Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Аудиосигналдарды электронды түрде өңдеу
Electronic manipulation of audio signals
Аудиосигналдарды өңдеу – аудиосигналдарды электронды түрде өңдеумен айналысатын сигналдарды өңдеудің саласы. Аудиосигналдар – ауа арқылы таралатын, қысылу мен сиретуден тұратын дыбыс толқындарының электрондық бейнелері. Аудиосигналдардағы немесе дыбыс қуаты деңгейіндегі энергия әдетте децибелмен өлшенеді. Аудиосигналдар цифрлық немесе аналогтық форматта ұсынылуы мүмкін, сондықтан өңдеу екі форматта да жүзеге асырылуы мүмкін. Аналогтық процессорлар электрлік сигналмен тікелей жұмыс істейді, ал цифрлық процессорлар оның цифрлық бейнесімен математикалық амалдар жасайды.
Audio signal processing is a subfield of signal processing that is concerned with the electronic manipulation of audio signals. Audio signals are electronic representations of sound waves—longitudinal waves which travel through air, consisting of compressions and rarefactions. The energy contained in audio signals or sound power level is typically measured in decibels. As audio signals may be represented in either digital or analog format, processing may occur in either domain. Analog processors operate directly on the electrical signal, while digital processors operate mathematically on its digital representation.
Тарих
Аудиосигналдарды өңдеуге деген қызығушылық 20-ғасырдың басында телефон, фонограф және радио сияқты аудиосигналдарды беруге және сақтауға мүмкіндік берген өнертабыстармен басталды. Алғашқы радио хабарларын тарату үшін аудио өңдеу қажет болды, себебі студия мен хабар таратушы арасындағы байланыста көптеген мәселелер туындады. Сигналды өңдеу теориясы және оның аудиоға қолданылуы негізінен 20-ғасырдың ортасында Bell Labs-те дамыды. Клод Шеннон және Гарри Найквисттің коммуникация теориясы, дискреттеу теориясы және импульстік код модуляциясы (PCM) бойынша жасаған алғашқы жұмыстары осы саланың негізін қалады. 1957 жылы Макс Мэтьюс компьютерден аудио синтездеген алғашқы адам болды, осылайша компьютерлік музыка дүниеге келді. Цифрлық аудио кодтау және аудио деректерді сығыстырудағы маңызды жетістіктерге 1950 жылы Bell Labs-те C. Chapin Cutler-дің дифференциалдық импульстік код модуляциясы (DPCM), 1966 жылы Fumitada Itakura (Nagoya University) және Shuzo Saito (Nippon Telegraph and Telephone) жасаған сызықтық болжамды кодтау (LPC), 1973 жылы Bell Labs-те P. Cummiskey, Nikil S. Jayant және James L. Flanagan-ның бейімделген DPCM (ADPCM), 1974 жылы Насир Ахмед, Т. Натаражан және К. Р. Раоның дискретті косинустық түрлендіру (DCT) кодтау және 1987 жылы Суррей университетінде J. P. Princen, A. W. Johnson және A. Б. Брэдли жасаған модификацияланған дискретті косинустық түрлендіру (MDCT) кодтау кіреді. LPC – қабылдау кодтаудың негізі және сөйлеу кодтау саласында кеңінен қолданылады, ал MDCT кодтау MP3 және Advanced Audio Coding (AAC) сияқты қазіргі заманғы аудио кодтау форматтарында кеңінен қолданылады.
The motivation for audio signal processing began at the beginning of the 20th century with inventions like the telephone, phonograph, and radio that allowed for the transmission and storage of audio signals. Audio processing was necessary for early radio broadcasting, as there were many problems with studio to transmitter links. The theory of signal processing and its application to audio was largely developed at Bell Labs in the mid 20th century. Claude Shannon and Harry Nyquist's early work on communication theory, sampling theory and pulse code modulation (PCM) laid the foundations for the field. In 1957, Max Mathews became the first person to synthesize audio from a computer, giving birth to computer music. Major developments in digital audio coding and audio data compression include differential pulse code modulation (DPCM) by C. Chapin Cutler at Bell Labs in 1950, linear predictive coding (LPC) by Fumitada Itakura (Nagoya University) and Shuzo Saito (Nippon Telegraph and Telephone) in 1966, adaptive DPCM (ADPCM) by P. Cummiskey, Nikil S. Jayant and James L. Flanagan at Bell Labs in 1973, discrete cosine transform (DCT) coding by Nasir Ahmed, T. Natarajan and K. R. Rao in 1974, and modified discrete cosine transform (MDCT) coding by J. P. Princen, A. W. Johnson and A. B. Bradley at the University of Surrey in 1987. LPC is the basis for perceptual coding and is widely used in speech coding, while MDCT coding is widely used in modern audio coding formats such as MP3 and Advanced Audio Coding (AAC).
Аналогты
Аналогты дыбыс сигналы – ауадағы дыбыс толқындарына сәйкес келетін электр кернеуі немесе тогы арқылы бейнеленген үздіксіз сигнал. Аналогты сигналды өңдеу – электрлік схемалар арқылы кернеуді, токты немесе зарядты өзгерту арқылы үздіксіз сигналды физикалық түрде өзгертуді қамтиды. Тарихи тұрғыдан алғанда, кең таралған цифрлық технология пайда болғанға дейін сигналды өңдеудің жалғыз тәсілі аналогты болды. Одан бері компьютерлер мен бағдарламалық құралдардың мүмкіндіктері артып, құны төмендегендіктен, цифрлық сигналды өңдеу басымдыққа ие болды. Дегенмен, музыка саласында аналогты технология әлі де қажет, себебі ол көбінесе цифрлық сүзгілермен қайта жасау қиын болатын сызықты емес жауаптарды тудырады.
An analog audio signal is a continuous signal represented by an electrical voltage or current that is analogous to the sound waves in the air. Analog signal processing then involves physically altering the continuous signal by changing the voltage or current or charge via electrical circuits. Historically, before the advent of widespread digital technology, analog was the only method by which to manipulate a signal. Since that time, as computers and software have become more capable and affordable, digital signal processing has become the method of choice. However, in music applications, analog technology is often still desirable as it often produces nonlinear responses that are difficult to replicate with digital filters.
Цифрлық
Цифрлық бейнелеу дыбыс толқынының формасын символдар тізбегі ретінде, әдетте екілік сандар түрінде көрсетеді. Бұл, цифрлық сигналды өңдеу процессорлары, микропроцессорлар және жалпы мақсаттағы компьютерлер сияқты цифрлық схемаларды қолдану арқылы сигналды өңдеуге мүмкіндік береді. Көптеген қазіргі заманғы аудио жүйелер цифрлық тәсілді қолданады, себебі цифрлық сигналды өңдеу аналогтық сигналды өңдеуге қарағанда әлдеқайда күшті әрі тиімді.
A digital representation expresses the audio waveform as a sequence of symbols, usually binary numbers. This permits signal processing using digital circuits such as digital signal processors, microprocessors and general purpose computers. Most modern audio systems use a digital approach as the techniques of digital signal processing are much more powerful and efficient than analog domain signal processing.
Қолданбалар
Өңдеу әдістері мен қолдану салаларына сақтау, деректерді сығыстыру, музыкалық ақпаратты іздеу, сөйлеуді өңдеу, орналастыру, акустикалық анықтау, тарату, шуды басу, акустикалық із, дыбысты тану, синтездеу және жақсарту (мысалы, теңестіру, сүзгілеу, деңгейді сығыстыру, эхо және дыбыс қайталауды жою немесе қосу сияқты) кіреді.
Processing methods and application areas include storage, data compression, music information retrieval, speech processing, localization, acoustic detection, transmission, noise cancellation, acoustic fingerprinting, sound recognition, synthesis, and enhancement (e. g. equalization, filtering, level compression, echo and reverb removal or addition, etc. ).
Аудио хабар тарату
Аудио сигналды өңдеу аудио сигналдарды тарату кезінде олардың сапасын жақсарту немесе өткізу қабілетін немесе кешігуді оңтайландыру үшін қолданылады. Осы саладағы ең маңызды аудио өңдеу хабар таратушыға дейін жүзеге асырылады. Бұл жердегі аудио процессор артық модуляцияны болдырмауы немесе азайтуы, сызықты емес таратушыларды (орта және қысқа толқынды таратудағы потенциалды мәселе) өтеуі және жалпы дыбыс деңгейін қажетті деңгейге келтіруі тиіс.
Audio signal processing is used when broadcasting audio signals in order to enhance their fidelity or optimize for bandwidth or latency. In this domain, the most important audio processing takes place just before the transmitter. The audio processor here must prevent or minimize overmodulation, compensate for non linear transmitters (a potential issue with medium wave and shortwave broadcasting), and adjust overall loudness to the desired level.
Белсенді шуды бақылау
Белсенді шуды бақылау – бұл қажетсіз дыбысты азайтуға бағытталған техника. Қажетсіз дыбысқа толықтай ұқсас, бірақ оған кері полярлы сигнал жасау арқылы екі сигнал өзара жойқыш интерференция нәтижесінде бекінеді.
Active noise control is a technique designed to reduce unwanted sound. By creating a signal that is identical to the unwanted noise but with the opposite polarity, the two signals cancel out due to destructive interference.
Аудио синтезі
Аудиосинтез – аудиосигналдарды электрондық түрде жасау процесі. Бұл процесті іске асыратын музыкалық аспап синтезатор деп аталады. Синтезаторлар дауыстарды имитациялай немесе жаңа дауыстарды тудыра алады. Аудиосинтез адам сөйлеуін жасау үшін де, сөйлеу синтезі арқылы да қолданылады.
Audio synthesis is the electronic generation of audio signals. A musical instrument that accomplishes this is called a synthesizer. Synthesizers can either imitate sounds or generate new ones. Audio synthesis is also used to generate human speech using speech synthesis.
Дыбыс эффекттері
Аудио эффекттер музыкалық аспаптың немесе басқа да дыбыс көзінің дыбысын өзгертеді. Көбінесе қолданылатын эффекттердің ішінде бұрмалау бар, ол электр блюз және рок музыкасында электр гитарасымен жиі қолданылады; дыбыс деңгейін өзгертетін дыбыс педалдары мен компрессорлар сияқты динамикалық эффекттер; жиілік диапазондарын өзгертетін вах-вах педалдары мен графикалық теңестіргіштер сияқты сүзгілер; хор, фленжерлер және фазерлер сияқты модуляциялық эффекттер; питч-шифтерлер сияқты биіктік эффекттері; сондай-ақ реверберация және дилей сияқты уақыт эффекттері, олар эхо эффектін жасайды және әртүрлі кеңістіктердің дыбысын имитациялайды. Музыканттар, аудио инженерлер және студиялық продюсерлер эффекттер блоктарын тікелей эфирде немесе студияда қолданады, әдетте электр гитарасымен, бас гитарасымен, электрондық синтезатормен немесе электр пианиносымен. Эффекттер көбінесе электрлік немесе электрондық аспаптармен қолданылса да, оларды акустикалық аспаптар, барабандар және вокал сияқты кез келген дыбыс көзімен де пайдалануға болады.
Audio effects alter the sound of a musical instrument or other audio source. Common effects include distortion, often used with electric guitar in electric blues and rock music; dynamic effects such as volume pedals and compressors, which affect loudness; filters such as wah wah pedals and graphic equalizers, which modify frequency ranges; modulation effects, such as chorus, flangers and phasers; pitch effects such as pitch shifters; and time effects, such as reverb and delay, which create echoing sounds and emulate the sound of different spaces. Musicians, audio engineers and record producers use effects units during live performances or in the studio, typically with electric guitar, bass guitar, electronic keyboard or electric piano. While effects are most frequently used with electric or electronic instruments, they can be used with any audio source, such as acoustic instruments, drums, and vocals.