Processamento de sinais

PROCESSAMENTO DE SINAIS DE ÁUDIO

Processamento: manipulação feita em um sinal para melhorar a qualidade do sinal em algum aspecto criar efeitos especiais melhorar relação sinal-ruído, etc.

Tecnologia do processamento digital (muito mais usado atualmente) analógico

Dimensão do processamento um sinal: intensidade, espectro, tempo ou múltipla um ou mais sinais: mistura (mixagem), síntese, etc.

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PROCESSADORES DE SINAIS

Alteração na dinâmica (amplificação/atenuação) compressores, limitadores & noise gatesMudança no espectro Filtros & equalizadores (shelf, gráfico, paramétrico, ...)Efeitos de atraso de tempo delayers & reverberadoresMudança no tempo/altura Flanger, phasing, chorus Process. psicoacústico (pitch shifter, vocoder, etc.)

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ALTERAÇÃO NA DINÂMICA

• Amplificadores• Modeladores de envoltória• Limitadores• Noise-gates• Compressores• Expansores

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AMPLIFICAÇÃO/ATENUAÇÃO

Amplificação/Atenuação Operação de aumento/diminuição (ênfase/de-ênfase) do volume do sinal

realizada pelo amplificador cada ponto é “somado/subraído” pelo ganho do amplificador (em dB) é o processamento mais básico

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+ 10dB

tempo

dB2010

0-10 tempo

dB

2010

0-10

Compressão

Compressão Amplificação cujo ganho é controlado pelo próprio sinal de entrada: diminui

fortes e aumenta fracos, “compactando” o sinal

6

tempo

dB2010

0-10

tempo

dB

2010

0-10

Compr.

Compressão

Uso melhorar a relação sinal-ruído na transmissão e armazenagem evitando

distorção/clipping manter nível do sinal mais constante

ex. compensar as variações da voz do cantor no palco devido à posição do microfone. dar mais sustentação ao som

ex. guitarra solo

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tempo

dB

2010

0-10

tempo

dB

2010

0-10

clipping

REDUÇÃO DE RUÍDO (NOISE GATE)

Funciona como uma chave (gatilho) para eliminar ruído assim que o sinal de áudio cai abaixo do limiar de detecção, elimina o sinal e

o ruído que iria ser ouvido é uma espécie de limitador ao contrário

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REDUÇÃO DE RUÍDO

Uso minimizar hiss de fitas e outros ruídos “limpar” ou “compactar” o sons percussivos

Parâmetros principais Limiar de detecção de sinal (dB), tempo de ataque e de decaimento

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Função de transferência

entrada

saíd

a

ALTERAÇÃO NO ESPECTRO

Filtros: conceitos, caracterização e tiposEqualizadores: tipos e usoImplementação de filtros

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Filtros

Definição

dispositivos que amplificam ou atenuam regiões do espectro sonoro Mede-se o efeito de um filtro nos domínios da frequência, do tempo e da fase

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Antes da filtragem Depois da filtragem

Conceitos: freq. de corte e bandas

Freqüência de corte (fc) ponto onde a redução atinge (-3dB) do valor máximo

Bandas de passagem (sem atenuação), de transição e de rejeição (atenuação

total)

12

freq.

ampl.

1

0

passa atenua

fc freq.

ampl.

1

0fc

rejeição transição passagem

CONCEITOS: INCLINAÇÃO (SLOPE)

Curva de amplificação ou atenuação de um determinado Filtro (db/oitava)

13

-12-9-6

-3036

912

62,5 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

Hz

dB

-12-9-6

-3036

912

62,5 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

Hz

dB

3db/8

6db/8

Conceitos: Pico e Vale

Pico Valor máximo positivo (maior tensão ou pressão sonora) encontrado na forma de onda ou na resposta em freqüência

Vale inverso do pico

14

-9

-6

-3

0

3

6

9

20 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

Hz

dB

-9

-6

-3

0

3

6

9

20 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

Hz

dB

Conceitos: freq. central, Q e ganho

Freqüência central ponto máximo (pico) ou mínimo (vale) de um filtro passa ou rejeita banda

Largura de banda Q Q = fcentral / fcalta - fcbaixa

as fc estão a -3dB de fcentral

quanto maior Q, mais estreito a largura do filtro Ganho

quantidade de atenuaçãoou amplificação

15

freq.

ampl.

1

0

freqüênciacentral

largura

ganh

o

Tipos de filtrosPassa-baixasPassa-altasPassa-bandaRejeita-bandaShelf`Passa tudoPente

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Filtro Passa Baixas (Low Pass)

Atuação permite a passagem de componentes espectrais abaixo de uma

freqüência de corte, e atenua as acima dela. O mesmo que Filtro Corta-altas (High cut)

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-9

-6

-3

0

3

6

9

20 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

Hz

dB

Filtro Passa Altas (High Pass)

Atuação permite a passagem de componentes espectrais acima de uma

freqüência de corte, e atenua as abaixo dela. O mesmo que Corta-Baixas (Low cut)

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-9

-6

-3

0

3

6

9

20 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

Hz

dB

Filtro Passa Banda ou Passa Faixa (Band Pass)

Atuação permite a passagem de componentes espectrais de uma

determinada faixa (banda) de freqüências, e atenua (rejeita) as que ficam acima ou abaixo dela

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-9

-6

-3

0

3

6

9

20 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

Hz

dB

Filtro Rejeita Banda ou Rejeita Faixa(Notch Filter)

Atuação rejeita os componentes espectrais de uma determinada faixa

(banda) de freqüências, e deixa passar as que ficam acima ou abaixo dela

20

-9

-6

-3

0

3

6

9

20 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

Hz

dB

Filtro Passa Tudo (all pass)

Atuação Não provoca nenhuma rejeição das componentes espectrais, o intuito é provocar desvio de fase proporcional a freqüência da

componente espectral

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-9

-6

-3

0

3

6

9

20 100 200 500 1000 2000 5000 10000 20000

Hz

dB

EQUALIZAÇÃO

Equalizadores utilização de filtros para modificar a resposta em freqüência de um sinal

de áudio Tipos de Equalização

Controle de Graves e Agudos Gráfica Paramétrica

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Controle de Graves e Agudos

Tipo mais simples de equalizaçãoFiltros do tipo ShelfValores típicos

15 dB a 100 Hz 15 dB a 10 KHz

23

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

EQUALIZAÇÃO GRÁFICA

Atuação: Filtros passa/rejeita faixa com ganho variável, frequência central e largura fixas Amplifica ou atenua frequências predeterminadas através de potenciômetros deslizantes,

colocados lado a lado verticalmente, dividindo o espectro em várias bandas (5 a 31) A posição espacial dos potenciômetros indica graficamente a resposta de frequência

resultante

24

-15

-12

-9

-6

-3

0

3

6

9

12

15

Hz

dB

EQUALIZAÇÃO PARAMÉTRICA

Atuação Filtros passa/rejeita faixa com ganho,

freqüência central e largura variáveis muito versátil porém menos intuitivo

25

freq.

ampl.

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USO DA EQUALIZAÇÃO

Melhorar a qualidade sonora de um instrumento ex. corte em torno de 250 Hz melhora claridade de um violão

Produzir efeitos especias ex. dar som de telefone à voz

Ressaltar um instrumento mascarado por outros Compensar deficiências na resposta em frequência

ex. microfones com resposta não plana Compensar posicionamento de microfones

ex. efeito de proximidade Reduzir ruído e vazamento

ex. rejeitando na faixa fora daquela do instrumento Compensar não-linearidade da percepção sonora

ex. controle de audibilidade (loudness), etc.

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