Estudio de la continuidad de la fase armónica en Nyquist frecuencia, búsqueda de características estables grabadoras de voz digitales.
Ivanov I.L.
Orel
Estudio de continuidad de fase armónica en la frecuencia de Nyquist, búsqueda de signos estables de grabadoras de voz digitales.
La práctica experta de estudiar fonogramas presentados en medios digitales (CD-ROM, etc.), obtenidos mediante doblaje desde dispositivos de grabación digitales, ha demostrado que al responder preguntas sobre la edición o los cambios realizados durante o después del proceso de grabación, el experto puede enfrentarse a falta de presencia de características de diagnóstico o identificación en el fonograma en estudio. Al mismo tiempo, el hecho de que el experto entienda que el fonograma de la grabadora de voz digital va directamente como archivo de audio al disco duro del ordenador, que posteriormente puede ser manipulado en editores de audio estándar, puede generar incertidumbre a la hora de responder a las preguntas. , especialmente instalación de computadoras Esto se debe a la ausencia en el fonograma de huellas del canal de grabación y de todos los signos estables característicos de la grabación analógica.
Un estudio detallado de los canales de grabación de los modelos de grabadoras de voz digitales de alta gama demostró que también dejan huellas. Resultó que el ADC integrado en el canal de grabación deja algunas huellas en forma de alias, así como buenas huellas en la frecuencia Nyquist, que en la mayoría de los casos no es audible ni visible en los editores de audio estándar. Como ejemplo, observemos el espectro promedio de una parte de una banda sonora usando Sound Forge y analicemos la frecuencia Nyquist de una banda sonora originalmente grabada en una grabadora de voz digital de alta gama y luego transcrita de flash a un CD láser: una verdadera experiencia.
Las matemáticas integradas en los editores de audio se niegan a aceptar la frecuencia de Nyquist, ya que es limitante. Las imágenes difieren marcadamente en comparación con el software experto, tanto en resolución de tiempo como de frecuencia: Fig. a continuación.
La frecuencia de Nyquist se visualiza, mide, etc. perfectamente.
En el proceso de estudio de la respuesta de frecuencia promediada, se reveló que en la ruta de grabación se utiliza un filtro de paso bajo, con una frecuencia de corte a partir de 6000 Hz, así como la presencia de la frecuencia de Nyquist como media frecuencia de muestreo de 16 kHz, es decir 8000 Hz, lo que se observa claramente en la respuesta de frecuencia promedio en el nivel de -88,7 dB. Teóricamente: una frecuencia dada en la señal está representada por solo dos muestras, es decir tenemos el límite de Nyquist. La característica de fase debe estar representada por sólo dos componentes desplazados exactamente 180 grados.
Echemos un vistazo al comportamiento de fase de esta frecuencia:
El estudio confirma nuestra suposición de que a esta frecuencia, incluso si hay discontinuidades en la fase, pero sólo en 180 grados. Pero prestemos también atención a la constancia de la amplitud del armónico presentado. No depende del canal de grabación y está constantemente presente en la banda sonora. En la figura vemos que su amplitud es de aproximadamente 1 conteo. Un intento de eliminar cualquier intervalo de tiempo de un fonograma dado conducirá a un intervalo de 0 grados o 180 grados, lo que dificulta que el experto actúe con probabilidad =0,5 (si en el momento de la eliminación el intervalo de fase = 0 grados, entonces no vemos el desfase). Al insertar un fragmento, observaremos dos transiciones de fase:
El cruce entre la banda sonora y el comienzo del inserto.
Salir del fragmento y continuar con el fonograma.
Pero en el modo de inserción, la probabilidad de detectar el momento de inserción aumenta a un valor de 1-(0,5*0,5)=0,75. Imagen de arriba. Y al mismo tiempo, esto no afecta de ninguna manera la amplitud (lo cual es una muy buena señal del lugar de instalación)
3. A continuación se muestra un intento de superponer una sección previamente copiada en dos lugares adyacentes del fonograma:
En este caso, como vemos en la figura en la que se han realizado dos superposiciones, la imagen se diferencia claramente del borrado o inserción. Dado que las amplitudes coinciden y la fase solo puede tomar dos valores: 0 o 180 grados, esto se puede evaluar inmediatamente por la amplitud: ha aumentado o disminuido. Al plegar (superponer) la señal en amplitud 1:1 — observamos un aumento de la amplitud en un factor de dos o una disminución a cero — como se puede observar en la figura (según coincidan las fases de 0 o 180 grados para esta frecuencia).
Al estudiar las características de fase y amplitud en todo el fonograma, se demostró que en lugares de sobrecarga, cuando la señal acústica en la frecuencia de Nyquist es comparable en amplitud, en estos lugares observamos interferencia de amplitud. En momentos de amplitud cero, como vemos en la figura, hay incertidumbre en la medida de fase y la fase puede cambiar de signo 180 grados. Esto se observa con sonidos de timbre muy fuertes («ch, sch», etc.). Pero el cambio de fase es claro para el experto, ya que, por regla general, se encuentra dentro de una palabra, cuya edición es muy difícil sin poder controlar las acciones o, por el contrario, — esto se notará a nivel auditivo-lingüístico.
Cuando el canal de grabación está sobrecargado, podemos observar el efecto aliasing, ver abajo: Observe en el centro del gráfico, de 6000 a 8000 kHz hay una espina de pescado espectral, aunque a partir de 6000 kHz tenemos un filtro bastante bueno con una gran pendiente de supresión.
Por lo tanto, usted Puede resumir algunos de los resultados del estudio y enumerar los signos encontrados.
La constancia de la respuesta de frecuencia del canal de grabación, debido al filtro incorporado frente al ADC, es decir. la presencia de un límite y su disminución constante con una frecuencia cada vez mayor.
El nivel de supresión alcanza un valor de -130 dB, lo que es inalcanzable si el fonograma está en cinta magnética.
La amplitud tiende a cero cuando se estudian frecuencias alrededor de 0 Hz. En momentos de sobrecarga se observa un efecto de aliasing.
Consistencia de la amplitud del armónico con la frecuencia de Nyquist, independientemente del canal de grabación.
Los intervalos de tiempo sin sobrecarga de canal se mantienen claramente El comportamiento de la fase y amplitud de la frecuencia en estudio es Nyquist.
En momentos asociados a sobrecarga del canal, se permite una ruptura de 180 grados si el momento de la ruptura coincide con el momento de amplitud cero de la frecuencia en estudio.
La ausencia de un cambio suave en la frecuencia de Nyquist, ya que esta frecuencia en los dispositivos de grabación modernos tiene estabilización de cuarzo.
Sin jitter (modulación secundaria) si el fonograma está en formato analógico en cinta magnética.