Документация

Compressor

Компрессор динамического диапазона

расширьте все на странице

Библиотека:
Audio Toolbox / Управление Динамическим диапазоном

Описание

Блок Compressor выполняет сжатие динамического диапазона независимо через каждый входной канал. Сжатие динамического диапазона ослабляет объем громких звуков, которые пересекают заданный порог. Использование блока заданные времена нападения и релиза, чтобы достигнуть сглаженной прикладной кривой усиления.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`x` — Входной сигнал
матрица | 1D вектор

Матричный вход – Каждый столбец входа обработан как независимый канал.
1D векторный вход – вход обработан как один канал.

Этот порт без имени, если вы не задаете дополнительные входные порты.

Типы данных: single | double

`T` — Порог (дБ)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для Порога (дБ) параметр.

Типы данных: single | double

`R` — Отношение
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для параметра Отношения.

Типы данных: single | double

`K` — Ширина колена (дБ)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для ширины Колена (дБ) параметр.

Типы данных: single | double

`AT` — Время (время) атаки
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для параметра Времени (времени) атаки.

Типы данных: single | double

`RT` — Выпустите время (времена)
скаляр

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите Specify from input port для параметра времени (времен) Релиза.

Типы данных: single | double

Вывод

развернуть все

`Y` — Выходной сигнал
матрица

Блок Compressor выводит сигнал с совпадающим типом данных как входной сигнал. Размер выхода зависит от размера входа:

Матричный вход – блок выводит матрицу тот же размер и тип данных как входной сигнал.
1D векторный вход – блок выводит N-by-1 матрица (вектор-столбец), где N является числом элементов в 1D векторе.

Типы данных: single | double

`G` — Усиление применилось к каждой входной выборке
матрица

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Output gain (dB).

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Если параметр перечислен как настраиваемый, то можно изменить его значение в процессе моделирования.

Основная вкладка

`Threshold (dB)` — Порог операции
–10 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений –50 к 0 включительно

Operation threshold является уровнем, выше которого усиление применяется к входному сигналу.

Чтобы задать Threshold (dB) от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`Ratio` 'CompressionRatio'
5 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений 1 - 50 включительно

Compression ratio является отношением ввода/вывода для сигналов, которые промахиваются по порогу операции.

Принятие твердой характеристики колена и установившегося входа, таким образом, что x [n] дБ> Threshold (dB), коэффициент сжатия задан как $R = \frac{(x [n] - T)}{(y [n] - T)}$ , где

R является коэффициентом сжатия.
x [n] является входным сигналом в дБ.
y [n] является выходным сигналом в дБ.
T является порогом в дБ.

Чтобы задать Ratio от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`Knee width (dB)` — Область Transition в характеристике сжатия
0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 20 включительно

Для мягких характеристик колена область перехода задана отношением

$y = x + \frac{(\frac{1}{R} - 1) \times {(x - T + \frac{W}{2})}^{2}}{(2 \times W)}$

для области значений $(2 \times | x - T |) \leq W$ , где

y является уровнем на выходе в дБ.
x является уровнем на входе в дБ.
R является коэффициентом сжатия.
T является порогом в дБ.
W является шириной колена в дБ.

Чтобы задать Knee width (dB) от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`View static characteristic` — Открытый график статической характеристики компрессора динамического диапазона
кнопка

График обновляется автоматически, когда параметры блока Compressor изменяются.

Настраиваемый: да

`Attack time (s)` — Время для прикладного усиления к подъему
0.05 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 4 включительно

Attack time является временем, которое усиление компрессора занимает, чтобы повыситься с 10% до 90% его окончательного значения, когда вход выходит за предел порога. Параметр Attack time (s) сглаживает прикладную кривую усиления.

Чтобы задать Attack time (s) от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`Release time (s)` — Время для прикладного усиления, чтобы сползать вниз
0.2 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений от 0 до 4 включительно

Release time является временем, которое усиление компрессора занимает, чтобы понизиться с 90% до 10% его окончательного значения, когда вход понижается порог. Параметр Release time (s) сглаживает прикладную кривую усиления.

Чтобы задать Release time (s) от входного порта, выберите Specify from input port для параметра.

Настраиваемый: да

`Make-up gain mode` — Режим усиления состава
`Property` (значение по умолчанию) | `Auto`

Property – Усиление состава установлено в значение, заданное параметром Make-up gain (dB).
Auto – Усиление состава применяется при выходе блока Compressor, таким образом, что установившийся вход на 0 дБ имеет выход на 0 дБ.

Настраиваемый: нет

`Make-up gain (dB)` — Прикладное усиление состава
0 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений –10 к 24 включительно

Make-up gain компенсирует усиление, потерянное во время сжатия. Это применяется при выходе блока Compressor.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметр Make-up gain mode на Property.

`Inherit sample rate from input` — Задайте источник входной частоты дискретизации
`on` (значение по умолчанию) | `off`

Когда вы выбираете этот параметр, блок наследовал свою частоту дискретизации от входного сигнала. Когда вы очищаете этот параметр, задаете частоту дискретизации в параметре Input sample rate (Hz).

Настраиваемый: нет

`Input sample rate (Hz)` — Частота дискретизации входа
44100 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, очистите параметр Inherit sample rate from input.

Вкладка "Дополнительно"

`Output gain (dB)` — Усиление применяется на каждую входную выборку
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Когда вы выбираете этот параметр, дополнительный выходной порт, G, добавляется к блоку. Выходы порта G усиление, примененное на каждый вход, образовывают канал в дБ.

Настраиваемый: нет

`Sidechain` — Включите вход боковой цепи
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Когда вы выбираете этот параметр, дополнительный входной порт, SC добавляется к блоку. Порт SC включает сжатие динамического диапазона входного сигнала x с помощью отдельного сигнала боковой цепи.

Тип данных и (система координат) вход длины к порту SC должны совпасть с входом к порту x.

Количество каналов входа боковой цепи должно быть равно количеству каналов x или быть равным одному.

Sidechain channel count is equal to one – Вычисленное усиление, G, на основе этого канала применяется ко всем каналам x.
Sidechain channel count is equal to channel count of x – Вычисленное усиление, G, для каждой боковой цепи канал применяется к соответствующему каналу x.

`Simulate using` — Задайте тип симуляции, чтобы запуститься
`Interpreted execution` (значение по умолчанию) | `Code generation`

Interpreted execution – Симулируйте модель с помощью интерпретатора MATLAB^®. Эта опция сокращает время запуска и имеет скорость симуляции, сопоставимую с Code generation. В этом режиме можно отладить исходный код блока.
Code generation – Симулируйте модель с помощью сгенерированного кода C. В первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С снова используется для последующих симуляций, пока модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующих симуляций сопоставима с Interpreted execution.

Настраиваемый: нет

Примеры модели

Suppress Loud Sounds

Подавите громкие звуки

Используйте блок Compressor, чтобы подавить громкие звуки и визуализировать прикладное усиление сжатия.

Trigger Gain Control Based on Loudness Measurement

Триггер получает контроль на основе измерения громкости

Эта модель позволяет вам применить сжатие динамического диапазона к звуковому сигналу при пребывании в предварительно установленной области значений громкости. В этой модели блок Compressor увеличивает громкость и уменьшает динамический диапазон звукового сигнала. Блок Loudness Meter вычисляет мгновенную громкость сжатого звукового сигнала. Если мгновенная громкость пересекает-23 порога LUFS, активированная подсистема применяет усиление, чтобы понизить соответствующий уровень звукового сигнала.

Diminish Plosives from Speech

Уменьшите Plosives из речи

Эта модель минимизирует plosives речевого сигнала путем применения highpass сжатия низкой полосы и фильтрации.

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулем	`no`

Алгоритмы

Блок Compressor обрабатывает кадр сигнала системой координат и поэлементно.

N - сигнал точки, x [n], преобразован в децибелы:

$x_{dB} [n] = 20 \times \log_{10} | x [n] |$
_ДБ x [n] проходит через компьютер усиления. Компьютер усиления использует статическую характеристику сжатия блока Compressor, чтобы ослабить усиление, которое является выше порога.
Если вы задали мягкое колено, компьютер усиления имеет следующую статическую характеристику:

$x_{sc} (x_{dB}) = {\begin{matrix} x_{dB} & x_{dB} < (T - \frac{W}{2}) \\ x_{dB} + \frac{(\frac{1}{R} - 1) {(x_{dB} - T + \frac{W}{2})}^{2}}{2 W} & (T - \frac{W}{2}) \leq x_{dB} \leq (T + \frac{W}{2}) \\ T + \frac{(x_{dB} - T)}{R} & x_{dB} > (T + \frac{W}{2}) \end{matrix},$
где T является порогом, R является коэффициентом сжатия, и W является шириной колена.
Если вы задали твердое колено, компьютер усиления имеет следующую статическую характеристику:

$x_{sc} (x_{dB}) = {\begin{matrix} x_{dB} & x_{dB} < T \\ T + \frac{(x_{dB} - T)}{R} & x_{dB} \geq T \end{matrix}$
Вычисленное усиление, g _c [n], вычисляется как

$g_{c} [n] = x_{sc} [n] - x_{dB} [n] .$
g _c [n] сглаживается с помощью заданных параметров времени нападения и релиза:

$g_{s} [n] = {\begin{matrix} α_{A} g_{s} [n - 1] + (1 - α_{A}) g_{c} [n], & g_{c} [n] \leq g_{s} [n - 1] \\ α_{R} g_{s} [n - 1] + (1 - α_{R}) g_{c} [n], & g_{c} [n] > g_{s} [n - 1] \end{matrix}$
Коэффициент времени атаки, α _A, вычисляется как

$α_{A} = \exp (\frac{- \log (9)}{F s \times T_{A}}) .$
Коэффициент времени релиза, α _R, вычисляется как

$α_{R} = \exp (\frac{- \log (9)}{F s \times T_{R}}) .$
T _A является периодом времени атаки, заданным параметром Attack time (s). T _R является периодом времени релиза, заданным параметром Release time (s). Fs является входной частотой дискретизации, заданной Inherit sample rate from input или параметром Input sample rate (Hz).
Если Make-up gain (dB) установлен в Auto, усиление состава вычисляется как отрицание вычисленного усиления для входа на 0 дБ:

$M = {- x_{sc} |}_{x_{dB} = 0} .$
Учитывая установившийся вход 0 дБ, эта настройка достигает установившегося выхода 0 дБ. Усиление состава определяется Threshold (dB), Ratio и параметрами Knee width (dB). Это не зависит от входного сигнала.
Усиление состава, M, добавляется к сглаживавшему усилению, _gs [n]:

$g_{m} [n] = g_{s} [n] + M$
Расчетное усиление в дБ, _gdB [n], переводится в линейную область:

$g_{lin} [n] = 10^{(\frac{g_{m} [n]}{20})}$
Выход компрессора динамического диапазона дан как

$y [n] = x [n] \times g_{lin} [n] .$

Ссылки

[1] Giannoulis, Димитриос, Михаэль Массберг и Джошуа Д. Рейсс. "Цифровой Проект Компрессора Динамического диапазона – Пример И Анализ". Журнал Общества звукоинженеров. Издание 60, Выпуск 6, 2012, стр 399–408.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

compressor | Expander | Limiter | Noise Gate

Темы

Управление динамическим диапазоном

Введенный в R2016a

Документация Audio Toolbox

Поддержка