ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ПРИ ОБРАБОТКАХ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ

Задачами обработки звукового вещательного сигнала являются: согласование его спектрального состава и динамического диапазона с возможностями канала передачи, а также введение в этот сигнал спецэффектов.

Оптимизация спектрального состава сигнала не­обходима для:

- коррекции искажений, вносимых каналом передачи;

- для улучшения разборчивости речи (рис. 1.16);

- для устранения шумов и помех.

Задачей обработки ЗВС является также необходимость уменьшения его ди­намического диапазона. Это связано с тем, что по каналу связи с динамическим диапазоном около 40 дБ необходимо передавать вещательный сигнал с динамическим диапа­зоном 80 дБ (симфонический ор­кестр). Для вещательных каналов недопустим уровень сигнала, превышающий номинальное значение, так как при этом появля­ются большие нелинейные искажения.

Введение спецэффектов позволяет:

- создать естественную акустическую обстановку за счет из­менения времени реверберации (эхо-сигнала),

- ввести преднамеренные искажения, повышающие эмоцио­нальное напряжение произведения. Это связано с тем, что органы чувств человека реагируют, в основном, не на сам сиг­нал, а на его изменение. Поэтому, для обеспечения эмоцио­нальной информативности необходимо обеспечить перепады уровня сигнала с градациями около 10 дБ.

Частотную обработку производят с помощью набо­ра различных фильтров,а динамическую — с помощью регуляторов уровня.

Спецэффекты получают — с помощью ревербераторов, линий задержки, гармонайзеров и других уст­ройств. Шумы снижают шумоподавителями.

Для повышения разборчиво­сти речи осуществляют спад в области низких ча­стот звукового диапазона и подъем на частотах 3...5 кГц (рис. 1,16). Для создания эффекта присутствия (кажущегося присутствия слушателя в одном помещении с исполнителем) изменяют АЧХ в диапазоне 0,7... 4 кГц. Для уменьше­ния низкочастотного фона и шумов включают фильтры низших и высших частот, называемые фильтрами среза.

Во многих случаях, особенно при записи музыки, используют устройства искусственной реверберации. Часто время реверберации в телевизионных студиях оказывается мень­ше оптимального значения. При литературно-драматических пе­редачах нередко возникает необходимость имитировать звучание большого гулкого помещения. Звукорежиссеры производят также обработку сигналов, создавая спецэффекты; задержку ревербера­ции, эхо, хор, «космос» и др.

Обработки звукового сигнала подразделяются на линейные и нелинейные. К чисто линейным преобразованиям отно­сятся: изменения формы спектра сигнала, ограничение по ча­стотному диапазону, усиление или ослабление сигнала, а также фазовые коррекции. Эти изменения оценива­ются неравномерностью амплитудно-частотной характеристики в рабочем диа­пазоне частот, а их наличие субъективно воспринимаются как изменение тембра зву­чания.

К нелинейным линеаризованным обработкам относятся: модуляция, демодуляция и детектирование.

К чисто нелинейным обработкам относятся: ограничение по амплитуде, компрессия и зкспандирование, шумоподавление, аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования, квантование и кодирование.

При нелинейных обработках звукового сигнала возникают следующие искажения:

- изменение соотношений между составляющими частотных спектров, появление гармоник и образование различных комбинационных составляю­щих, играющих роль помех;

- изменение динамического диапазона сигнала, т. е. изменение соотношений между уровнями различных звуков;

- взаимная модуляция сигнала и помех, при­водящая к усилению или подавлению их друг другом и к обра­зованию комбинационных составляющих.

Количественно нелинейные искажения оценивают ко­эффициентом гармоник:

Все эти помехи и искажения звуковых сигналов существенно снижают качество воспринимаемой аудиоинформации.