Оппенгейм - Применение цифровой обработки сигналов, страница 9

Микшерный пульт дает возможность звукооператору по-разному обрабатывать каждую дорожку первичной записи. К числу наиболее распространенных методов обработки звуковых сигналов относятся введение искусственной реверберации и других специальных эффектов, выравнивание спектров, сжатие динамического диапазона, подавление шумов, ограничение. По своей сложности этот процесс и выполняющие его устройства приближаются к функциям и аппаратуре Центра управления космическими полетами (ХАЗА). После того как высококвалифицированный звукооператор Объединит обработанные первичные сигналы во вторичную стереофоническую или квадрафоническую запись, ее подвергают дополнительной обработке с тем, чтобы сформировать сигнал, пригодный для записи на грампластинку или магнитную ленту.

Полученная рабочая лента используется для управления резцом точного рекордера или магнитокопирователем. В последнее время в рекордерах также появились свои собственные сложные системы обработки сигналов, предназначенные для динамического управления резцом и создающие компенсацию и предыскажения в рамках нелинейной обработки, применяемой как при изготовлении, так и при воспроизведении записей.

Более того, первичная копия, полученная в рекордере, является лишь результатом первого этапа сложного процесса, в результате которого получается запись, про- игрываемая дома или на студии. Стол пРоходит и на радиовещании. Акустиче толь же длинный путь зв к У шателя и ГРОМКОГОВОРИТЕЛ стическая систе а в доме слузвуковоспроизводящ " . Т и о разуют важное пос ей цепи. аким обпазом п о оследнее звено изведения можно п~едстави р, роцесс звуковоспроредставить в виде трех основных этап оз ание и з д и запись первоначальных сигналов. ов: 2.

Хранение и передача этих сигнал й. В н лов. 3. оспроизведение сигналов в "'орме ак Может пока азаться, что некот в форме акустических волн. звуковоспроизведения являются необязательными орые сложные элементы и оцесса Р ство исправления технических погреш " вноси сред- этапе процесса. Нап ног решностеи вноси апример, сжатие сигнала на этап ной записи необходимо тане первоначальимо потому, что запоминающие ст ойства хранения имеют ограниченный динами н мическии диапазон.

устро ства ;Многие разработки в области ци" ово" целью замен слабых ти цифровои звукотехники имеют ену сла ых элементов цепи звукозаписи или зв коне едачи; Примерами могут служить ф ровые системы передачи звуковь жить ци ровые магнито афоны и и эти системы оказываются сл овых сигналов. Несложные' п .

Н по идее, создание привело к резком л я сложными в реализации. О и д ако их му улучшени~ качества воспроизведея звуков. правление микшерным пультом также был дено. на цифровую техник б б е ыло переветрудной обязанности ф у, что ы осво одить зв укооператора от ров в реальном масштабе в емени. На фактического рег ли ования сотен нараметберацио нным устроиствам п ишли и" о сшта е времени. На смену механическим ревербераторы.

С озданы синтезато ы позволя р, ц фровые электронные Реверр, з оляющие из пары стереофох сигналов в домашних сл акустические поля ха условиях создавать определенные ические поля, характерные для больших залов. лабораториях нашли поименение "оле для восстанов и ~олее совершенные методы ановления старых звукозаписей. В настоя е в нача ле века, причем после исп ые записи выступлений Карузо, сделанных качества с равлении записи крайне низкого а стали звучать гораздо л чше. ~~и ов меняется также в исс у .

Цифровая обработка привание электроакустических п еоб же в исследованиях, направленных на со дящей ических преобразователей. В звуковоспроизво" цепи громкоговоритель являе наимене е исследованных звеньев. с~ р яется одним из самых слабых и зовые и п ев. Он влияет на амплитудные фасигнала и пространственные ха акт р еристики получаемого звукового ) налов. Ц Ф , а также обчсловливае у ает различного вида искажения си.

Цифровая обработка сигнал я сигментального гналов применяется для экспери преобразова ного определения физических х Стик на телеи, а также ля о е ф характеристик акустических восприятие звука. д ц нки влияния этих характери' Во все х подобных системах име еются общие блоки — аналого- " и цифро-аналоговый преобразователи (АЦП и ЦАП) . 'силу своего фундаментального характера вопрос об этих преоб- 43 11ифровая обработка звуковых сигналов Глава 2 42 Л б еисб ет ассмотрен здесь самостоятельно. Лю ы разователях будет рассмот б аботки сигнала, могут су;кажения, вносимые д е на анном этапе о ра ф " обработки.

Характебес енить достоинства цифровои о щественно о есц огласовывать с особенно- У истики пре р образователей нео ходимо с я ия зв ковых сигналов по ряду р п ичин. стями восприятия у при квантовании отсчетов 1. Ч езмерно большая разрядность при от ебоваться слишком ольшое быстродействие. этапах может потр ибо ами, не всегда замечают- 2. Искажения, определяемые при ора ся на слух. кже конст ктивными проблемами, коВопрос усложняется также констру а боты системы. ественно повлиять на качество ра оты с торые могут существ особы п еобразования и выбор Поэтому существуют различные спосо ы пр определяется назначением всей нием всей системы.

еж физическими и олжен знать соотношение между физ Инженер долж ис емы и кажущимся качестэлектрическими р р ха акте истиками системы щения сигнал/шум, на. Классическое определение отно вом звука. Кла ношения максимальной мощпример, ос ковано на вычислении отн но т у, меренной в отсутствие сигнала. ности си~нала мощи у р ности шума, измере ие ш ма зависит от степени его а" спеее ва или азличия с сигналом, от вида ра имаемые как Одинаковые гут создавать помехи, на у р и на слух восприн м име ы казывают, что теория зву в оакустические жсл~~~- е олжна опираться на психоа .большеи мере д .

Т систем рассматривает пути вания, чем р на тео ию систем. еория с данном случае описывает харешения задач, и а психоакустика в да . Т ышеупомянутом примере рактер желаем р у ого ез льтата. ак, в в м неслышным, хотя полцель состоит в том чтобы сделать шум . Экономические последствия постыл подавл ять его не обязательно. могут оказаться очень пе- 16- азр диого АЦП не ~жпри~нвыбо а конечнои цели еучетом Особенностей жзвуковая техника долж р олжна строиться с уче с тем чтобы в итоге опл ховой системы человека с тем, чт т ~ оценки качества звуковоспроизветимизировать субъективные оценки дени я. 2 2 Основы аналого-цифрового р р п еобразования вые и циф о-аналоговые преобразователи явля- Аналого-цифровые и цифроковых систем.

С них наются общим элементом нтом всех цифровых звуковы и ими заканчивается любая система цифровой обработчинается и ими за а ю ся конструктивные вопросы, поки. Ниже подробно рассматриваются скольку преобразователи могут повлиять на характеристики системы гораздо сильнее, чем можно ожидать с первого взгляда. Требования, предъявляемые к преобразователям в звуковой технике, в некоторых отношениях отличаются от принятых в других Областях применения цифровой обработки. Особое внимание следует уделить скорости создания информации, поскольку ее понижение существенно сказывается на стоимости и сложности частей системы, связанных с хранением, передачей и обработкой информации.

Как было указано выше, способ построения системы сильно влияет на субъективную оценку качества. Компромисс, к которому приводят многочисленные и противоречивые соображения, должен быть выбран очень тщательно, поскольку ошибки в звуковых системах широкого применения обходятся достаточно дорого. Это, конечно, не относится к лабораторным образцам, так как преобразователи любого качества можно при необходимости получить в специализирующихся по ним фирмах.

Действие аналого-цифровых преобразователей в принципе достаточно просто: в них происходит преобразование дискретизованных аналоговых сигналов в соответствующую последовательность двоичных чисел. Однако сделать это можно многими способами, включая линейную импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ), дифференциальную импульсно-кодовую модуляцию (ДИКМ), дельта- модуляцию (ДМ), адаптивную дельта-модуляцию (АДМ) и другие методы. 2.2 1. Линейная импульсно-кодовая модуляция Блок-схема цифровой системы обработки звуковых сигналов, в которой используется АЦП с импульсно-кодовой модуляцией, изображена на рис.

2.1. На входе системы включен аналого-цифровой преобразователь, а на выходе — цифро-аналоговый. Входной сигнал пропускается через фильтр нижних частот, устраняющий наложение спектров, и дискретизуется, причем аналоговый сигнал сохраняется в неизменном виде в течение всего цикла преОбразования. С помощью цифровой логической схемы определяется кодовая комбинация, которая после преобразования в соответствующую аналоговую величину аппроксимирует значение отсчета входного сигнала. Эти кодовые комбинации (по одной на каждый отсчет) и образуют цифровой вариант входного сигнала.