close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8143

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8143
(13) C1
(19)
(46) 2006.06.30
(12)
7
(51) G 10L 21/06, 15/00,
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01R 23/16,
A 63J 17/00
СПОСОБ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ЗВУКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20030358
(22) 2003.04.18
(43) 2004.03.30
(71) Заявители: Павловский Сергей Анатольевич; Дреко Марина Вячеславовна (BY)
(72) Авторы: Павловский Анатолий Иосифович; Павловский Сергей Анатольевич; Павловский Анатолий Анатольевич; Павловская Ольга Владимировна; Павловский Геннадий Анатольевич; Дреко Ирина Вячеславовна (BY)
(73) Патентообладатели: Павловский Сергей Анатольевич; Дреко Марина Вячеславовна (BY)
(56) RU 2015562 C1, 1994.
RU 2134606 C1, 1999.
RU 2084261 C1, 1997.
SU 1564560 A, 1990.
WO 98/54696 A1.
US 3427111 A, 1969.
JP 10320570 A, 1998.
EP 0538877 A2, 1993.
BY 8143 C1 2006.06.30
(57)
1. Способ визуализации звука, включающий фильтрацию гармоник звукового сигнала
путем параллельного преобразования Фурье и отображение оптических образов выделенных гармоник в виде логарифмической спирали пропорционально 2 в степени ϕ, где ϕ угловая координата относительно центра экрана, выраженная в долях длины окружности,
BY 8143 C1 2006.06.30
отличающийся тем, что осуществляют фильтрацию гармоник перемножением амплитуды звукового сигнала на выделенные по частоте синусоидальные сигналы, соответствующие количеству визуализируемых на экране гармоник с последующим интегрированием,
при этом отображение оптических образов выделенных гармоник осуществляют на экране
в виде размытых, накладывающихся друг на друга секторов.
2. Устройство для визуализации звука, содержащее источники звуковых сигналов,
подключенные к соответствующим входам многоканального усилителя, формирователь
цвета в виде трех управляемых микшерных многоканальных каскадов, входами соединенный с соответствующими выходами многоканального усилителя, а выходами - с входами
перемножителей по количеству выделяемых гармоник звукового сигнала, и задатчики синусоидальных сигналов по количеству визуализируемых выделенных гармоник звукового
сигнала, выходами соединенные с соответствующими входами перемножителей, отличающееся тем, что содержит интеграторы, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами перемножителей, и экран с трехцветными секторами, соответствующими суммируемым гармоникам с выходов интеграторов, каждый из секторов
выполнен в виде дискретных точек, плотность которых на единицу площади экрана плавно снижается по краям, причем центры максимальной плотности секторов расположены
по логарифмической спирали относительно центра экрана пропорционально 2 в степени
ϕ, где ϕ - угловая координата относительно центра экрана, выраженная в долях длины
окружности.
Изобретение относится к технике визуального контроля звуковых сигналов и может
использоваться для анализа музыкальной гармонии, для усиления эмоционального воздействия музыки на слушателя, при создании светомузыкальных инструментов, как устройство автоматического сурдоперевода звука.
Широко известны способы анализа мгновенного спектра, которые так же как заявляемый способ, включают параллельные преобразования Фурье во всем диапазоне частот исследуемых сигналов и отображение на экране параметров выделенных гармонических составляющих [1]. К недостаткам известных способов следует отнести невозможность
использования их в качестве автоматических сурдопереводчиков звука.
Известен способ и устройство, в котором преобразование Фурье осуществляют последовательной модуляцией интенсивности светового потока звуковым сигналом и синусоидальным колебанием, частоту которого изменяют в плоскости, перпендикулярной к световому потоку, по логарифмической спирали пропорционально 2 в степени ϕ, где ϕ угловая координата относительно оси светового потока, выраженная в долях длины
окружности [2].
Недостаток известных способа и устройства, предназначенных для анализа музыкальной гармонии, заключается в сложности изготовления большого количества синусоидальных модуляторов, а также в неприемлемости их для качественного сурдоперевода звука
из-за абсолютной привязки к частотам музыкальных нот.
Задачей изобретения является упрощение способа мгновенного спектрального анализа
и расширение области его применения, например, для автоматического сурдоперевода
звука. Технический результат изобретения заключается в уходе от оптико-механического
способа модуляции, при этом воссоздаются интегрирующие способности органов зрения,
использовании компьютера или электронных схем, за счет этого на экран выводятся одни
лишь центральные точки (точнее центростремительные штрихи) вращающихся трафаретов прототипа [2], которые увеличиваются до размеров размытых, накладывающихся друг
на друга секторов, что в свою очередь избавляет от неестественного ощущения привязки
человеческого слуха к музыкальным нотам, при которой малейшее отклонение от нот вызывает изображение вращающихся полос. Необходимо отметить, что число выводимых на
2
BY 8143 C1 2006.06.30
экран секторов-гармоник неограниченно возрастает и дает дополнительно качественный
скачок в ощущении сурдоперевода звука.
Способ визуализации звука включает фильтрацию гармоник звукового сигнала путем
параллельного преобразования Фурье и отображение оптических образов выделенных
гармоник в виде логарифмической спирали пропорционально 2 в степени ϕ, где ϕ - угловая координата относительно центра экрана, выраженная в долях длины окружности, и
осуществляет фильтрацию гармоник перемножением амплитуды звукового сигнала на
выделенные по частоте синусоидальные сигналы, соответствующие количеству визуализируемых на экране гармоник с последующим интегрированием, при этом отображение
оптических образов выделенных гармоник осуществляется на экране в виде размытых,
накладывающихся друг на друга секторов.
Устройство для визуализации звука содержит источники звуковых сигналов, подключенные к соответствующим входам многоканального усилителя, формирователь цвета в
виде трех управляемых микшерных многоканальных каскадов, входами соединенный с
соответствующими выходами многоканального усилителя, а выходами - с входами перемножителей по количеству выделяемых гармоник звукового сигнала, задатчики синусоидальных сигналов по количеству визуализируемых выделенных гармоник звукового
сигнала, выходами соединенные с соответствующими входами перемножителей, интеграторы, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами перемножителей, и экран с трехцветными секторами, соответствующими суммируемым гармоникам с выходов интеграторов, каждый из секторов выполнен в виде дискретных точек,
плотность которых на единицу площади экрана плавно снижается по краям, причем центры максимальной плотности секторов расположены по логарифмической спирали относительно центра экрана пропорционально 2 в степени ϕ, где ϕ - угловая координата относительно центра экрана, выраженная в долях длины окружности.
На фиг. 1 показана структурная схема устройства визуализации звука.
Осуществление заявляемого способа поясняется с помощью устройства, содержащего
источники 1 звуковых сигналов, многоканальный усилитель 2, формирователь 3 цвета,
перемножители 4, задатчики 5 синусоидальных колебаний, интеграторы 6, экран 7. Многоканальный усилитель 2 усиливает подаваемые на его входы сигналы с выбранными для
каждого вручную коэффициентами усиления и подает их на входы формирователей 3 цвета. В многоканальном усилителе 2 для пропорционального ограничения всех сигналов при
превышении любым из них заданного уровня применена система автоматического регулирования усиления. Формирователи 3 цвета состоят из трех микшерных каскадов, в которых входные сигналы смешиваются с вручную выбранными значениями от максимального противофазного до максимального синфазного. С выхода формирователя 3 цвета
сигналы трех цветовых составляющих поступают на перемножители 4. На перемножители
4 также поступают сигналы с задатчиков 5 синусоидальных колебаний по числу отображаемых гармоник. С выходов перемножителей 4 сигналы поступают на интеграторы 6. С
выходов интеграторов 6 сигналы поступают на экран 7 (монитора или другого видеопроекционного устройства). Каждому из трех (красный, зеленый и синий) выходов интеграторов 6 соответствует трехцветный сектор(-гармоника) из дискретных точек экрана 7,
плотность которых на единицу площади экрана 7 плавно снижается по краям. При этом
центры максимальной плотности секторов-гармоник расположены по логарифмической
спирали относительно центра экрана 7 пропорционально 2 в степени ϕ, где ϕ - угловая координата, выраженная в долях длины окружности, т.е. за каждый виток спирали частота
гармоники увеличивается на октаву.
Авторами устройство реализовано в виде программы "SURDOPEREVOD" для стандартного мультимедийного IBM-совместимого компьютера. При этом с одним источником звука визуализация осуществляется плавно изменяющими цвет секторами-гармониками (от сине-желтых к пурпурно-зеленым затем красно-голубым и т.д. по кругу) на
3
BY 8143 C1 2006.06.30
сером фоне экрана. Цвет меняется только для вновь возникающих сигналов, "старые" гармоники сохраняют цвет до падения их уровня, сравнимого с уровнем шума. Для повышения производительности используется способность видеоплаты компьютера поддерживать режим 256 цветов с разрешением 800 пикселов на 600 строк с управлением палитрой
множества точек, при этом создаются сектора-гармоники со средней дискретностью через
10 герц (что достаточно для анализа звукового сигнала в диапазоне от 100 до 2600 герц). В
результате все точки изображения выводятся один раз с одинаковым серым цветом при
запуске программы, а цвет каждого сектора-гармоники управляется палитрой. Размытость
краев секторов достигается за счет плавного уменьшения плотности точек изображения на
единицу площади экрана. Накладывающиеся друг на друга сектора изображения гармоник
касаются в центре экрана размытого круга, интенсивность цвета которого пропорциональна суммарной амплитуде звукового сигнала. В качестве интеграторов используется
одна ячейка памяти на одну гармонику визуализации, значение которой периодически
уменьшается при отсутствии во входном сигнале соответствующей ей гармонической составляющей. Программа осуществляет псевдо-параллельное преобразование Фурье с частотой около 25 кадров в секунду. В силу высокой скорости обработки звука создается
впечатление изображения кратковременных напряжений внутреннего уха человека пропорционально и синхронно с подаваемым звуком, чем и обуславливается ощущение сурдоперевода звука.
Источники информации:
1. Патент США 3427111, МПК G 01R 23/16, 1969.
2. Патент РФ 2015562, МПК A 63J 17/00, 1994.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
211 Кб
Теги
by8143, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа