Запись сигналов
Для получения качественной записи необходимо, чтобы уровень записываемого сигнала не приводил к перегрузкам звукозаписывающего тракта и появлению значительных нелинейных искажений. Для этого при выполнении записи следует следить, чтобы индикатор записи (см. рис. 1.11) находился в зеленой зоне, и ни при каких условиях не выходил в красную зону.
Микрофон необходимо располагать сбоку ото рта, чтобы вместе с произносимым звуком не записывать турбулентность дыхательного тракта.
Рис. 1…..
2. Измерения параметров и анализ акустических сигналов
Первоочередной операцией перед выполнением нижеописанных процедур является нормализация (усиление или ослабление) сигнала до уровня, необходимого для его последующей обработки (анализа). Последовательность действий с интерфейсом программы представлена на рисунке. 2.1.
Рис. 2.1. Схема процедуры нормализации (усиления /ослабления) сигнала.
Как правило, уровень нормализации задается в процентах (в приведенном на рис. 2.2. примере до 100% включительно).
Рис. 2.2. Окно нормализации (усиления) сигнала до 100%.
За опорный нормировочный уровень (0 дБ) принимается уровень максимальной спектральной составляющей сигнала.
Статистический анализ
Последовательность действия по открытию окна статистического анализа представлена на рисунке. 2.3.
Рис. 2.3. Схема процедуры открытия окна статистического анализа.
Вид главного окна «Статистика» представлен на рисунке 2.4.
Рис. 2.4. Главное окно статистического анализа сигнала.
При определении параметров RMS (средняя музыкальная мощность) необходимо выбрать форму анализируемого сигнала – Sine Wave (гармонический сигнал), а также правильно задать размер ширины окна анализа. Для речевых сигналов рекомендуемая ширина окна составляет не более 10…20 мсек.
Статистический анализ позволяет получить численные значения следующих параметров акустического сигнала:
Mono
Min Sample Value: -15692
Max Sample Value: 18428
Peak Amplitude: -5 dB
Possibly Clipped: 0
DC Offset: 0
Minimum RMS Power: -48.84 dB
Maximum RMS Power: -7.6 dB
Average RMS Power: -23.47 dB
Total RMS Power: -21.19 dB
Actual Bit Depth: 16 Bits
Using RMS Window of 10 ms.
Копирование вышеперечисленных данных в текстовый редактор осуществляется с помощью команды «Коп. данные в буфер» (см. рис.2.4.).
Спектральный анализ
Последовательность действия по открытию окна спектрального анализа представлена на рисунке 2.5, «горячие клавиши» Alt+Z.
Рис. 2.5. Схема процедуры открытия окна спектрального анализа
Окно спектрального анализа (см. рис. 2.6.) представляет собой сетку координат – «Уровень сигнала (дБ) / Частота (Гц)», отображаемую в линейном или логарифмическом масштабах, соответствующий флажок выбора отображается в левом верхнем углу. Численные значения положения курсора мышки на координатной сетке приводятся в левом нижнем углу окна анализа (частота – позиция 1, уровень сигнала – позиция 2).
Рис. 2.6. Главное окно спектрального анализа: 1 – значение частоты спектральной составляющей, 2 – значение амплитуды спектральной составляющей, 3 – размерность сглаживающей функции, 4 – вид сглаживающей функции, 5 – кнопка операции усреднения выделенного временного сегмента сигнала
Подведя курсор к одной из спектральных составляющих акустического сигнала (позиция 1 на рис. 2.6) можно определить численные значения её амплитуды и частоты (отображены в левом нижнем углу).
Позиция 3 – соответствует выбранным параметрам разрешения сглаживающей функции окна анализа, в данном примере 1024 отсчета. При анализе речевых сигналов рекомендуется использовать сглаживающую функцию «Blackmann-Harris» (позиция 4).
Усредненный вид спектра сигнала можно получить, выделив (правой кнопкой мышки) из волновой формы сигнала необходимый временной сегмент и нажав на кнопку Scan (позиция 5 рис. 2.6).
В целях получения более точных численных значений сигналов можно изменять масштабирование его соответствующих параметров (амплитуды или частоты). Для этого нажатой правой кнопкой мышки следует выделить необходимый частотный (амплитудный) интервал, как это показано на рис. 2.7. Возврат к полномасштабной сетке координат можно осуществить следующим образом: подвести курсор мышки к соответствующей масштабной линейке, нажать правую кнопку мышки и перевести курсор на появившуюся на линейке команду Zoom Out Full.
Рис. 2.7. Масштабирование частотного диапазона 1000…4000 Гц окна спектрального анализа.
Вид увеличенного сегмента спектра сигнала (частотный диапазон 1000…4000 Гц) представлен на рис. 2.8. Уточненные значения частоты и амплитуды спектральной составляющей сигнала отображены в левом нижнем углу окна анализа.
Рис. 2.7. Увеличенный сегмент главного окна спектрального анализа: 1 – измеряемая спектральная составляющая сигнала, 2 –кнопки сохранения текущего спектра сигнала в выбранном цвете (кнопка 1 – зеленый).
В правом верхнем углу (позиция 2 на рис. 2.7) находятся четыре кнопки сохранения текущего спектра сигнала в соответствующей цветовой гамме (например, кнопка 1 - зеленый цвет, на рис. 2.7).
В одном окне спектрального анализа можно отобразить до четырех спектров различных сигналов или сегментов одного сигнала (включая усредненный спектр), как это показано на рис. 2.8.
Рис. 2.7. Увеличенный сегмент главного окна спектрального анализа с тремя различными (зеленый, красный, синий) текущими спектрами речевого сигнала (в моменты времени t1, t2, t3).
При сравнительном анализе разных сигналов необходимо чтобы они были приведены к единому формату частоты дискретизации (Гц) и разрешению (бит).