Μουσική Πληροφορική. Αλέξανδρος Ελευθεριάδης Αναπ. Καθηγητής Τµήµα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήµιο Αθηνών

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Μουσική Πληροφορική. Αλέξανδρος Ελευθεριάδης Αναπ. Καθηγητής Τµήµα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήµιο Αθηνών"

Ἄρτεμις Μελετόπουλος
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Μουσική Πληροφορική [Διάλεξη 2 (DSP)] Αλέξανδρος Ελευθεριάδης Αναπ. Καθηγητής Τµήµα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήµιο Αθηνών eleft@di.uoa.gr, (2)

2 4. Μη Γραµµική Επεξεργασία Output signal of linear system Spectrum x(n) x(n) Input signal Linear System - 5 n x(n) Nonlinear System y y lin nonlin.5 (n) (n) - 5 n -.5 Output signal of nonlinear system - 5 n nonlin Y lin (f) Y (f) f in Hz Spectrum f in Hz

3 4. Μη Γραµµική Επεξεργασία Μέτρο «µη γραµµικότητας» σήµατος/συστήµατος Είσοδος Έξοδος x(n) =Asin(2πf Tn) sin(2 2πf Tn)+ + x(n) =Asin(2πf y(n) =A + A sin(2πf Tn)+A 2 sin(2 2πf Tn)+ y(n) =A + A N sin(n 2πf Tn) Ολική Αρµονική Παραµόρφωση (Total Harmonic Distortion)

4 Κατηγορίες. Έλεγχος Δυναµικής Περιοχής (Dynamics Processing) Αυτόματος έλεγχος της περιβάλουσας του σήματος σύμφωνα με κάποιες παραμέτρους ελέγχου => Αρμονική παραμόρφωση ιδανικά χαμηλή 2. Συστήµατα Δηµιουργίας Αρµονικής Παραµόρφωσης Ενισχυτές κιθάρας, εφέ κιθάρας, κλπ. Γραμμικό + Μη-γραμμικό τμήμα 3. Ψυχοακουστική επεξεργαστές/«βελτιωτές» Exciters, enhancers Εισαγωγή μικρής μη-γραμμικής παραμόρφωσης με «έξυπνο» τρόπο

5 Δυναµική Επεξεργασία (Dynamics Processing) Λειτουργία (side chain) y(n) x(n) x(n) y(n) Gain factor g(n) Level Detection Input signal x(n) Gain factor signal g(n) Envelope of x(n) n Output signal y(n) n

6 Δυναµική Επεξεργασία (Dynamics Processing) Αρχιτεκτονική y(n) x(n-d) x(n) Delay x(n-d) y(n) X[dB] g(n) Y[dB] Level Measurement x x PEAK RMS (n) (n) Static Curve f(n) Attack/ Release Time G[dB] Level measurement (π.χ., RMS) Static curve τροποποίηση κέρδους Δυναμική καμπύλη προσαρμογή τροποποίηση χωρίς απότομες μεταβολές

7 Δυναµική Επεξεργασία (Dynamics Processing) Αρχιτεκτονική y(n) x(n-d) x(n) Delay x(n-d) y(n) X[dB] g(n) Y[dB] Level Measurement x x PEAK RMS (n) (n) Static Curve f(n) Attack/ Release Time G[dB]

8 Ανάλυση Δυναµικής Επεξεργασίας y(n) = g(n) x(n-d) D καθυστέρηση για το side chain processing Με Χ = 2 log (x), Y = 2 log (y), G = 2 log (g) (σε db) Υ = Χ + G (db) Στατικά Διαγράµµατα (Static Characteristic): NT X[dB] ET CT LT Y[dB] X[dB] CS(LT-CT) E ES(ET-NT) C L NT ET CT LT G[dB}

9 Ανάλυση: Στατικά Διαγράµµατα X[dB] X[dB] CS(LT-CT) ET CT C LT L NT ET CT LT NT E ES(ET-NT) Y[dB] G[dB} LT: Limiter Threshold ET: Expander Threshold CT: Compressor Threshold NT: Noise Gate Threshold

10 Ανάλυση: Compression Factor R X[dB] CT=-3 db CR=3/ CS=-/3=2/3 Compression Factor Slope Factor Από το σχήµα: S /R Y[dB] R = ΔX/ΔY X[dB] CT S = / R = ( ΔX-ΔY ) / ΔX G[dB] και

11 Ανάλυση: Περιοχές Λειτουργίας X[dB] CT=-3 db CR=3/ CS=-/3=2/3 S /R Y[dB] X[dB] CT G[dB]

12 Ανάλυση: Υπολογισµός f (n) σε db X[dB] CT=-3 db CR=3/ CS=-/3=2/3 S /R Y[dB] X[dB] CT G[dB]

13 Δυναµική Επεξεργασία (Dynamics Processing) Αρχιτεκτονική y(n) x(n-d) x(n) Delay x(n-d) y(n) X[dB] g(n) Y[dB] Level Measurement x x PEAK RMS (n) (n) Static Curve f(n) Attack/ Release Time G[dB]

14 Envelope Detector/Follower: Peak Measurement AT: Attack Time, RT: Release Time Ανάλυση: Υποθέστε RT= με x PEAK () =, x(n)=const. και ΑΤ< Υποθέστε AT= με x() =, x PEAK ()> και RT<

15 Υπολογισµός AT/RT Θεωρούµε: g(t) = e t τ Βρίσκουµε το χρόνο ώστε το g(t) να πάει στο: t.9 =.τ.9:.: t. = 2.3τ Ορίζοντας το χρόνο υποδεκαπλασιασµού: t AT t. t.9 = 2.2τ η αρχική μπορεί να γραφεί: g(t) = e 2.2t t AT One-step delay: Χρόνος ίσος με ένα δείγμα (t=τ) με Τ περίοδο δειγματοληψίας AT = e 2.2T /t AT

16 Envelope Detector/Follower: RMS µείον TAV: averaging time Ανάλυση: Υποθέστε TAV= και TAV=

17 Δυναµική Επεξεργασία (Dynamics Processing) Αρχιτεκτονική y(n) x(n-d) x(n) Delay x(n-d) y(n) X[dB] g(n) Y[dB] Level Measurement x x PEAK RMS (n) (n) Static Curve f(n) Attack/ Release Time G[dB]

18 Attack/Release Time Adjustment y(n) x(n-d) x(n) Delay x(n-d) y(n) X[dB] g(n) Y[dB] Level Measurement x x PEAK RMS (n) (n) Static Curve f(n) Attack/ Release Time G[dB] comparator f(n) z - - AT RT g(n) - z -

19 Limiter x(n) DEL x(n-d ) y(n) g(n) x PEAK (n) -LT -LS f(n) PEAK AT/RT Lin/log Log/lin AT/RT Επεξεργασία σε log κλίµακα

20 Limiter: Σήµατα Input signal x(n) Output signal y(n) n Filter output signal x peak (n) n n Gain signal f(n) n

21 Compressor/Expander x(n) DEL 2 x(n-d 2 ) y(n) g(n) x RMS (n) -CT -CS f(n) RMS Lin/log Log/lin AT RT ET ES Range Detector

22 Noise Gate x(n) DEL 2 x(n-d 2 ) y(n) g(n) x RMS (n) -NT f(n) PEAK x d> -> f(n)= x < -> f(n)= d AT RT

23 De-Esser Ενεργοποίηση αν υπάρχει αρκετή ενέργεια στα 2-6 khz (συριστικότητα, sibilance) ώστε να ελατώσει την ένταση του σήµατος x(n) Peak/Notch Filter y(n) Gain factor Band-pass Level Detection Άλλη εφαρµογή: αποφυγή feedback

24 Clipping / Infinite Limiter hard clipping µη-γραµµικό, µε πολλές αρµονικές υψηλής τάξης soft clipping (Carlos Santana, Smooth ) signal zoom in n x n

25 Μη Γραµµική Επεξεργαστές Εφέ Η παραµορφωµένη ηλεκτρική κιθάρα είναι κεντρικός ήχος της σύγχρονης µουσικής Επιλογές εφέ: Οverdrive Distortion Fuzz

26 Οverdrive Symmetrical soft clipping Παράδειγµα for 5 x 5 /3 for 3 5 x 5 23 for 2/3 5 x 5. Static characteristic: y=f(x) Log. output over input level Y in db x X in db

27 Οverdrive - Παράδειγµα khz ηµίτονο µε φθίνον πλάτος Παρατηρήστε: περιττές αρµονικές µόνο, εξαφανίζονται όταν το πλάτος Signal x(n) Signal x(n) πέσει.5.5 x(n) x(n) n n Waterfall Representation of Short time FFTs Magnitude in db 5 5 f in khz n 6 8

28 Οverdrive - Symmetrical Hard Clipping Signal x(n) Signal x(n).5.5 x(n) x(n) n n Waterfall Representation of Short time FFTs Magnitude in db 5 5 f in khz n 6 8

29 Fuzz Faze (J. Hendrix) Asymmetrical Clipping Static characteristic: y=f(x).5 y x Παράδειγµα:

30 Fuzz Faze: Σήµατα.5 Output signals n Spectra f in Hz

31 Fuzz Faze: khz αυξανόµενο Παρατηρούµε: περιττές και άρτιες αρµονικές.5 Signal x(n).5 Signal x(n) x(n) x(n).5..2 n x n x 4 Waterfall Representation of Short time FFTs Magnitude in db f in khz n x 4

32 Distortion Μη-γραµµικότητα: Static characteristic: y=f(x) Log. output over input level 5.5 y Y in db x X in db Παράδειγµα:

33 Ύλη για Εξετάσεις Διαφάνειες Ασκήσεις DAFX Κεφ., 2, 3, 4., 4.2, 4.3.3, 5 όλο εκτός

Σχετικά έγγραφα

15/3/2009. Ένα ψηφιακό σήμα είναι η κβαντισμένη εκδοχή ενός σήματος διάκριτου. χρόνου. Φλώρος Ανδρέας Επίκ. Καθηγητής

15/3/2009. Ένα ψηφιακό σήμα είναι η κβαντισμένη εκδοχή ενός σήματος διάκριτου. χρόνου. Φλώρος Ανδρέας Επίκ. Καθηγητής 15/3/9 Από το προηγούμενο μάθημα... Ένα ψηφιακό σήμα είναι η κβαντισμένη εκδοχή ενός σήματος διάκριτου Μάθημα: «Ψηφιακή Επεξεργασία Ήχου» Δάλ Διάλεξη 3 η : «Επεξεργαστές Ε ξ έ Δυναμικής Περιοχής» Φλώρος