Звук — это акустическая вибрация в воздухе. Эта вибрация или сигнал состоит из колебаний с разными амплитудами и частотами, которые вместе образуют «звуковой спектр». Стандартные анализаторы спектров звука отображают графики амплитуд, соответствующих громкости звука, как функции частоты, то есть количества колебаний в секунду.
Для стандартного анализатора эти графики получены в результате обработки сигналов.Эти анализаторы извлекают амплитуды и частоты звука, предоставляя информацию о колебаниях, из которых состоят звуки. Например, для аудиосигнала с частотой 440 Гц [3], когда этот сигнал обрабатывается в течение короткого периода, возникает пик энергии на 440 Гц. Но чем шире и менее точен этот пик, тем короче период анализа.
Это то, что известно как «частотно-временная неопределенность». Чтобы уменьшить эту проблему и значительно улучшить точность частоты, исследователи использовали новый индекс, который распознает другой компонент звука: «демодулированную фазу». Он постоянен во времени, поэтому дает информацию о хорошей синхронизации между компонентом исходного звука и каждой анализируемой частотой. Их анализатор работает аналогично множеству стробоскопов, которые делают фазу компонентов звука неподвижной на выбранных частотах: только эти неподвижные зоны должны отображаться с использованием определенного алгоритма.
Исходя из этого принципа, ученые разработали новый алгоритм, предназначенный для анализа всех спектральных компонентов звука и визуального представления этой информации. Сначала в режиме «Улитка» активные зоны спектрального состава представлены светлыми пятнами на спиральной рамке: один оборот соответствует одной октаве; низкие ноты расположены ближе к центру спирали, а высокие — дальше; частота камертона (по умолчанию 440 Гц) обозначена одной плотной точкой на кадре. Для каждой анализируемой частоты амплитуда преобразуется в громкость (числовое значение, которое представляет громкость звука, воспринимаемую людьми) [4], которая сама преобразуется в уровень яркости: если компонент в два раза сильнее, пятно в два раза больше яркий.
Размер пятна увеличивается в зависимости от шума и качества синхронизации с демодулированной фазой. Затем пользователи могут регулировать точность определения местоположения точки в зависимости от целевой операции (настройка, визуализация музыки и т. Д.). Дополнительная информация отображается цветами в соответствии с выбранными режимами (объем, демодулированная фаза и т. Д.).
Также будут доступны два дополнительных режима. В режиме «спектрограмма» на клавиатуре отображаются активные звуковые зоны с временной прокруткой.
Режим «тюнера» показывает увеличение компонента целевой выбранной ноты. Более того, для этой целевой ноты единица представлена с углом, заданным демодулированной фазой: ее вращение позволяет точно оценить качество настройки (один оборот за 2 секунды означает, что дефект настройки составляет 0,5 Гц).
Таким образом, SnailAnalyser-Tuner улучшает аналитическую точность настраиваемым способом, например, в зависимости от того, нужна ли нам музыка в режиме настройки или в режиме визуализации. Эта программа особенно хороша для извлечения стабильных компонентов, утонувших в возмущенной среде (шум, произнесенное слово и т. Д.), И облегчает операции настройки, в том числе для слегка или существенно негармоничных звуков («плохой» шнур можно сразу определить) без потери точности . SnailAnalyser-Tuner предоставляет новые решения для визуализации звукового спектра с представлением, подходящим для восприятия, для настройки инструмента с высокой точностью и для одновременного исследования гармонического качества настроенной ноты.
Теперь музыканты могут заново открыть для себя мир звуков и вибраций с помощью этого интерактивного подхода.Примечания:[1] Патент FR 1455456, поданный 7 мая 2014 г. на имя CNRS, в отношении которого IRCAM имеет право заниматься музыкальной акустикой.[2] И в Лос-Анджелесе 21-22 января 2016 года на выставке NAMM Show.
[3] Герц (символ: Гц) — это единица измерения частоты в международной системе (СИ). Один герц эквивалентен одному событию в секунду (с-1 или 1 / с).
[4] Это соответствует стандарту ISO 226: 2003.