Каталог Рефератов - Система обработки аудиоинформации. Подсистема фильтрации и обработки сигнала

	Информационно-образоательный портал
	Рефераты, курсовые, дипломы, научные работы,



МЕНЮ\|

поиск

Система обработки аудиоинформации. Подсистема фильтрации и обработки сигнала

битрейт: разрядность квантования; количество бит, которым описывает-ся одна секунда звукового сигнала;

- число каналов: число источников звука, через которые воспроизводятся звуковые сигналы.

Звуковые сигналы поступают на вход системы в цифровом виде - в виде звуковых файлов, структура которых описана в п.2.1.2.

Задача обработки и фильтрации заключается в извлечении и обработки необходимых данных из файла.

С помощью заголовка звукового файла можно прочитать и изменить описанные основные параметры звукового сигнала, записанного в файле.

Для изменения звукового сигнала и применения к нему эффектов необходимо прочитать и отредактировать звуковые данные из основной части файла.

Математическое представление звуковых эффектов и их параметров:

Эффект реверберации.

На рис. 2.2 представлен исходный звуковой сигнал, а на рис. 2.3 применение к исходному сигналу эффекта реверберации с указанием параметров На оси абцисс откладывается время, а по оси ординат значение амплитуды (громкости) звукового сигнала в определенный момент времени.

Исходный сигнал

218

Рис.2.2

Эффект реверберации

T - время между отражениями;

h1 - громкость исходного звукового сигнала;

h2 - громкость отраженного сигнала.

Рис. 2.3

В данном случае h1=h2, то есть громкость отраженного сигнала равна громкости исходного сигнала.

Количество отражений в данном случае равно 1.

Эффект эха.

На рис. 2.4 представлен исходный звуковой сигнал, а на рис. 2.5 применение к исходному сигналу эффекта эха с указанием параметров На оси абцисс откладывается время, а по оси ординат значение амплитуды (громкости) звукового сигнала в определенный момент времени.

Исходный сигнал

218

Рис. 2.4

Эффект эха

T - время между откликами;

h1 - громкость исходного звукового сигнала;

h2 - громкость отклика.

Рис.2.5.

В данном случае h2=h1/2, то есть громкость отклика в два раза меньше громкости исходного сигнала .

Количество откликов в данном случае равно 1.

Изменение темпа.

На рис. 2.6 представлен исходный звуковой сигнал. На рис. 2.7 представлен измененный звуковой сигнал с уменьшенным в два раза темпом, на рис. 2.8 - с увеличенным в два раза темпом. На оси абцисс откладывается время, а по оси ординат значение амплитуды (громкости) звукового сигнала в определенный момент времени.

Исходный сигнал Увеличение темпа

218

Рис. 2.6 Рис. 2.7

Уменьшение темпа

218

Рис. 2.8

Изменение общего уровня громкости

На рис. 2.9 представлен исходный звуковой сигнал. На рис. 2.10 представлен измененный звуковой сигнал с уменьшенной в два раза громкостью, на рис. 2.11 - с увеличенной в два раза громкостью. На оси абцисс откладывается время, а по оси ординат значение амплитуды (громкости) звукового сигнала в определенный момент времени.

Исходный сигнал Уменьшение громкости

218

Рис. 2.9 Рис. 2.10

Увеличение громкости

218

Рис. 2.11

Эффекты возрастающей и затухающей громкости.

На рис. 2.12 представлен исходный звуковой сигнал, а на рис. 2.13 и рис. 2.14 применение к исходному сигналу эффекта возрастающей и затухающей громкости соответственно. На оси абцисс откладывается время, а по оси ординат значение амплитуды (громкости) звукового сигнала в определенный момент времени.

Исходный сигнал Возрастание громкости

218

Рис. 2.12 Рис.2.13

Затухание громкости

218

Рис. 2.14

Обращение звукового сигнала. На рис. 2.15 представлен исходный звуковой сигнал, а на рис. 2.16 - обращенный.

Исходный сигнал Обращенный сигнал

218

Рис. 2.15 Рис. 2.16

2.2. Описание алгоритма создания эффекта реверберации

2.2.1. Назначение и характеристика алгоритма создания эффекта реверберации

Данный алгоритм применяется к исходному звуковому сигналу для создания эффекта реверберации: придание звучанию объемности, характерной для большого зала, где каждый звук порождает соответствующий, медленно угасающий отзвук. Получается путем добавления к исходному сигналу затухающей серии его задержанных во времени копий. Это имитирует затухание звука в помещении, когда за счет многократных отражений от стен, потолка и прочих поверхностей звук приобретает полноту и гулкость, а после прекращения звучания источника затухает не сразу, а постепенно. При этом время между последовательными отзвуками ассоциируется с величиной помещения, а их интенсивность - с его гулкостью.

2.2.2. Используемая информация

При реализации данного алгоритма используются массивы информации, сформированные из входных данных. Массивы содержат информацию о величине амплитуды звукового сигнала в определенные моменты времени. Количество пар массивов определяется числом каналов.

A = {A1,A2,…,An} - массив амплитуд звукового сигнала.

T = {T1,T2,…,Tn} - массив со значениями времени, где n зависит от частоты дискретизации, битрейта и размера файла.

Ti - Ti-1 определяется частотой дискретизации.

При реализации алгоритма учитываются следующие параметры эффекта реверберации, которые подаются в качестве параметров на вход алгоритма:

To - время между отражениями;

Гр - громкость отражения относительно предыдущего в процентах;

Kол - количество отражений.

2.2.3. Результаты решения

В результате реализации алгоритма формируются новые массивы амплитуд и значений времени A' и T'. Структура выходного файла при этом соответствует описанной в п.2.1.2.

2.2.4. Математическое описание алгоритма создания эффекта реверберации

Для получения выходных массивов A' и T' необходимо предварительно получить Кол пар дополнительных массивов А(А1,А2,…,Акол) и Т(Т1,Т2,…,Ткол) с отражениями, а затем совместить их:

m - размерности получаемых массивов A' и T'

m = n + n*Кол;

T1i = Ti + 1*То;

T2i = Ti + 2*То;

…

ТКолi = Ti + Кол*То;

A1i = Гр/100*Ai;

A2i = Гр/100*A1i;

…

Aкол = Гр/100*A[кол-1]i

Описание используемых обозначений приведено в п.2.2.2.

Затем все полученные массивы амплитуд и времен объединяются в один общий массив (A' и T' соответственно).

2.2.5. Алгоритм создания эффекта реверберации

1. i::=1;

2. MaxValue::=MaxValue*256;

3. i::=i+1;

4. Если i?(AudioData.nBlockAlign/AudioData.nChannels),то переход к п.2 иначе к п.5;

5. MaxValue::=MaxValue/2 - 1;

6. TempAudio.nChannels ::= AudioData.nChannels;

7. TempAudio.nSamplesPerSec := AudioData.nSamplesPerSec;

8. TempAudio.nBitsPerSample := AudioData.nBitsPerSample;

9. DelaySmp := Round(Delay*AudioData.nSamplesPerSec/1000);

10. Channel :: =0;

11. Если Channel > (AudioData.nChannels-1),то переход к п. 38 иначе к п.12

12. i :: = Start;

13. Если i > (Start+Count-1), то переход к п. 37 иначе к п.14;

14. j :: = Number;

15. Если j < 0, то переход к п.21 иначе к п.16;

16. Если (i - Start) < (DelaySmp*j), то переход к п.17 иначе к п.18;

17. Smp ::= 0;

18. Прочитать из файла значение Smp;

19. SmpBuf [j] ::= Smp;

20. j ::= j+1; переход к п.15;

21. Mult ::= Volume;

22. j::=1;

23. Если j>Number, то переход к п.30 иначе к п.24;

24. k::=1;

25. Если k>Number, то переход к п.28 иначе к п.26;

26. SmpBuf[k-1] := SmpBuf[k-1] + Round(SmpBuf[k]*Mult);

27. k::=k+1; переход к п.25;

28. Mult ::= Mult*Volume;

29. j::=j+1; переход к п.23;

30. Smp := Round(SmpBuf[0]/(Number+1));

31. Если |Smp|>MaxValue, то переход к п.32 иначе к п.35;

32. Если Smp<0, то переход к п.33 иначе к п.34;

33. Smp::= - MaxValue;

34. Smp::=MaxValue;

35. Запись Smp в TempAudio;

36. i::=i+1; переход к п.13;

37. Сhannel ::= Channel+1; переход к п.11;

38. AudioData ::= TempAudio;

39. Конец.

2.2.6. Требования к контрольному примеру

Контрольный пример должен содержать примеры применения эффекта реверберации с различными параметрами.

2.2.7. Список условных обозначений

AudioData - совокупность значений амплитуд и времен;

Start - указатель на место в массиве данных,с которого начинать обработку;

Count - количество элементов массивов, которые необходимо обработать;

Number - количество отражений;

Delay - время между отражениями;

Volume - громкость отклика относительно предыдущего;

TempAudio - получаемая совокупность значений амплитуд и времен;

SmpBuf - хранит выборку аудиоданных;

Mult - коэффициент для получения значения амплитуды отражения;

Smp - текущая амплитуда;

Channel - количество каналов;

MaxValue - макс. значение амплитуды в обрабатываемом фрагменте;

DelaySmp = Ti - Ti-1.

2.3. Описание алгоритма создания эффекта эха

2.3.1. Назначение и характеристика алгоритма создания эффекта эха

Данный алгоритм применяется к исходному звуковому сигналу для создания эффекта эха: реализация повторения звукового сигнала с помощью временных преобразований таким образом, чтобы человеческое ухо воспринимало полученный сигнал как эхо. При этом слух перестает субъективно воспринимать отражения, как призвуки основного сигнала, и начинает воспринимать их как повторения. Эхо обычно реализуется так же, как и естественное - с затуханием повторяющихся копий.

2.3.2. Используемая информация

A = {A1,A2,…,An} - массив амплитуд звукового сигнала;

T = {T1,T2,…,Tn} - массив со значениями времени;

n зависит от частоты дискретизации (ЧД), битрейта (Б) и размера файла;

Ti - Ti-1 определяется частотой дискретизации;

При реализации алгоритма учитываются следующие параметры эффекта эха, которые подаются в качестве параметров на вход алгоритма:

To - время между откликами;

Гр - громкость отклика относительно предыдущего в процентах;

Kол - количество откликов.

2.3.3. Результаты решения

2.3.4. Математическое описание алгоритма создания эффекта эха

Для получения выходных массивов A' и T' необходимо предварительно получить Кол пар дополнительных массивов А(А1,А2,…,Акол) и Т(Т1,Т2,…,Ткол) с откликами, а затем совместить их:

m - размерности получаемых массивов A' и T';

m = n + n*Кол + То;

T1i = Tn + Ti + То;

T2i = 2*Tn + Ti + 2*То;

…

ТКолi =Кол*Тn + Ti + Кол*То;

A1i = Гр/100*Ai;

A2i = Гр/100*A1i;

…

Aколi = Гр/100*A[кол-1]i

Описание используемых обозначений приведено в п.2.3.2.

Затем все полученные массивы амплитуд и времен объединяются в один общий массив (A' и T' соответственно).

2.3.5. Алгоритм создания эффекта эха

1. i::=1;

2. MaxValue::=MaxValue*256;

3. i::=i+1;

4. Если i?(AudioData.nBlockAlign/AudioData.nChannels),то переход к п.2 иначе к п.5;

5. MaxValue::=MaxValue/2 - 1;

6. TempAudio.nChannels ::= AudioData.nChannels;

7. TempAudio.nSamplesPerSec := AudioData.nSamplesPerSec;

8. TempAudio.nBitsPerSample := AudioData.nBitsPerSample;

9. DelaySmp := Round(Delay*AudioData.nSamplesPerSec/1000);

10. Channel :: =0;

11. Если Channel > (AudioData.nChannels-1),то переход к п.31 иначе к п.12;

12. i ::= Start;

13. Если i > (Start+Count-1), то переход к п.30 иначе к п.14;

14. Прочитать Smp;

15. SummSmp ::= Smp; Mult::=Volume;

16. j ::= 1;

17. Если j > Number, то переход к п.23 иначе к п.18;

18. Если (i - Start) < (DelaySmp*j), то переход к п.19 иначе к п.20;

Страницы: 1, 2, 3, 4

© 2003-2013
Рефераты бесплатно, курсовые, рефераты биология, большая бибилиотека рефератов, дипломы, научные работы, рефераты право, рефераты, рефераты скачать, рефераты литература, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты медицина, рефераты на тему, сочинения, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент.