Visual Analyser 2011 – Analiza Dźwięku

Wydział Mechaniczny Politechniki Krakowskiej

Rok Akademicki 2011/2012, Grupa 13K3

Rafał Polak

Cel Ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest podstawowe zapoznanie się z analizą dźwięku i wszelkimi pojęciami z tym zagadnieniem związanymi. Przede wszystkim dużą rolę postawiliśmy na system kompresji dźwięku, a także na metody wygładzania, odbieranie kanałów dźwiękowych itp.

Do analizy dźwięku używamy programu Visual Analyser 2011 w celu zdiagnozowania wykorzystania poszczególnych częstotliwości, a także umiejętne ich odczytanie na wykresie liniowym lub logarytmicznym. Program ten ma bardzo szerokie pole możliwości, a ponieważ jest dostępny na licencji freeware czyni go bardzo atrakcyjnym narzędziem pracy.

Analyser może zastąpić nam oscyloskop, wyznacza nam w czasie rzeczywistym całe spectrum z amplitudy, a wynik przedstawia na diagramie w postaci logarytmicznej, liniowej, lub z podziałem na oktawy. A ponadto miernik częstotliwości, filtrowanie, wsparcie dla 8 – 16 – 24 bitowej karty dźwiękowej i wiele więcej.

Drugą częścią ćwiczenia było zapoznanie się z utworem w pięciu różnych metodach kompresji danych i po ponownym odsłuchu losowym dopasowanie do odpowiedniej wartości. Celem tego ćwiczenia było zbadanie wrażliwości ludzkiego słuchu i wyszukanie idealnej kompresji przy której człowiek nie miał wrażenia utraty jakości dźwięku.

Wyniki badań

Ćwiczenie nr.1

Program Visual Analyser posiada dwa główne okna kolejno od góry odpowiadające za pomiar urządzenia wejściowego tzn.: mikrofonu, natomiast drugie okno służy do wyświetlania spektrum fal.

Każdą zakładkę możemy dostosować do swoich wymagań zmieniając parametry wyświetlania, parametry spektrum fal, konfigurację mikrofonu, skale, lub nakładać filtry i wyodrębniać tylko wymagane przez nas informacje.

Uchwycone dane z programu dotyczące zmiany widma w czasie:

Uchwycone dane z programu dotyczące widma częstotliwości oraz fazy widma:

Ćwiczenie nr.2

Ćwiczenie polegało na rozróżnieniu kolejności puszczania różnie skompresowanego fragmentu utworu. Przedstawione zostały w kolejności rosnącej kbps 5 utworów, a następnie w losowej kolejności. Należało podać jak został zapisany podany fragment piosenki. Przedstawiam poniżej tabelę moich typów w kolejności podanej na ćwiczeniach. Popełniłem dwa błędne typowania na poziomie 192kbps oraz 320kbps.

Kbps	1	2	3	4	5
32			X
64					X
128	X
192		O		X
320		X		O

Poniżej podaję typowania całego zespołu liczącego 22 osoby. W każdej kolumnie i wierszu aby kolumna zachowała sens ilość głosów musi być równa 22. Poprawne odpowiedzi zaznaczyłem na kolor czerwony. W przypadku złej odpowiedzi oznaczyłem „O” jej poprawną wartość.

Kpbs	1	2	3	4	5
32			22
64					21
128	12	7		3
192	7	10		4	1
320	2	5		15

Tabela ta przedstawia różnorodność głosów zaczynających się od 128kbps wzwyż. Jak widać większość osób słuch miała bardzo dobry i głosowała za poprawnymi wynikami.

Obserwacje i Wniosek

Program Visual Analyser 2011 jest programem w pełni darmowym i jednym z najbardziej rozbudowanych na rynku. Posiada bardzo duży zakres funkcjonalności z dziedziny badania dźwięku i jego analizowaniu.

Idealny program dla osób fizycznych jak i przedsiębiorstw zajmujących się dźwiękiem i jego analizą.

Podsumowując drugą część ćwiczenia można w łatwy sposób dostrzec, iż przy prędkościach takich jak 128kbps, 192kbps oraz 320kbps ludzki słuch już zawodzi i rozróżnienie poprawnego zapisu staje się loterią. Dlatego właśnie rezygnuje się z zapisywania dźwięku w lepszych prędkościach ścieżki dźwiękowej ponieważ ludzki zmysł nie zauważa wielkiej różnicy. Szczególnie ważną rolę odgrywa to w audycjach radiowych, plikach muzycznych, oraz TV, gdzie przesył danych musi być spójny, szybki i niewielki.

Tak więc najczęściej wykorzystuje się 128kbps, ponieważ jest najlżejszy z wyższej jakościowo półki. Prędkości 32 i 64 nie są brane pod uwagę, ponieważ ich jakość jest bardzo niska oraz bardzo dobrze rozpoznawalna przez ludzki słuch.