти багатократного відбиття: реверберації (20..50 мс) і відлуння (більше 50 мс).

6. Формантні перетворення. Є частковим випадком частотних і оперують з формантами - характерними смугами частот, що зустрічаються в звуках, які вимовляє людина. Кожному звуку відповідає своє співвідношення амплітуд і частот декількох формант, яке визначає тембр і розбірливість голосу. Змінюючи параметри формант, иожна підкреслювати або затушевувати окремі звуки, міняти одну голосну на іншу, зсувати регістр голосу та ін.