Analiza dźwięku
Analiza dźwięku odnosi się do wydobywania informacji i znaczenia z sygnałów dźwiękowych w celu analizy, klasyfikacji , przechowywania, wyszukiwania, syntezy itp. Środki obserwacji i metody interpretacji są różne, ponieważ analiza dźwięku może odnosić się do ludzkiego ucha i tego, jak ludzie interpretują słyszalny dźwięk źródło lub może odnosić się do korzystania z technologii, takiej jak analizator audio , do oceny innych cech źródła dźwięku, takich jak amplituda , zniekształcenia , pasmo przenoszenia i inne. Po zaobserwowaniu informacji ze źródła audio ujawnione informacje mogą być następnie przetwarzane w celu logicznej, emocjonalnej, opisowej lub w inny sposób istotnej interpretacji przez użytkownika.
Analiza naturalna
Najbardziej rozpowszechniona forma analizy dźwięku wywodzi się ze zmysłu słuchu . Rodzaj percepcji zmysłowej, który występuje w większości fauny planety, analiza dźwięku jest podstawowym procesem wielu żywych istot. Dźwięki wydawane przez otaczające środowisko lub inne żywe istoty dostarczają danych wejściowych do mechanizmu słuchowego, na który mózg słuchacza może zinterpretować dźwięk i jak powinien zareagować. Przykłady funkcji obejmują mowę , reakcję zaskoczenia , słuchanie muzyki i inne.
Słuch, wrodzona zdolność człowieka, ma fundamentalne znaczenie w komunikacji na całym świecie, a proces nadawania znaczenia i wartości mowie jest złożoną, ale niezbędną funkcją ludzkiego ciała. Badanie układu słuchowego było bardzo skoncentrowane na matematyce i analizie sinusoidalnych wibracji i dźwięków. Transformata Fouriera była podstawowym twierdzeniem pozwalającym zrozumieć, w jaki sposób ludzkie ucho przetwarza poruszające się powietrze i przekształca je w słyszalny zakres częstotliwości, około 20 do 20 000 Hz. Ucho jest w stanie przyjąć jedną złożoną falę i przetworzyć ją na różne zakresy częstotliwości dzięki różnicom w strukturach kanału słuchowego, które są dostrojone do określonych zakresów częstotliwości. Początkowy sygnał sensoryczny jest następnie analizowany w układzie neurologicznym, w którym odbywa się percepcja dźwięku.
System słuchowy działa również w tandemie z systemem neuronowym, dzięki czemu słuchacz jest w stanie zlokalizować w przestrzeni kierunek, z którego pochodzi źródło dźwięku. Jest to znane jako Haasa lub efektu pierwszeństwa i jest możliwe ze względu na naturę posiadania dwojga uszu lub receptorów słuchowych. Różnica w czasie, w jakim dźwięk dociera do obojga uszu, dostarcza mózgowi niezbędnych informacji do obliczenia przestrzennego położenia źródła.
Analiza sygnału
Sygnały audio można analizować na kilka różnych sposobów, w zależności od rodzaju informacji, które są pożądane w sygnale.
Rodzaje analizy sygnału obejmują:
- Poziom i zysk
- Analiza domeny częstotliwości
- Pasmo przenoszenia
- Całkowite zniekształcenia harmoniczne plus szum (THD+N)
- Faza
- Przesłuch
- Zniekształcenia intermodulacyjne (IMD)
- Stereofoniczne i przestrzenne
Analizatory sprzętowe były podstawowym środkiem analizy sygnału od czasu wynalezienia pierwszego analizatora dźwięku, wykonanego przez firmę Hewlett-Packard , HP200A . Analizatory sprzętowe są zwykle używane w inżynierii, testowaniu i produkcji produktów klasy profesjonalnej i konsumenckiej. Wraz z rozwojem technologii komputerowej zintegrowane oprogramowanie znalazło drogę do tych systemów sprzętowych, a później pojawiły się narzędzia do analizy dźwięku, które nie wymagały żadnych komponentów sprzętowych, z wyjątkiem komputera, na którym działa oprogramowanie. Oprogramowanie do analizy dźwięku jest regularnie używane na różnych etapach produkcji muzycznej, takich jak audio na żywo, miksowanie i mastering. Produkty te zwykle wykorzystują szybkiej transformaty Fouriera (FFT) w celu zapewnienia wizualnej reprezentacji analizowanego sygnału. Typy wyświetlania i informacji obejmują widmo częstotliwości, pole stereo , pole przestrzenne , spektrogram i inne.