Dinamička kompresija audio signala
Dinamička kompresija audio signala je vrsta obrade audio signala koja smanjuje (sabija, komprimuje) glasne delove signala, ili pojačava tiše, i time kompresuje (smanjuje) dinamički opseg audio signala. Kompresija se često koristi pri snimanju i obradi zvuka, radijskim ili televizijskim prenosima[1], ozvučavanju javnih nastupa i u nekim pojačalima za muzičke instrumente.
Elektronski uređaji za obradu dinamike audio signala i softveri koji primenjuju kompresiju dinamičkog opsega nazivaju se kompresori. Početkom 2000-tih, kompresori su se pojavili u vidu softverskih plaginova koji rade u digitalnim audio radnim stanicama. Za snimanje i nastupe uživo, parametri kompresora mogu da utiču na način na koji kompresor menja zvuk. Kompresija i limitovanje su identični procesi ali sa različitim odnosom kompresije. Limiter je kompresor sa velikim odnosom kompresije, i uglavnom, brzim vremenom reakcije.
Vrste kompresije[uredi | uredi izvor]
Silazna kompresija (Downward compression) smanjuje glasne delove signala iznad zadatog praga dok delovi signala ispod praga ostaju nepromenjeni. Limiter je ekstremna vrsta silazne kompresije. Uzlazna kompresija (Upward compression) pojačava zvuke ispod zadatog praga, dok glasniji delovi signala ostaju nepromenjeni. Obe vrste kompresije smanjuju dinamički opseg audio signala.[2]
Ekspander povećava dinamički opseg audio signala.[3] Ekspanderi se koriste da tiše delove zvuka smanjimo da budu još tiši. smanjujući nivo audio signala koji pada ispod zadatog praga. Eliminatori šuma (Noise gate) je granični slučaj ekspandera, koji eliminiše nedovoljno jake i nepoželjne signale između glasnijih deonica.
Kontrole[uredi | uredi izvor]
Ima više podesivih kontrola i opcija koji se koriste za podešavanje kompresije i algoritama obrade dinamičkog opsega audio signala.
Prag (Threshold)[uredi | uredi izvor]
Kompresor smanjuje nivo audio signala koji prelazi određeni prag. Prag se najčešće podešava u decibelima (dB), gde niži prag (npr. -60 dB) znači da će veći deo signala biti obrađen. Kada je nivo signala ispod praga, na tom delu se ne dešava nikakva obrada i ulazni signal prolazi nepromenjen do izlaza. Kada je prag viši, npr -5 dB, manji deo signala je obrađen, odnosno signal se manje kompresuje.
Ponašanje rada kompresora pri prelasku preko praga zavisi od intervala reakcije (attack time) i intervala otpuštanja (release time).
Odnos (Ratio)[uredi | uredi izvor]
Iznos za koji se promeni nivo kada signal pređe prag zavisi od odnosa kompresije. Odnos 4:1 znači da ako je ulazni signal 4 dB iznad praga, izlazni signal bie smanjen na 1 dB iznad praga. Izlazni signal je time smanjen za 3 dB .
Limitovanje ima najveći odnos od ∞:1. U praksi se postižu isti rezultati sa odnosom 60:1, i postiže se isti efekat, da kada signal pređe prag, limiter mu neće dozvoliti da pređe nivo praga čim prođe vreme reakcije.
Intervali reakcije i otpuštanja (Attack and release)[uredi | uredi izvor]
Kompresor može imati više kontrola koje utiču na brzinu njegovog delovanja. Faza reakcije je period u kom kompresor smanjuje nivo do zadatog nivoa određenog odnosom kompresije. Faza otpuštanja je period u kom kompresor vraća nivo na prethodno stanje kada nivo padne ispod praga.
Trajanje svakog perioda je određeno koeficijentom promene i zahtevane promene u nivou signala. Za intuitivnije korišćenje, vreme reakcije i otpuštanja su izraženi u jedinici vremena (najčešće u milisekundama), Ovo je vreme koje je potrebno kompresoru da napravi promenu u nivou izraženu u decibelima, određuje ga proizvođač, uglavnom je to vrednost od 10 dB. Na primer, ako se vremenska konstanta kompresora odnosi na 10 dB, i vreme je podešeno na 1 ms, potrebna je 1 ms da se nivo smanji za 10 dB, a 2 ms da se smanji za 20 dB.
Mnogo kompresora ima podesivo vreme reakcije i otpuštanja. Neki, ipak, imaju intervale reakcije i otpuštanja određene prema svojoj elektronskoj šemi i ne mogu biti kontrolisani od strane korisnika. Ponekad su intervali automatski ili programski definisani, što znači da se intervali mogu menjati zavisno od ulaznog signala. Glasnoća izlaznog signala se menja i direktno zavisi od kompresora, pa iz tog razloga kompresor može menjati karakter audio zapisa od suptilne do drastične, vrlo čujne promene u izlaznom signalu, zavisno od podešavanja.
Meka i tvrda kolena (Soft and hard knees)[uredi | uredi izvor]
Još jedna od kontrola rada koju kompresor može imati je tvrdo/meko koleno. Ova kontrola određuje nagib krive koja govori kako će kompresor reagovati kada je signal malo ispod ili iznad praga, odnosno da li će ta promena biti nagla (tvrdo koleno - hard knee) ili postepena (meko koleno - soft knee). Meko koleno postepeno povećava odnos kompresije kako nivo signala raste i na kraju dostigne odnos koji je korisnik zadao. Meko koleno smanjuje čujne promene između komprimovanog i nekomprimovanog signala, najviše za više odnose kompresije gde bi podešavanje tvrdog kolena bilo primetnije.
Vršna vrednost i kvadratna sredina[uredi | uredi izvor]
Kompresor koji ima senzor za najveću vršnu vrednost (pikove) reaguje na trenutne promene nivoa signala. Njime se bolje kontrolišu pikovi, ali to može rezultovati u jako brzim promenama u izlaznom nivou, osetnijim dejstvom kompresije i ponekad distorzijom. Neki kompresori mogu da imaju senzor za prosečnu vrednost signala (najčešće kvadratna sredina, ili RMS) na ulazu pre detekcije nivoa sa pragom. Ovim putem se postiže blaža kompresija koja je bliže povezana sa ljudskom percepcijom glasnoće.
Stereo veza[uredi | uredi izvor]
Kompresor koji je u režimu stereo veze (stereo linking) primenjuje istu količinu kompresije na levi i desni kanal. Ovaj režim se koristi da bi se sprečilo pomeranje stereo slike koje se može desiti ako je svaki kanal kompresovan pojedinačno. Postaje primetno kada glasni element koji se u stereo slici nalazi na ivici stereo slike (samo na jednom kanalu) podigne nivo signala na tom kanalu, što dovodi do veće kompresije tog kanala, čime se menja stereo slika audio zapisa.
Stereo veza se može ostvariti na dva načina. U prvom kompresor sabira levi i desni kanal u mono kanal za detekciju na ulazu, i koristeći komande samo za jedan kanal kontrolišemo rad kompresora za oba, a u drugom načinu kompresor odvojeno računa nivo za koji signal treba biti smanjen za oba kanala, a na oba kanala primenjuje istu količinu kompresije koja je u tom trenutku veća zavisno od detekcije dva ulazna kanala.
.jpg)
Izlazni nivo (Makeup Gain)[uredi | uredi izvor]
Kompresor smanjuje nivo signala, ali zato imamo mogućnost da taj nivo nadoknadimo fiksnim pojačavanjem izlaznog nivoa iz kompresora, čime ne gubimo percipiranu glasnoću signala.
Predetekcija (Look-ahead)[uredi | uredi izvor]
Ova funkcija je napravljena da se prevaziđu problemi oko kompromisa između sporog vremena reakcije koji pravi prirodniju, glatkiju kompresiju, a brzo vreme reakcije koje može da savlada nagle pikove. Predetekcija ne može zaista da predvidi nivo signala koji još nije došao do kompresora, već na ulazu se kanal deli, i jedna strana se pomera u vremenu (zakasni, dilej). Strana koja nije zakašnjena služi za detekciju kompresije koja se vrši na zakašnjenom kanalu, koji ide na izlaz iz kompresora. Na ovaj način postiže se prirodnija i glađa kompresija sa sporijim vremenom reakcije i zadržava se mogućnosti da "uhvati" pikove. Cena koja se plaća za ovo rešenje je blago kašnjenje signala.
Limitovanje[uredi | uredi izvor]
Kompresija i limitovanje su identični procesi, ali sa različitim odnosom kompresije. Limiter je kompresor sa velikim odnosom kompresije i, uglavnom, brzim vremenom reakcije. Kompresija sa odnom 10:1 ili većim se uglavnom smatra limitovanjem.
Tvrdo limitovanje (hard limiting/brick wall limiting) ima veliki odnos kompresije sa veoma brzim vremenom reakcije. U idealnom slučaju, on obezbeđuje da amplituda audio signala nikada ne pređe zadati prag. Odnosi kompresije od 20:1 sve do ∞:1 se smatraju tvrdim limitovanjem. Sonični rezultati tvrdog limitovanja zbog izobličenja mogu da zvuče grubo i neprijatno, tako da se tvrdi limiteri više koriste kao sigurnosne mere u razglasnim sistemima i za emitovanja na radiju i televiziji.
Neka bas pojačala i razglasni sistemi imaju limitere koji sprečavaju nagle skokove u intenzitetu signala (skokove najvećih vršnih vrednosti - pikova) kako bi sprečili distorziju i/ili oštećenje zvučnika. Neki moderni elektronski aparati imaju limitere u sebi. Soni koristi svoj sistem automatskog limitovanja glasnoće na nekim proizvodima za reprodukciju zvuka, ali i Plejstejšn Portabl.
Spoljna veza (Side-chain)[uredi | uredi izvor]
Kompresor koji ima spoljnu vezu (sajdčejn) kontroliše nivo glavnog signala na izlazu detektujući nivo na ulazu spoljnog signala.[4] Kompresor jednako utiče na oba kanala samo detektujući jedan spoljni kanal. Spoljna veza se često koristi od strane disk džokeja za daking - automatsko spuštanje nivoa muzike kada se priča na mikrofon. Signal iz DiDžejevog mikrofona je povezan na spoljnu vezu od kompresora, tako da svaki put kad DiDžej nešto kaže na mikrofon, kompresor smanjuje nivo muzike. Korišćenje spoljne veze sa ekvilizacijom se može koristiti za snižavanje nivoa signala koji imaju izražen spektralni sadržaj u nekom frekventnom opsegu. Može se koristiti kao de-eser (eng: deesser), smanjujući nivoe sibilanata na vokalu, u opsegu 6 - 9 kHz. De-eser pomaže pri smanjivanju visokih frekvencija koji bivaju prenaglašeni ili distorzirani na nekim medijima poput FM radija ili vinila. Još jedna od primena kompresije sa spoljnom vezom je u muzičkoj produkciji, kada želimo da zadržimo glasan kanal bas gitare bez rizika da jaki pikovi od bas bubnja mogu da dovedu do klipovanja na master kanalu ili gubitka hedruma (eng. headroom).
Softveri za reprodukciju zvuka[uredi | uredi izvor]
Neki softverski za reprodukciju zvuka podržavaju plaginove koji primenjuju kompresiju. Oni mogu da povećaju percepiranu glasnoću audio zapis, ili da smanje razliku u zapisima sa velikim dinamičkim opsegom (poput klasične muzike, ili plejliste sa više različitih tipova muzike). Time se povećava slušljivost audio zapisa kada se preprodukuju kroz zvučnike lošijeg kvaliteta, ili kada se pušta u glasnijem okruženju (npr. u automobilu ili na žurci).
Reference[uredi | uredi izvor]
- ^ Follansbee, Joe (2006). Hands-on Guide to Streaming Media: An Introduction to Delivering On-demand Media (na jeziku: engleski). Taylor & Francis. ISBN 9780240808635.
- ^ Reese, David E.; Gross, Lynne S.; Gross, Brian (2009). Audio Production Worktext: Concepts, Techniques, and Equipment (na jeziku: engleski). Taylor & Francis. ISBN 9780240810980.
- ^ „Dynamic Range Processing and Digital Effects” (PDF).
- ^ Colletti, Justin (27. 6. 2013). „Beyond The Basics: Sidechain Compression”.
Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]
Članak o dinamičkoj kompresiji na portalu How-To Geek
Članak o dinamičkoj audio kompresiji na portalu "PracticalMusicProduction.com"