1.2.     Аналитический обзор

Тема программного обеспечения очень широка, поэтому здесь мы только вкратце обсудим основные представители программ для обработки звука.

Основные возможности таких программ это, как минимум, обеспечение возможности записи (оцифровки) аудио и сохранение на диск. Развитые представители такого рода программ позволяют намного больше: запись, многоканальное сведение аудио на нескольких виртуальных дорожках, обработка специальными эффектами (как встроенными, так и подключаемыми извне – об этом позже), очистка от шумов, имеют развитую навигацию и инструментарий в виде спектроскопа и прочих виртуальных приборов, управление/управляемость внешними устройствами, преобразование аудио из формата в формат, генерация сигналов, запись на компакт диски и многое другое. Некоторые из таких программ: Cool Edit Pro (Syntrillium), Sound Forge (Sonic Foundry), Nuendo (Steinberg), Samplitude Producer (Magix), Wavelab (Steinberg).

1.2.1.      Cool Edit Pro 2.0

Редактирование и сведение аудио на 128 дорожках, 45 встроенных DSP-эффектов, включая инструменты для мастеринга, анализа и реставрации аудио, 32-битная обработка, поддержка аудио с параметрами 24 бит / 192 КГц, мощный инструментарии для работы с петлями (loops), поддержка DirectX, а также управление SMPTE/MTC, поддержка работы с видео и MIDI и прочее.

1.2.2.      Sound Forge 6.0a

Мощные возможности не деструктивного редактирования, многозадачная фоновая обработка заданий, поддержка файлов с параметрами до 32 бит / 192 КГц, менеджер предустановок, поддержка файлов более 4 Гб, работа с видео, большой набор эффектов обработки, восстановление после зависаний, предпрослушивание примененных эффектов, спектральный анализатор и прочее.

1.2.3.      Вывод по аналитическому обзору

В наборе программ пользователя, занимающегося обработкой звука, имеется множество разных инструментов, так было раньше и так будет впредь – универсальных комбайнов для работы со звуком не бывает. Однако, не смотря на все разнообразие ПО, в программах часто используются схожие механизмы для обработки звука (например, процессоры эффектов и прочие). На каком-то этапе разработки аудио ПО, производители поняли, что удобнее сделать в своих программах возможность подключения внешних инструментов, чем каждый раз создавать заново инструменты для каждой отдельной программы. Так что многие программы, относящиеся к той или иной группе ПО, позволяют подключать так называемые «плагины» - внешние подключаемые модули, расширяющие возможности обработки звука. Это стало возможным в результате появления нескольких стандартов на интерфейс между программой и подключаемым модулем. На сегодняшний день существуют два основных стандарта на интерфейс: DX и VST. Существование стандартов позволяет подключать один и тот же плагин к совершенно разным программам, не заботясь о возникновении конфликтов и неполадок. Говоря о самих плагинах, надо сказать, что это просто огромное семейство программ. Обычно, один плагин является механизмом, реализующим какой-то конкретный эффект, например, реверберацию или низкочастотный фильтр. Но все вышеперечисленные средства для редактирования аудиоданных имеют закрытый исходный код.

1.3.         Основные требования к системе

1.3.1.  Основные цели создания системы и критерии эффективности ее функционирования

Создание системы обработки аудиоинформации позволит получить преобразованный звуковой сигнал с заданными характеристиками звучания, а также сжатие измененного звукового файла для уменьшения занимаемого им размера без значительной потери качества звучания.

Для оценки эффективности работы системы обработки аудиоинформации можно использовать качество получаемых на выходе звуковых сигналов. Для определения качества кодирования звуковых данных можно использовать оценку размера полученных закодированных звуковых файлов и исходных.

1.3.2.      Функциональное назначение системы

Автоматизация процесса обработки аудиоинформации подразумевает реализацию в системе определенных средств и функций. Следует выделить функциональных особенности, которыми должна обладать система:

1)     возможность открытия и анализа файлов форматов Microsoft Wave, MP3 и Electronic Music;

2)     отображение структуры звукового сигнала, записанного в файле, в графическом виде с возможностью изменения масштаба;

3)     обеспечение возможности основных операций редактирования: выделение части сигнала, ее удаление, копирование и вставку. Обеспечение возможности вставки звукового сигнала из другого файла;

4)     возможность изменения основных параметров цифрового звука: частоты дискретизации, битрейта, числа каналов;

5)     изменение темпа(скорости) звукового сигнала, уровня громкости;

6)     применение звуковых эффектов к сигналу, с указанием необходимых для них параметров (для эффекта эха: количество откликов, время между откликами, громкость отклика относительно предыдущего; для эффекта реверберации: количество отражений, задержка отраженного сигнала, громкость отражения относительно предыдущего; для эффектов возрастающей и затухающей громкости: громкость относительно текущей);

7)     сжатие полученного сигнала для более компактного хранения с возможностью последующего извлечения.

1.3.3.      Особенности системы и условия ее эксплуатации

Система обработки аудиоинформации предназначена для работы с цифровыми звуковыми сигналами, записанными в файлах одного из следующих форматов: Microsoft Wave, MP3, Electronic Music. Объем информации, обрабатываемой системой, достаточно велик и может достигать нескольких десятков мегабайт. Эти особенности накладывают ограничения на использование непроизводительных и медленных алгоритмов.

1.3.4.      Требования к функциональной структуре

Построение системы обработки аудиоинформации предполагает модульную структуру. Система включает в себя 2 подсистемы: подсистему обработки и фильтрации сигнала, подсистему кодирования данных. Общий интерфейс и возможность доступа ко всем модулям в составе каждой подсистемы должна обеспечивать оболочка. Таким образом, существует две оболочки. Первая реализует интерфейс для редактирования звукового сигнала, его параметров, применение к нему различных эффектов. Вторая реализует интерфейс для кодирования(сжатия) отредактированного звукового сигнала. Обмен между подсистемами происходит через звуковые файлы.

1.3.5.      Требования к техническому обеспечению

Задача обработки звуковых сигналов в системе обработки аудиоинформации связана с автоматическим анализом больших массивов аудио информации. Преобразования, проводимые в системе, должны проводиться в процессе интерактивного взаимодействия с пользователем, поэтому паузы на обработку не должны превышать нескольких минут. Исходя из этого, сформулированы требования к техническим характеристикам персонального компьютера, на котором будет функционировать система. Требования сведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Технические характеристики персонального компьютера