Reverse Mastering: Lehetséges-e növelni a tömörített felvételek dinamikus tartományát? Beszédszintézis és -felismerés. Modern megoldások. Számítógépes audio berendezések. Hang konvertálása számfolyammá Lefelé és felfelé tömörítés

Az otthoni hangzás iránt szenvedélyes emberek egy érdekes paradoxont ​​mutatnak be. Készen állnak belapátolni a lehallgatószobát, hangfalakat építeni egzotikus sofőrökkel, de félénken visszavonulnak a konzervzene elé, mint a farkas a vörös zászló elé. De valójában miért nem lehet kiállni a zászló mellett, és megpróbálni valami ehetőbbet főzni konzervből?

Időről időre panaszkodó kérdések merülnek fel a fórumon: "Ajánljon jól felvett albumokat." Ez érthető. Különleges audiofil kiadványok, bár már az első percben gyönyörködtetik a fület, senki sem hallgatja végig, túl unalmas a repertoár. Ami a zenei könyvtár többi részét illeti, a probléma nyilvánvalónak tűnik. Megtakaríthat, vagy nem, és rengeteg pénzt önthet az alkatrészekbe. Ennek ellenére kevesen szeretik nagy hangerőn hallgatni kedvenc zenéjüket, és az erősítő képességeinek semmi köze ehhez.

Ma még a nagy felbontású albumokban is levágják a hangsáv csúcsait, és a hangerőt vágásba hajtják. Úgy tartják, a többség mindenféle szemétről hallgat zenét, ezért „gázra kell lépni”, egyfajta hangos kompenzációt tenni.

Természetesen ezt nem szándékosan teszik az audiofilek felzaklatására. Kevesen emlékeznek rájuk egyáltalán. Talán arra gondoltak, hogy átadják nekik azokat a törzsfájlokat, amelyekből a fő forgalom másolódik - CD-k, MP3-ak stb. Természetesen a mestert már régóta lelapítja egy kompresszor, senki nem fog szándékosan külön verziókat készíteni a HD Tracks-hez. Hacsak nem hajtanak végre egy bizonyos eljárást a bakelit hordozókra, ami emiatt humánusabban hangzik. De a digitális útvonalon minden ugyanúgy végződik – egy nagy, zsíros kompresszorral.

Tehát jelenleg a kiadott hangfelvételek 100%-a, mínusz a klasszikus zene, a mastering során tömörítésnek van kitéve. Vannak, akik többé-kevésbé ügyesen végzik el ezt az eljárást, míg mások teljesen ostobán. Ennek eredményeként zarándokaink vannak a fórumokon DR-bővítmények sorával a keblükben, fájdalmas kiadás-összehasonlításokkal, repüléssel a bakelitre, ahol az első nyomdákat is bányásznunk kell.

A legfagyottabbak mindezen felháborodások láttán szó szerint hangos sátánistákká váltak. Nem vicc, visszafelé olvassák a hangmérnök szentírását! Modern programok Az audioszerkesztőknek van néhány eszköze a vágott hanghullámok visszaállítására.

Kezdetben ezt a funkciót stúdióknak szánták. Keveréskor vannak olyan helyzetek, amikor a felvételen vágás is szerepel, és számos ok miatt már nem lehet újraindítani a munkamenetet, és itt egy hangszerkesztő arzenálja jön a segítségre - deklipper, dekompresszor stb. .

És most a hétköznapi hallgatók, akiknek vérzik a füle a következő új termék után, egyre bátrabban nyúlnak az ilyen szoftverekhez. Vannak, akik az iZotope-ot részesítik előnyben, mások Adobe Audition, valaki felosztja a műveleteket több program között. A korábbi dinamika visszaállításának lényege, hogy programozottan korrigálják a levágott jelcsúcsokat, amelyek 0 dB-en nyugvó sebességváltóra emlékeztetnek.

Igen, szó sincs a forráskód 100%-os újraélesztéséről, mivel az interpolációs folyamatok meglehetősen spekulatív algoritmusok segítségével zajlanak. Ennek ellenére a feldolgozási eredmények egy része érdekesnek és tanulmányozásra érdemesnek tűnt számomra.

Például Lana Del Rey „Lust For Life” című albuma, amely következetesen káromkodik, úú, káromkodás! Az eredeti „When the World Was at War We Kept Dancing” dal ilyen volt.

És egy sor declipper és dekompresszor után ilyen lett. A DR együttható 5-ről 9-re változott. A minta letölthető és meghallgatható feldolgozás előtt és után.

Nem mondhatom, hogy a módszer univerzális és minden tönkrement albumra alkalmas, de ebben az esetbenÚgy döntöttem, hogy megtartom ezt a verziót a gyűjteményben, amelyet egy gyökérkövető aktivista dolgozott fel, a hivatalos 24 bites kiadás helyett.

Még ha a csúcsok mesterséges kivonása a hanganyagból nem adja vissza a zenei előadás valódi dinamikáját, a DAC továbbra is hálás lesz. Hiszen olyan nehéz volt számára hibamentesen dolgozni extrém szinteken, ahol nagy a valószínűsége az úgynevezett intersample csúcsok (ISP) előfordulásának. És most csak a jel ritka felvillanásai ugrik 0 dB-re. Ezenkívül a FLAC-ba vagy más veszteségmentes kodekbe tömörített néma hangsáv mérete kisebb lesz. Több „levegő” a jelben helyet takarít meg a merevlemezen.

Próbáld újraéleszteni leggyűlöltebb albumaidat, amelyeket a „hangossági háborúban” öltek meg. A dinamika fenntartásához először csökkentenie kell a sáv szintjét -6 dB-lel, majd futtassa a declippert. Azok, akik nem bíznak a számítógépekben, egyszerűen csatlakoztathatnak egy stúdióbővítőt a CD-lejátszó és az erősítő közé. Ez az eszköz lényegében ugyanezt teszi – a lehető legjobban visszaállítja és kinyújtja a dinamikusan tömörített audiojel csúcsait. A 80-90-es évek hasonló készülékei nem túl drágák, és nagyon érdekes lesz kísérletként kipróbálni őket.

Valamikor réges-régen az ekvalizerek az audiorendszer természetes alkotóelemei voltak, és senki sem félt tőlük. Ma már nincs szükség a törmelék egyengetésére magas frekvenciák mágnesszalag, de valamit tenni kell a csúnya dinamikával, testvérek.

© 2014-es oldal

Vagy fényképészeti szélesség A fényképes anyag a fényképen helyesen rögzíthető maximális és minimális expozíciós értékek aránya. Ha digitális fényképezésre alkalmazzuk, a dinamikatartomány valójában megegyezik a fotoszenzor által az expozíció során generált hasznos elektromos jel maximális és minimális lehetséges értékeinek arányával.

A dinamikatartomány mérése expozíciós stopokban (). Minden lépés a fénymennyiség megduplázásának felel meg. Tehát például, ha egy bizonyos kamera dinamikus tartománya 8 EV, akkor ez azt jelenti, hogy a maximális lehetséges jelentése Mátrixának hasznos jele a 2 8:1 minimális arányhoz kapcsolódik, ami azt jelenti, hogy a kamera egy képkockán belül képes olyan tárgyakat rögzíteni, amelyek fényereje legfeljebb 256-szor különbözik egymástól. Pontosabban, bármilyen fényerővel képes rögzíteni a tárgyakat, de azok a tárgyak, amelyek fényereje meghaladja a megengedett legnagyobb értéket, vakítóan fehéren jelennek meg a képen, és azok a tárgyak, amelyek fényereje alacsonyabb lesz. minimális érték, – szénfekete. A részletek és a textúra csak azokon az objektumokon lesz látható, amelyek fényereje a kamera dinamikus tartományába esik.

A fényképezett legvilágosabb és legsötétebb objektumok fényereje közötti kapcsolat leírására gyakran használják a nem teljesen helyes „jelenet dinamikus tartománya” kifejezést. Helyesebb lenne a fényerő-tartományról vagy a kontrasztszintről beszélni, hiszen a dinamikatartomány általában a mérőeszköz (jelen esetben a mátrix) jellemzője. digitális kamera).

Sajnos sok olyan gyönyörű jelenet fényereje, amelyben találkozunk való élet, jelentősen meghaladhatja a digitális fényképezőgép dinamikatartományát. Ilyenkor a fotós kénytelen eldönteni, hogy mely tárgyakat érdemes teljes részletességgel kidolgozni, és melyek azok, amelyek az alkotói szándék sérelme nélkül maradhatnak a dinamikatartományon kívül. Ahhoz, hogy a legtöbbet hozhassa ki fényképezőgépe dinamikus tartományából, néha nem annyira a fotoszenzor működésének alapos megértésére van szüksége, hanem inkább egy fejlett művészi érzékre.

A dinamikatartományt korlátozó tényezők

A dinamikatartomány alsó határát a fotoszenzor önzajszintje határozza meg. Még egy meg nem világított mátrix is ​​generál egy sötét zajnak nevezett elektromos háttérjelet. Szintén interferencia lép fel, amikor a töltés az analóg-digitális átalakítóba kerül, és maga az ADC is bevezet egy bizonyos hibát a digitalizált jelbe - az ún. mintavételi zaj.

Ha teljes sötétben vagy objektívsapkával fényképez, a fényképezőgép csak ezt az értelmetlen zajt rögzíti. Ha minimális mennyiségű fényt enged az érzékelőhöz, a fotodiódák felhalmozódnak elektromos töltés. A töltés nagysága, és így a hasznos jel intenzitása arányos lesz a befogott fotonok számával. Ahhoz, hogy bármilyen értelmes részlet megjelenjen a képen, szükséges, hogy a hasznos jel szintje meghaladja a háttérzaj szintjét.

Így a dinamikatartomány alsó határa vagy más szóval az érzékelő érzékenységi küszöbe formálisan úgy definiálható, mint a kimeneti jel azon szintje, amelynél a jel-zaj arány egységnél nagyobb.

A dinamikatartomány felső határát az egyes fotodióda kapacitása határozza meg. Ha az expozíció során bármely fotodióda a legnagyobb értékű elektromos töltést halmoz fel, akkor a túlterhelt fotodiódának megfelelő képpont teljesen fehér lesz, és a további besugárzás semmilyen módon nem befolyásolja a fényerejét. Ezt a jelenséget vágásnak nevezik. Minél nagyobb egy fotodióda túlterhelési kapacitása, annál nagyobb kimeneti jelet tud produkálni, mielőtt elérné a telítést.

A nagyobb áttekinthetőség érdekében térjünk át a jelleggörbére, amely a kimeneti jel és az expozíció grafikonja. A vízszintes tengely az érzékelő által vett sugárzás bináris logaritmusa, a függőleges tengely pedig az érzékelő által erre a sugárzásra válaszul generált elektromos jel nagyságának bináris logaritmusa. A rajzom nagyrészt hagyományos, és pusztán szemléltető célokat szolgál. A valódi fotoszenzor jelleggörbéje valamivel bonyolultabb, a zajszint pedig ritkán ilyen magas.

A grafikonon jól látható két kritikus fordulópont: az elsőben a hasznos jel szintje átlépi a zajküszöböt, a másodikban pedig a fotodiódák érik el a telítettséget. A két pont között elhelyezkedő expozíciós értékek alkotják a dinamikus tartományt. Ebben az elvont példában ez egyenlő, amint az könnyen látható, 5 EV, azaz. A fényképezőgép az expozíció öt megkétszerezését képes kezelni, ami 32-szeres (2 5 = 32) fényerő-különbségnek felel meg.

A dinamikatartományt alkotó expozíciós zónák nem egyenlőek. A felső zónák jel-zaj aránya magasabb, ezért tisztábbnak és részletesebbnek tűnnek, mint az alsók. Ennek eredményeként a dinamikatartomány felső határa nagyon jelentős és észrevehető - a vágás a legkisebb túlexponálásnál is levágja a fényt, míg az alsó határt feltűnően fulladja a zaj, a feketére való átmenet pedig közel sem olyan éles, mint a fehérre.

A jel lineáris függése az expozíciótól, valamint a fennsíkra való éles emelkedés a digitális fényképezési eljárás egyedi jellemzői. Összehasonlításképpen nézzük meg a hagyományos fotófilm jellemző jelleggörbéjét.

A görbe alakja és különösen a dőlésszög erősen függ a film típusától és előállítási eljárásától, de a fő, szembetűnő különbség a filmgrafikon és a digitális között változatlan marad - a függőség nemlineáris jellege. a film optikai sűrűsége az expozíciós értéken.

A negatív film fényképészeti szélességének alsó határát a fátyol sűrűsége, a felső határát pedig a fényképészeti réteg elérhető legnagyobb optikai sűrűsége határozza meg; megfordítható filmeknél ez fordítva van. Mind az árnyékban, mind a csúcsfényben a karakterisztikus görbe sima hajlításai figyelhetők meg, ami kontrasztcsökkenést jelez a dinamikatartomány határaihoz közeledve, mert a görbe meredeksége arányos a kép kontrasztjával. Így a grafikon középső részén elhelyezkedő expozíciós zónák kontrasztja maximális, míg a csúcsfényekben és az árnyékokban csökken a kontraszt. A gyakorlatban a film és a digitális mátrix közötti különbség különösen a csúcsfényeknél szembetűnő: ahol a digitális képen a kiemelések kiégnek a kivágással, a filmen a részletek még láthatóak, bár alacsony kontrasztban, és az átmenet tiszta fehér szín simának és természetesnek tűnik.

A szenzitometriában még két független kifejezést is használnak: valójában fényképészeti szélesség, amelyet a jelleggörbe viszonylag lineáris része korlátoz, és hasznos fényképezési szélesség, amely a lineáris szakaszon kívül tartalmazza a diagram alapját és vállát is.

Figyelemre méltó, hogy a digitális fényképek feldolgozása során általában többé-kevésbé kifejezett S-alakú görbét alkalmaznak rájuk, növelve a kontrasztot a középtónusokban az árnyak és a csúcsfények csökkentése árán, ami a digitális képnek erősebbé válik. természetes és kellemes megjelenés a szemnek.

Bit mélység

A digitális fényképezőgép mátrixával ellentétben az emberi látást mondjuk a világ logaritmikus képe jellemzi. A fénymennyiség egymást követő megkétszerezését a fényerő egyenlő változásaként érzékeljük. A fényszámok akár a zenei oktávokhoz is hasonlíthatók, mert a hangfrekvencia kétszeres változását a fül egyetlen zenei intervallumként érzékeli. Más érzékszervek ezen az elven működnek. Az észlelés nemlinearitása nagymértékben kiterjeszti az emberi érzékenység tartományát a változó intenzitású ingerekre.

A lineáris adatokat tartalmazó RAW fájl konvertálásakor (mindegy - fényképezőgéppel vagy RAW konverterben) az ún. gamma görbe, amelyet a fényerő nem lineáris növelésére terveztek digitális kép, összhangba hozva az emberi látás sajátosságaival.

Lineáris konverzió esetén a kép túl sötét.

A gamma-korrekció után a fényerő visszaáll a normál értékre.

A gamma-görbe kinyújtja a sötét tónusokat, és összenyomja a világosakat, egyenletesebbé téve az átmenetek eloszlását. Az eredmény egy természetes kinézetű kép, de az árnyékban lévő zaj és mintavételezési műtermékek elkerülhetetlenül észrevehetőbbé válnak, amit csak tovább ront az alsó zónák kis számú fényereje.

A fényességi fokozatok lineáris eloszlása.

Egyenletes eloszlás a gamma-görbe alkalmazása után.

ISO és dinamikatartomány

Annak ellenére, hogy a digitális fényképezés a fényképészeti anyagok fényérzékenységének ugyanazt a fogalmát használja, mint a filmes fotózásban, meg kell érteni, hogy ez kizárólag a hagyományoknak köszönhető, hiszen a digitális és a filmfotózásban a fényérzékenység megváltoztatásának megközelítése alapvetően különbözik.

Az ISO érzékenység növelése a hagyományos fényképezésben azt jelenti, hogy az egyik filmet durvább szemcsésségűre kell cserélni, pl. Magának a fényképészeti anyagnak a tulajdonságaiban objektív változás áll be. A digitális fényképezőgépekben az érzékelő fényérzékenységét szigorúan a fizikai jellemzői határozzák meg, és a szó szoros értelmében nem változtatható meg. Az ISO növelésekor a kamera nem változtatja meg az érzékelő tényleges érzékenységét, hanem csak felerősíti a szenzor által a besugárzás hatására generált elektromos jelet, és ennek megfelelően állítja be ennek a jelnek a digitalizálási algoritmusát.

Ennek fontos következménye, hogy az effektív dinamikatartomány az ISO növekedésével arányosan csökken, mert a hasznos jellel együtt a zaj is nő. Ha ISO 100-nál a jelértékek teljes tartománya digitalizálva van - nullától a telítési pontig, akkor ISO 200-nál csak a fotodiódák kapacitásának a felét veszik fel maximálisnak. Az ISO-érzékenység minden megkétszerezésével a dinamikatartomány legfelső foka levágásra kerül, a többi lépés pedig a helyére kerül. Ezért nincs gyakorlati értelme az ultramagas ISO-értékek használatának. Ugyanilyen sikerrel világosíthatja a fényképet egy RAW konverterben, és hasonló zajszintet érhet el. Az ISO növelése és a kép mesterséges világosítása között az a különbség, hogy az ISO növelésekor a jel az ADC-be jutás előtt felerősödik, ami azt jelenti, hogy a kvantálási zaj nem erősödik, ellentétben a szenzor saját zajával, míg a RAW konverterben igen. erősítésnek van kitéve, beleértve az ADC hibákat is. Ezenkívül a mintavételi tartomány csökkentése a fennmaradó bemeneti jelértékek pontosabb mintavételezését jelenti.

Egyébként az egyes eszközökön elérhető ISO alapérték alá csökkentése (például ISO 50-re) egyáltalán nem tágítja ki a dinamikatartományt, hanem egyszerűen felére csillapítja a jelet, ami egyenértékű a kép sötétítésével. a RAW konverter. Ez a funkció akár károsnak is tekinthető, hiszen a minimális ISO értéknél a fényképezőgépet az expozíció növelésére provokálja, ami az érzékelő telítettségi küszöbe változatlan marad, de a csúcsfényeknél növeli a vágás kockázatát.

Valódi dinamikatartomány

Számos olyan program létezik, mint például (DxO Analyzer, Imatest, RawDigger stb.), amelyek lehetővé teszik a digitális fényképezőgép dinamikatartományának otthoni mérését. Erre elvileg nem nagyon van szükség, mivel a legtöbb kamera adatai szabadon megtalálhatók az interneten, például a DxOMark.com weboldalon.

Hinnünk kell az ilyen tesztek eredményeinek? Egészen. Azzal az egyetlen megkötéssel, hogy mindezek a tesztek meghatározzák az effektív vagy úgymond műszaki dinamikatartományt, i.e. a telítési szint és a mátrix zajszintje közötti kapcsolat. Egy fotós számára a legfontosabb a hasznos dinamikatartomány, pl. az expozíciós zónák száma, amelyek valóban lehetővé teszik néhány hasznos információ rögzítését.

Mint emlékszik, a dinamikatartomány küszöbértékét a fotoszenzor zajszintje határozza meg. A probléma az, hogy a gyakorlatban az alsó zónák, amelyek műszakilag már benne vannak a dinamikatartományban, még mindig túl sok zajt tartalmaznak ahhoz, hogy hasznosan lehessen őket használni. Itt sok múlik az egyéni undortól - mindenki maga határozza meg az elfogadható zajszintet.

Szubjektív véleményem az, hogy az árnyékban lévő részletek többé-kevésbé tisztességesnek tűnnek, amikor a jel-zaj arány legalább nyolc. Ennek alapján a hasznos dinamikatartományt úgy definiálom, mint a műszaki dinamikatartomány mínusz három megálló.

Például ha SLR fényképezőgép megbízható tesztek eredményei szerint 13 EV dinamikatartománnyal rendelkezik, ami mai mércével mérve nagyon jó, akkor a hasznos dinamikatartománya kb 10 EV lesz, ami általánosságban is nagyon jó. Természetesen RAW-ban való fényképezésről beszélünk, minimális ISO-val ill maximális bitmélység. JPEG fotózáskor a dinamikatartomány nagymértékben függ a kontrasztbeállításoktól, de átlagosan még két-három lépést le kell adni.

Összehasonlításképpen: a színfordító filmek hasznos fényképezési szélessége 5-6 lépés; a fekete-fehér negatív filmek szabványos előhívó- és nyomtatási eljárásokkal 9-10, bizonyos manipulációk esetén pedig 16-18 megállót adnak.

A fentiek összegzésére próbáljunk meg néhányat megfogalmazni egyszerű szabályok, ami segít abban, hogy maximális teljesítményt tudjon kihozni a kamera érzékelőjéből:

• A digitális fényképezőgép dinamikatartománya csak RAW formátumban történő fényképezéskor érhető el teljes mértékben.
• A dinamikatartomány csökken a fényérzékenység növekedésével, ezért kerülje a magas ISO-beállításokat, hacsak nem feltétlenül szükséges.
• A RAW fájlok nagyobb bitmélysége nem növeli a valódi dinamikatartományt, de javítja a tónusok elválasztását az árnyékokban. több fényerőszintek.
• Jobb oldali kitettség. A felső expozíciós zónák mindig a maximumot tartalmazzák hasznos információ minimális zajjal és a leghatékonyabban kell használni. Ugyanakkor ne felejtse el a kivágás veszélyét - a telítettséget elért pixelek teljesen haszontalanok.

És ami a legfontosabb: ne aggódjon túl sokat a fényképezőgépe dinamikatartománya miatt. Dinamikus tartománya jó. A fénylátás és az expozíció megfelelő kezelésének képessége sokkal fontosabb. A jó fotós nem panaszkodik a fényképezési szélesség hiányára, hanem igyekszik kivárni a kényelmesebb megvilágítást, vagy szöget változtatni, vagy vakut használni, egyszóval a körülményeknek megfelelően fog cselekedni. Elmondom még: egyes jelenetek csak abból profitálnak, hogy nem férnek bele a kamera dinamikatartományába. Gyakran a részletek szükségtelen sokaságát egyszerűen el kell rejteni egy félig absztrakt fekete sziluettben, ami lakonikusabbá és gazdagabbá teszi a fotót.

A nagy kontraszt nem mindig rossz – csak tudnia kell, hogyan kell vele dolgozni. Tanuld meg kihasználni a berendezés hiányosságait és előnyeit, és meg fogsz lepődni, mennyire bővülnek kreatív lehetőségeid.

Köszönöm a figyelmet!

Vaszilij A.

Utóirat

Ha hasznosnak és informatívnak találta a cikket, szívesen támogathatja a projektet azzal, hogy hozzájárul a fejlesztéséhez. Ha nem tetszett a cikk, de vannak gondolatai, hogyan lehetne jobbá tenni, kritikáját nem kisebb hálával fogadjuk.

Ne feledje, hogy ez a cikk szerzői jogvédelem alatt áll. Az újranyomtatás és idézés megengedett, feltéve, hogy érvényes hivatkozás van a forrásra, és a felhasznált szöveget semmilyen módon nem szabad torzítani vagy módosítani.

Dinamikus tömörítés(Dynamic range compression, DRC) - a hangfelvétel dinamikatartományának szűkítése (vagy bővítő esetén bővítése). Dinamikus hatókör, a különbség a leghalkabb és a leghangosabb hang között. Néha a leghalkabb hang egy hangsávban valamivel hangosabb, mint a zajszint, és néha egy kicsit halkabb, mint a leghangosabb. A dinamikus tömörítést végző hardvereszközöket és programokat tömörítőknek nevezzük, négy fő csoportot megkülönböztetve: maguk a kompresszorok, limiterek, bővítők és kapuk.

Cső analóg kompresszor DBX 566

Lefelé és felfelé irányuló tömörítés

Lenyomás(Lefelé tömörítés) csökkenti a hang hangerejét, ha az kezd meghaladni egy bizonyos küszöböt, így a halkabb hangok változatlanok maradnak. A lefelé irányuló tömörítés extrém változata az korlátozó. Növelje a tömörítést(Felfelé irányuló tömörítés) ezzel szemben növeli a hang hangerejét, ha az a küszöbérték alatt van, anélkül, hogy többet befolyásolna. hangos hangok. Ugyanakkor mindkét típusú tömörítés szűkíti az audiojel dinamikatartományát.

Lenyomás

Növelje a tömörítést

Expander és Gate

Ha egy kompresszor csökkenti a dinamikatartományt, akkor egy bővítő növeli azt. Amikor a jelszint a küszöbszint fölé emelkedik, a bővítő tovább növeli, ezáltal növeli a hangos és halk hangok közötti különbséget. Az ehhez hasonló eszközöket gyakran használják dobkészlet rögzítésekor, hogy elválasszák az egyik dob hangját a másiktól.

Az a típusú bővítő, amelyet nem a hangos hangok erősítésére, hanem a küszöbértéket nem meghaladó halk hangok (például háttérzaj) csillapítására használnak, az ún. Zajkapu. Egy ilyen készülékben, amint a hangszint a küszöbérték alá csökken, a jel megszűnik. Általában egy kaput használnak a zaj elnyomására szünetek alatt. Egyes modelleken a küszöbszint elérésekor a hang nem áll le hirtelen, hanem fokozatosan elhalványul. Ebben az esetben a csillapítási sebességet a Decay vezérlő határozza meg.

Gate, mint más típusú kompresszorok, lehet frekvencia függő(azaz bizonyos frekvenciasávokat másképp kezel) és működhet benne oldallánc(lásd alább).

A kompresszor működési elve

A kompresszorba belépő jel két másolatra oszlik. Az egyik másolatot egy erősítőhöz küldik, amelyben az erősítés mértékét külső jel szabályozza, a második másolat pedig ezt a jelet generálja. Belép egy oldalláncnak nevezett eszközbe, ahol megmérik a jelet, és ezen adatok alapján egy burkot hoznak létre, amely leírja a térfogatának változását.
A legtöbb modern kompresszor így van kialakítva, ez az úgynevezett feed-forward típus. Régebbi készülékekben (visszacsatolásos típusú) a jelszintet az erősítő után mérik.

Különféle analóg változó erősítésű erősítési technológiák léteznek, mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai: cső, fényellenállást használó optikai és tranzisztor. Amikor digitális hanggal dolgozik (hangszerkesztőben vagy DAW-ban), saját matematikai algoritmusai használhatók, vagy az analóg technológiák működése emulálható.

A kompresszorok fő paraméterei

Küszöb

A kompresszor csökkenti az audiojel szintjét, ha az amplitúdója túllép egy bizonyos küszöbértéket (küszöböt). Általában decibelben adják meg, alacsonyabb küszöbértékkel (pl. -60 dB), ami azt jelenti, hogy több hang kerül feldolgozásra, mint egy magasabb küszöbérték (pl. -5 dB).

Hányados

A szintcsökkentés mértékét az arányparaméter határozza meg: a 4:1 arány azt jelenti, hogy ha a bemeneti szint 4 dB-lel a küszöb felett van, akkor a kimeneti szint 1 dB-lel a küszöb felett lesz.
Például:
Küszöb = −10 dB
Bemenet = –6 dB (4 dB a küszöb felett)
Kimenet = –9 dB (1 dB küszöbérték felett)

Fontos szem előtt tartani, hogy a jelszint-elnyomás a küszöbszint alá süllyedése után még egy ideig folytatódik, és ezt az időt a paraméter értéke határozza meg. kiadás.

A ∞:1 maximális arányú tömörítést korlátozónak nevezzük. Ez azt jelenti, hogy minden, a küszöbszint feletti jel a küszöbszintre csillapodik (kivéve a bemeneti hangerő hirtelen növekedését követő rövid ideig). További részletekért lásd a „Limiter” részt alább.

Példák különböző arányértékekre

Támadás és elengedés

A kompresszor bizonyos mértékig szabályozza, hogy milyen gyorsan reagál a jeldinamika változásaira. Az Attack paraméter határozza meg azt az időt, amely alatt a kompresszor az erősítést a Ratio paraméter által meghatározott szintre csökkenti. A kioldás határozza meg azt az időt, ameddig a kompresszor éppen ellenkezőleg növeli az erősítést, vagy visszaáll a normál értékre, ha a bemeneti jel szintje a küszöbérték alá esik.

Támadás és elengedés fázisai

Ezek a paraméterek azt az időt (általában ezredmásodpercben) jelzik, amely alatt az erősítés bizonyos decibellel, általában 10 dB-lel megváltozik. Például ebben az esetben, ha az Attack 1 ms-ra van állítva, akkor 1 ms kell az erősítést 10 dB-lel, 2 ms pedig 20 dB-lel csökkenteni.

Sok kompresszoron az Attack és Release paraméterek állíthatók, de egyeseknél előre beállítottak és nem állíthatók be. Néha „automatikusnak” vagy „programfüggőnek” jelölik, pl. a bemeneti jeltől függően változik.

Térd

Egy másik kompresszor paraméter: kemény/puha térd. Meghatározza, hogy a tömörítés hirtelen (kemény) vagy fokozatos (lágy) indul-e. A puha térd csökkenti a száraz jelről a tömörített jelre való átmenet észrevehetőségét, különösen magas arányértékek és hirtelen hangerőnövekedés esetén.

Kemény térd és lágy térd kompresszió

Csúcs és RMS

A kompresszor reagálhat a csúcsértékekre (rövid távú maximum) vagy a bemeneti jel átlagos szintjére. A csúcsértékek használata a tömörítés mértékében éles ingadozásokhoz, sőt torzulásokhoz vezethet. Ezért a kompresszorok egy átlagos függvényt (általában RMS-t) alkalmaznak a bemeneti jelre, amikor azt egy küszöbértékkel hasonlítják össze. Ez kényelmesebb tömörítést biztosít, közelebb áll az emberi hangosság észleléséhez.

Az RMS egy olyan paraméter, amely a hangsáv átlagos hangerejét tükrözi. Matematikai szempontból az RMS (Root Mean Square) bizonyos számú minta amplitúdójának négyzetes középértéke:

Sztereó linkelés

A sztereó összekapcsolási módban lévő kompresszor mindkét sztereó csatornára ugyanazt az erősítést alkalmazza. Ezzel elkerülhető a sztereó eltolódás, amely a bal és a jobb csatorna egyéni feldolgozásából adódhat. Ez az eltolódás akkor következik be, ha például egy hangos elemet a középponttól eltérően pásztáznak.

Smink nyereség

Mivel a kompresszor csökkenti az általános jelszintet, általában egy rögzített kimeneti erősítés opciót ad hozzá az optimális szint eléréséhez.

Előretekint

Az előretekintés funkció a túl magas és túl alacsony Támadás és elengedés értékekkel kapcsolatos problémák megoldására szolgál. Túl sok nagy idő A támadások nem képesek hatékonyan elkapni a tranzienseket, és a túl kicsik nem kényelmesek a hallgató számára. Az előretekintés funkció használatakor a fő jel késleltetett a vezérlőjelhez képest, ez lehetővé teszi a tömörítés előzetes elindítását, még mielőtt a jel elérné a küszöbértéket.
Ennek a módszernek az egyetlen hátránya a jel késleltetése, ami bizonyos esetekben nem kívánatos.

Dinamikus tömörítés használata

A tömörítést mindenhol alkalmazzák, nem csak a zenei hangsávokban, hanem mindenhol, ahol a teljes hangerő növelése szükséges a csúcsszintek növelése nélkül, ahol olcsó hangvisszaadó berendezéseket vagy korlátozott átviteli csatornát használnak (hangos hangosító és kommunikációs rendszerek, amatőr rádió, stb.) .

A tömörítést háttérzene lejátszásakor alkalmazzák (üzletekben, éttermekben stb.), ahol a hangerő észrevehető változása nem kívánatos.

De a legfontosabb alkalmazási terület dinamikus tömörítés- zenei produkció és műsorszórás. A tömörítést a hang "vastagságának" és "hajtásának" adására, a hangszerek egymás közötti jobb kombinálására, és különösen az ének feldolgozásánál használják.

A rock- és popzene énekhangjait gyakran tömörítik, hogy kiemelkedjenek a kíséretből, és egyértelműbbé tegyék őket. Egy speciális, csak bizonyos frekvenciákra hangolt kompresszort - egy de-esser -t használnak a szibáló fonémák elnyomására.

A hangszeres részeken a tömörítést olyan effekteknél is alkalmazzák, amelyek nem közvetlenül kapcsolódnak a hangerőhöz, például a gyorsan lecsengő dobhangok tartósabbá tehetők.

Az elektronikus tánczene (EDM) gyakran oldalláncolást használ (lásd alább) – például a basszusvonalat rúgódob vagy hasonló hajthatja, hogy megakadályozza a basszus és a dob ütközését, és dinamikus lüktetést kelt.

A tömörítést széles körben használják műsorszórásban (rádió, televízió, internetes műsorszórás), hogy növeljék az észlelt hangerőt, miközben csökkentik a forrás hang (általában CD) dinamikatartományát. A legtöbb országban törvényi korlátozások vonatkoznak a sugározható maximális pillanatnyi hangerőre. Általában ezeket a korlátozásokat a légláncban lévő állandó hardveres kompresszorok valósítják meg. Ezenkívül az észlelt hangerő növelése a legtöbb hallgató szemszögéből javítja a hang "minőségét".

Lásd még Hangosság háború.

1983-tól 2000-ig folyamatosan növelték ugyanazon dal hangerejét, amelyet CD-re újramasztereltek.

Oldalláncolás

Egy másik gyakran előforduló kompresszorkapcsoló az „oldallánc”. Ebben az üzemmódban a hangtömörítés nem a saját szintjétől, hanem a csatlakozóba belépő jel szintjétől függően történik, amelyet oldalláncnak szoktak nevezni.

Ennek többféle felhasználása is van. Például az énekesnek lispje van, és az összes „s” kiemelkedik az összképből. A hangját egy kompresszoron vezeti át, és ugyanazt a hangot táplálja be az oldallánc csatlakozójába, de egy hangszínszabályzón keresztül. Egy hangszínszabályzóval minden frekvenciát levág, kivéve azokat, amelyeket az énekes az „s” betű kiejtésekor használ. Általában 5 kHz körül, de 3 kHz és 8 kHz között is változhat. Ha ezután a kompresszort oldallánc üzemmódba állítja, a hang az „s” betű kiejtésének pillanatában tömörítésre kerül. Ennek eredménye egy de-esser néven ismert eszköz. Ezt a munkamódszert „frekvenciafüggőnek” nevezik.

Ennek a funkciónak egy másik felhasználási módja a „ducker”. Például egy rádióállomásnál a zene egy kompresszoron megy keresztül, a DJ szavai pedig egy oldalláncon. Amikor a DJ csevegni kezd, a zene hangereje automatikusan csökken. Ez az effekt felvételnél is sikeresen használható, például éneklés közben a billentyűs részek hangerejének csökkentésére.

Téglafal korlátozó

A kompresszor és a limiter nagyjából egyformán működik, elmondhatjuk, hogy a limiter nagy arányú (10:1-től) és általában alacsony támadási idővel rendelkezik.

Létezik a téglafal-korlátozás koncepciója – nagyon magas arányú (20:1 és afölötti) limitálás és nagyon gyors támadás. Ideális esetben egyáltalán nem engedi, hogy a jel túllépje a küszöbszintet. Az eredmény kellemetlen lesz a fül számára, de ez megakadályozza a hangvisszaadó berendezés károsodását vagy a túlzott mértékű károsodást sávszélesség csatorna. Sok gyártó éppen erre a célra épít be korlátozókat a készülékeibe.

Clipper vs. Limiter, lágy és kemény nyírás

, Médialejátszók

A lemezeket, különösen a régebbieket, amelyeket 1982 előtt rögzítettek és készítettek, sokkal kevésbé valószínű, hogy keverték, hogy hangosabbá tegyék a felvételt. Természetes zenét reprodukálnak természetes dinamikatartománnyal, amely megmarad a lemezen, és a legtöbb szabványban elveszik digitális formátumok vagy nagy felbontású formátumok.

Ez alól persze vannak kivételek – hallgasd meg Steven Wilson legutóbbi albumát az MA Recordingstól vagy a Reference Recordingstól, és megtudhatod, milyen jó lehet a digitális hang. De ez ritka, a legtöbb modern hangfelvétel hangos és tömörített.

Utóbbi időben A zenetömörítést sok kritika érte, de hajlandó vagyok fogadni, hogy szinte az összes kedvenc felvételed tömörítve van. Némelyikük kevesebb, van, amelyik több, de mégis tömörítve. A dinamikatartomány-tömörítés bűnbak a rosszul hangzó zenékért, de az erősen tömörített zene nem újdonság: hallgass Motown-albumokat a '60-as évekből. Ugyanez mondható el a Led Zeppelin klasszikus műveiről vagy a Wilco és a Radiohead fiatalabb albumairól. A dinamikatartomány-tömörítés csökkenti a felvétel leghangosabb és leghalkabb hangjai közötti természetes kapcsolatot, így a suttogás olyan hangos lehet, mint a sikoly. Elég nehéz olyan popzenét találni az elmúlt 50 évből, amely ne lett volna tömörítve.

Nemrég jót beszélgettem a Tape Op magazin alapítójával és szerkesztőjével, Larry Crane-nel a tömörítés jó, rossz és csúnya aspektusairól. Larry Crane olyan zenekarokkal és előadókkal dolgozott együtt, mint Stefan Marcus, Cat Power, Sleater-Kinney, Jenny Lewis, M. Ward, The Go-Betweens, Jason Little, Eliot Smith, Quasi és Richmond Fontaine. Ő vezeti a Jackpot stúdiót is! Portlandben, Oregonban, ahol a The Breeders, a The Decemberists, az Eddie Vedder, a Pavement, az R.E.M., a She & Him és még sokan mások otthona volt.

A meglepően természetellenesen hangzó, de mégis remek dalokra példaként Spoon 2014-es They Want My Soul című albumát említem. Crane nevet, és azt mondja, hogy a kocsiban hallgatja, mert ott remekül szól. Ez elvezet bennünket arra a kérdésre, hogy miért van tömörítve a zene: mert a tömörítés és a további „tisztaság” megkönnyíti a hallást a zajos helyeken.

Larry Crane a munkahelyén. Fotó: Jason Quigley

Amikor az emberek azt mondják, hogy szeretik egy hangfelvétel hangját, azt hiszem, szeretik a zenét, mintha a hang és a zene elválaszthatatlan fogalmak lennének. De magam számára megkülönböztetem ezeket a fogalmakat. Az audiofil szemszögéből a hang durva és nyers lehet, de ez a legtöbb hallgató számára nem számít.

Sokan gyorsan vádolják a mastering mérnököket a tömörítés túlzott használatával, de a tömörítést közvetlenül a rögzítés, a keverés és csak azután alkalmazzák a mastering során. Hacsak nem volt személyesen jelen ezeken a szakaszokon, nem fogja tudni megmondani, hogyan szólaltak meg a hangszerek és a vokális részek a folyamat legelején.

Crane nagyon megfordult: „Ha egy zenész szándékosan őrültnek és torznak akar hangzani, mint a Guided by Voices lemezei, akkor nincs ezzel semmi baj – a vágy mindig felülmúlja a hangminőséget.” Az előadó hangja szinte mindig tömörített, és ugyanez történik basszusgitárral, dobbal, gitárral és szintetizátorral. Tömörítéssel az ének hangereje a kívánt szinten marad a dal során, vagy kissé megemelkedik más hangok hátteréhez képest.

A megfelelően végzett tömörítés élénkebbé vagy szándékosan furcsává teheti a dobok hangját. Ahhoz, hogy a zene nagyszerűen szóljon, tudnia kell használni a szükséges eszközöket. Ez az oka annak, hogy évekbe telik rájönni, hogyan lehet túlzásba vinni a tömörítést. Ha a mixmérnök túlságosan tömöríti a gitárrészt, a mastering mérnök többé nem tudja teljesen helyreállítani a hiányzó frekvenciákat.

Ha a zenészek azt akarták volna, hogy olyan zenét hallgass, amely még nem ment át a keverés és a mastering szakaszán, akkor egyenesen a stúdióból a boltok polcaira engednék. Crane szerint azok az emberek, akik zenei felvételeket készítenek, szerkesztenek, kevernek és készítenek, nem azért vannak, hogy a zenészek útjába álljanak – ők a kezdetek óta, több mint száz éve segítik a művészeket.

Ezek az emberek részei annak az alkotási folyamatnak, amely csodálatos műalkotásokat eredményez. Crane hozzáteszi: "Nem akarod a "Dark Side of the Moon" olyan verzióját, amelyet nem kevertek és nem mastereltek." A Pink Floyd úgy adta ki a dalt, ahogy hallani akarták.