Автор Тема: Физический смысл применения импульсов  (Прочитано 2895 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Dark Elf Автор темы

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2103
Возможно, на форуме найдутся физики/инженеры, которые смогут внятно объяснить с математической и физической точки зрения, как из impulse response и некоторого куска аудио получается обработанное аудио (интересует алгоритм). Гуглил, в интернете ничего не нашёл, только готовые решения.

Оффлайн SHUM_Records

  • Ветеран форума
  • ******
  • Сообщений: 5928
  • Инопланетный разум
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #1 : Апреля 18, 2012, 21:48:30 »
Dark Elf, плохо гуглил, нужно искать математический смысл, а не физический
алгоритм называется сверткой двух функций (только в случае с аудио это свертка последовательностей)

можешь почитать как я это на пальцах пытался объяснить:
https://guitarplayer.ru/index.php?topic=49820.msg2148174#msg2148174
читай конец сообщения про алгоритм свертки

Оффлайн deLuther

  • Живу на форуме
  • *******
  • Сообщений: 33473
  • alderman of morning star
    • Malefice
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #2 : Апреля 18, 2012, 22:19:30 »
Dark Elf,
Если интересен алгоритм, то можешь почитать вот эту статейку:
http://pcfarina.eng.unipr.it/Public/AES-113/Garcia-PrePrint5660.pdf
Для обработки в реальном времени свёртку надо проводить по кускам размерам с буфер карты.
И никто собственно перемножением со сложением это не делает т.к. жутко неэффективно, используют быструю свёртку через быстрое преобразование Фурье (FFT), т.к. свёртка во временной области это умножение в частотной, этот подход намного эффективнее. При этом подходе фрагмент сигнала переводится в частотную область, там он умножается на АЧХ импульса, после чего делает обратное преобразование, буфер обычно дополняется нулями до определённой длины, чтобы избежать циклической свёртки.
« Последнее редактирование: Апреля 18, 2012, 22:25:56 от deLuther »

Оффлайн Dark Elf Автор темы

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2103
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #3 : Апреля 18, 2012, 22:53:00 »
Про свёртку я догадался, я вот только что не понял. Есть импульс длиной M отсчётов, есть аудио длиной N отсчётов (частота дискретизации пусть будет одинаковая). Как результат свёртки мы получим M + N - 1 отсчётов. Но ведь нужно в итоге получить аудио длиной N отсчётов, если мы хотим сохранить исходную длительность.

За статьи спасибо, почитаю.

... и добавил:

Ах да, кстати, я для примера написал VST плагин, после свёртки результат получился с амплитудой значительно выше [-1; 1]. Как это понимать и что с этим делать? Если нормализовать внутри плагина амплитуду до некоего уровня, то просто щелчки и артефакты появляются, хотя должен быть заметный перегруз (тестировал на импульсе Ректы)
« Последнее редактирование: Апреля 18, 2012, 23:31:46 от Dark Elf »

Оффлайн deLuther

  • Живу на форуме
  • *******
  • Сообщений: 33473
  • alderman of morning star
    • Malefice
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #4 : Апреля 18, 2012, 23:59:46 »
Dark Elf,
Добваить регулятор уровня... собственно если представить импульс как мощник-каб, то сигнал с преампа тоже усиливается. Плавающая точка позволяет выйти за рамки +/- 1, просто добавить волюм потом и всё.

Что касается длины... можно отрезать, если так нужна именно исходная длина, но в реальных записях присутствует реверберационный хвост, так что нормально как раз.

Оффлайн Dark Elf Автор темы

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2103
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #5 : Апреля 27, 2012, 01:53:05 »
Я так понял, что в идеальном случае (аналоговая система, нет погрешностей съёма импульсной характеристики и погрешностей вычисления чисел с плавающей точкой) можно с абсолютной точностью восстановить выход системы по импульсной характеристике и входу системы, если система линейна и стационарна?

Оффлайн deLuther

  • Живу на форуме
  • *******
  • Сообщений: 33473
  • alderman of morning star
    • Malefice
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #6 : Апреля 27, 2012, 11:03:49 »
Именно.
Хотя ещё стоит добавить, что если снимать импульсы с EQ и подобного, то длина импульса должна быть бесконечной, урезая её мы что-то теряем.
« Последнее редактирование: Апреля 27, 2012, 11:05:21 от deLuther »

Оффлайн Dark Elf Автор темы

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2103
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #7 : Апреля 27, 2012, 19:07:00 »
Именно.
Хотя ещё стоит добавить, что если снимать импульсы с EQ и подобного, то длина импульса должна быть бесконечной, урезая её мы что-то теряем.
Я правильно понимаю, что гитарный усилитель - это стационарная линейная система? Так как вход x(t) = A*sin(w1*t) + B*sin(w2*t) + ..., выход тоже такой же по виду.

Потери в реальном мире происходят ещё и потому, что амплитуда импульса ограничена, а его ширина имеет некоторое конечное значение? Какой сигнал подаётся при снятии импульсной характеристики усилителя+кабинета? (как определяются его параметры - амплитуда в вольтах и т.д.)

Оффлайн SHUM_Records

  • Ветеран форума
  • ******
  • Сообщений: 5928
  • Инопланетный разум
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #8 : Апреля 27, 2012, 19:14:18 »
Dark Elf, в идеале - дельта функция, в реальности уровень ограничивают так, что бы не перегружать конечный АЦП

Оффлайн Dark Elf Автор темы

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2103
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #9 : Апреля 27, 2012, 19:29:27 »
SHUM_Records, нужно же, чтобы ещё и динамик не порвался, и усилок не сгорел))

Оффлайн deLuther

  • Живу на форуме
  • *******
  • Сообщений: 33473
  • alderman of morning star
    • Malefice
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #10 : Апреля 27, 2012, 20:15:27 »
При пульсовом способе получения импульсов щелчёк очень негромкий получается, я такое получал на полной мощности своего комба, 75 Вт, что для дома офигенно громко было бы при любом другом типе сигнала :)
Собственно когда делают импульсы обычно амплитудой сигнала в вольтах не заморачиваются, что карта даёт, то даёт :)
Остальное уже как при обычной записи микрофоном.

Конечно гитарный усилитель, это далеко не линейная система, так что импульсы это только линейное приближение.
« Последнее редактирование: Апреля 27, 2012, 20:18:28 от deLuther »

Оффлайн Dark Elf Автор темы

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2103
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #11 : Апреля 27, 2012, 20:42:00 »
deLuther, Почему усилитель - это нелинейная система? Ведь на входе сумма волн и на выходе сумма волн (но уже других).

Оффлайн SHUM_Records

  • Ветеран форума
  • ******
  • Сообщений: 5928
  • Инопланетный разум
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #12 : Апреля 27, 2012, 20:55:06 »
Dark Elf, гитарный усилитель может вносить свой окрас в виде насыщения сигнала гармониками, это следствие нелинейных процессов типа компрессии или перегруза, так же и с гитарными динамиками и динамическими микрофонами

Оффлайн deLuther

  • Живу на форуме
  • *******
  • Сообщений: 33473
  • alderman of morning star
    • Malefice
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #13 : Апреля 27, 2012, 21:20:54 »
Именно, гитарные усилители специально делаются как нелинейные системы, просто хайфайный усилитель неинтересен.

Оффлайн Dark Elf Автор темы

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2103
Re: Физический смысл применения импульсов
« Ответ #14 : Апреля 28, 2012, 00:29:41 »
Так здесь же на входе сумма волн, и на выходе сумма волн, но уже других волн. y(t) = A·y1(t) + B·y2(t) + ...
В теории систем под линейностью ведь понимается немного другое, т.е. то, что усилитель вносит некоторые искажения - не влияет на линейность в данном смысле, насколько я понимаю.