VILNIAUS PEDAGOGINIS UNIVERSITETAS Matematikos ir informatikos fakultetas Informatikos katedra Regina Kliukovska ATVIROJO KODO GARSO APDOROJIMO PROGRAMINöS ĮRANGOS ANALIZö magistro baigiamasis darbas Darbo vadov prof. Joana Lipeikien Vilnius 2007
Santrauka Baigiamojo magistro darbo tikslas aprašyti ir ištirti šiuolaikinę atvirojo kodo garso apdorojimo programinę įrangą, jos privalumus ir trūkumus. Darbe apžvelgiami pagrindiniai garso apdorojimo uždaviniai. Trumpai aprašius keletą populiariausių garso apdorojimo programų, darbe išsamiai nagrin jama atvirojo kodo programa Audacity. Analizuojamos šios sistemos garso redagavimo galimyb s, pateikiama daug iliustracijų, įvairių garso redagavimo ir analiz s pavyzdžių. Aprašomi su Audacity atlikti įvairūs garso redagavimo eksperimentai. Taip pat aprašomas atliktas triukšmo įtakos žodžių atpažinimo tikslumui tyrimas. Pateikiamos darbo išvados, literatūros ir interneto šaltinių sąrašas. Darbo apimtis 82 psl. be priedų. Summary The basic task of the final master paper was to describe and to explore the modern open source sound processing software, to investigate its advantages and disadvantages. Basic audio processing tasks are reviewed in the paper. After the short description of the several popular audio processing programs, one of them audio editor Audacity is investigated thorougly. The main audio editing facilities of this program are described with a lot of illustrations, many examples of audio editting and analysis are presented in the paper. Various experiments of sound processing with Audacity were performed and are described here. The analysis of noise influence to word recognition accuracy was done. Conclusions, references to literature and other sources on internet are also presented The paper consists of 82 pages without enclosures. 2
Turinys I. Įvadas... 4 II. Atviroji garso apdorojimo programa Audacity... 12 2.1. Bendra Audacity programos apžvalga... 12 2.2. Audacity meniu savyb s... 18 2.2.1. File komandos... 18 2.2.2 Edit komandos... 23 2.2.3 View komandos... 30 2.2.4 Generate komandos... 36 2.2.5 Effect komandos... 39 2.2.6 Analyze komandos... 48 2.2.7 Help komandos... 49 2.2.8 Įrašymas... 50 2.2.9 Valdymo įrankių juostos mygtukai... 50 2.2.10 Išvesties ir įvesties reguliavimo slanki juosta... 51 2.2.11 Redagavimo įrankių juostos mygtukai... 52 2.2.12 Garso signalo takelio įrankių juostos mygtukai... 53 2.3. Papildomos garso redagavimo galimyb s... 54 2.4. Eksperimentai su Audacity... 54 2.4.1. Dialogo su kompiuteriu eksperimentai.... 54 2.4.2. Žodžių atpažinimo eksperimentai... 56 2.4.3. Garso redagavimo su Audacity eksperimentai... 58 2.4.4. Skaidrių garsinio fono kūrimo eksperimentas... 63 2.4.5 Garso įrašymas iš muzikinio instrumento... 64 III. Audacity ir Adobe Audition garso apdorojimo galimybių lyginimas... 65 IV. Eksperimentinis triukšmo įtakos žodžių atpažinimo tikslumui tyrimas... 66 V. Išvados... 79 Literatūra... 81 3
I. Įvadas. Kas yra garsas Garsas yra tam tikra kinetin s energijos (judesio energijos) forma, kurią sukuria bet kuris virpantis objektas. Visų garsų priežastis yra mechaniniai aplinkos virpesiai, nors paprastai jie nematomi. Susidūrus automobiliams jų paviršiai pradeda virp ti, ir išgirstame smūgio garsą; muzika iš radijo imtuvo sklinda d l to, kad virpa jo garsiakalbio membrana; kalbame ir dainuojame virpant balso stygoms gerklose. Virpantis kūnas verčia virp ti arčiausiai esančias oro molekules. Virpesiai sklinda ore, sudarydami garso bangą, tačiau oras banga neslenka. Ten, kur molekul s susispiečia, susidaro didesnio sl gio sritis (sutank jimas), o ten, kur jų lieka mažiau - žemesnio sl gio sritis (praret jimas). Pakaitomis einančios sutank jimų ir praret jimų sritys sklinda ore kaip garso banga. Pasiekus ausį, ji virpina ausies būgnelį ir žmogus girdi garsą. Kuo stipresni daikto virpesiai, tuo didesnis sutank jimų ir praret jimų sl gio skirtumas, ir garsas yra stiprus. Virpesių dažnis lemia garso aukštį, arba toną. Jei virpesiai dažn ja, sutank jimų ir praret jimų sritys suart ja garsas darosi aukštesnis. L tesni virpesiai atitinka žemesnį garsą. Garso bangos ore ties jūros lygiu sklinda iš šaltinio visom kryptim 331 m/s arba 1194 m/s greičiu. Dideliame aukštyje garso greitis yra mažesnis, nes oras yra retesnis, o vandenyje ar metale garso greitis didesnis, nes šios medžiagos yra daug tampresn s negu oras, ir virpesiai jose sklinda sparčiau. Garsas vakuume nesklinda, nes jame n ra dujų molekulių, gebančių virp ti ir perduoti garsą. Jei nebūtų oro, tai mes negal tume gird ti jokių garsų. Mes girdime, nes mūsų ausys yra jautrios šių bangų suspaudimui. Garso bangos supratimui kaip pavyzdį imkime trumpą, staigų ir netik tą įvykį - suplojimą delnais. Kada suplojate, oras, patekęs tarp rankų, yra išstumiamas į šalis. Tai padidina oro sl gį erdv je, netoli rankų, nes daugiau oro molekulių yra laikinai suspausta į mažesnę erdvę. Aukštas sl gis išstumia oro molekules išor n į visas kryptis su garso greičiu, kuris yra maždaug 340 m/s. Kai oro suspaudimo bangos pasiekia mūsų ausį, tai paveikia ausies būgnelį tiek, kad mes išgirstame plojimo sukeltą garsą. 4
1.1 pav. Oro bangos, gaunamos suplojus delnais, iliustracija. Suplojimas delnais tai trumpas įvykis, kuris sukelia vienkartinį greitai išnykstantį oro bangos sl gį. 1 pav. yra parodytas tokio įvykio oro bangos jud jimas. Horizontalioje ašyje yra pažym tas laikas, o vertikalioje oro sl gis. Iš pradžių oro sl gis yra aukštas, bet pamažu svyravimai nyksta ir grįžta į pradinę pad tį, t.y.nulį. Galime nagrin ti ir kitą paprastą garso bangos pavyzdį, bet periodinę bangą. Kai skamba varpas, po pirmo dūžio (kuris primena vienkartinį įvykį suplojimą delnais), garsas sklinda vibruojant varpui. Kol skambinama varpu, garsas sklinda su tam tikru dažniu, priklausančiu nuo varpo dydžio ir formos, ir tai sukelia netoli esančio oro vibravimą su tuo pačiu dažniu. Taigi priklausomai nuo to oro banga juda nuolat nuo varpo garso greičiu. Tai pavaizduota paveiksl lyje žemiau: 1.2 pav. Varpo dūžio sukeltos oro bangos iliustracija. Garsas sklinda ore ir kitose dujose, skysčiuose, kietuose kūnuose specifiniu greičiu. Žmogaus ausis girdi garsą, jei jo dažnis yra intervale 16 Hz - 20 khz. Senstant silpn ja klausa, ypač aukšti tonai tampa negirdimi. Žmogaus klausos aparatas jaučia tik tam tikrą garsinių virpesių diapazoną: maždaug nuo 16-20 iki 16 000-20 000 virpesių per sekundę (vienas virpesys per sekundę vadinamas vienu hercu, kuris žymimas Hz). Mažų vaikų klausa yra jautresn, kadangi jų ausies būgneliai yra elastingesni, tod l jų gird jimo amplitud yra platesn. Plačiau apie tai galima 5
paskaityti [1]. Didesnis nei 20 000 per sekundę oro virp jimas priklauso ultragarsiniam diapazonui, kurio žmogus jau nebegirdi, tačiau kurį puikiai girdi daugelis gyvūnų, pvz. šikšnosparniai. Kaip garsas įrašomas? Mikrofonas yra padengtas plona membrana, kuri laisvai vibruoja kartu su mechanizmu, kuris membranos jud jimus paverčia elektriniais signalais (konkretus elektrinis mechanizmas priklauso nuo mikrofono rūšies). Taigi mikrofono d ka akustin s bangos paverčiamos elektrin mis bangomis. Kitaip sakant, garso signalams transformuoti į elektrinius signalus technikoje naudojami mikrofonai (gr. mikro mažas ir phone garsas). Paprasčiausias ir labiausiai paplitęs mikrofonas anglinis, naudojamas įprastame telefono ragelyje. Jautriojo elemento vaidmenį čia atlieka kapsul su anglies milteliais ir diafragma, prijungta prie pastovios įtampos. Diafragma, priimanti garso sl gį, veikia anglies miltelius. Miltelių grūdelių lietimosi paviršiaus pokyčiai keičia elektrinę miltelių varžą. Pagal diafragmos virp jimo taktą kinta ir mikrofono grandin s srov s stipris. Išeinantis kintamosios srov s signalas gali būti išskirtas transformatoriumi, kurio pirmin apvija įjungta į mikrofono grandinę. Anglies mikrofono dalelių kuriamų dažnių diapazonas n ra platus nuo šimtų Hz iki kelių khz, tačiau jo pakanka kalbai suvokti. Praktiškai visuose mikrofonuose yra judantis elementas (diafragma, membrana), galintis svyruoti veikiant garso sl giui ir atlikti mechaninę-elektrinę transformaciją. Į mikrofono sud tį įeina ir kiti jo praktiniam naudojimui būtini elementai: transformatoriai, stiprintuvai ir t.t. Pagal mechanin s-elektrin s transformacijos principą mikrofonai skirstomi į induktyviuosius, talpinius, pjezoelektrinius ir t.t. Ko gero plačiausiai taikomi induktyvieji mikrofonai, kuriuose virpant membranai magnetinis laukas kinta per specialią ritę, esančią šalia tos membranos. Galima nurodyti [1] išsamesniam susipažinimui su įvairių rūšių mikrofonų sandara. Kaip garsas įrašomas skaitmeniškai? Įrašymas į magnetofono juostą yra analoginio įrašymo pavyzdys. Skaitmeniniai įrašymai tai tokie įrašymai, kurie gali būti naudojami su skaitmeniniu kompiuteriu, t.y. su asmeniniu kompiuteriu. Skaitmeniniai įrašai turi daugiau privalumų negu analoginiai įrašai. Skaitmeniniai failai gali būti kopijuojami kiek norima kartų, neprarandant kokyb s, be to, juos galima įrašyti į kompaktinį diską ar kitą laikmeną arba pateikti bendram naudojimui internete. Be to, skaitmeniniai garso failai yra paprasčiau redaguojami negu magnetofono juostos įrašai. 6
Pagrindinis įrenginys, naudojamas skaitmeniniame įrašyme yra analoginis skaitmeninis keitiklis. Šis įrenginys fiksuoja momentinę elektrin s įtampos garso linijoje nuotrauką ir pateikia tai kaip skaičių, kuris gali būti nusiųstas į kompiuterį. Užfiksuojant įtampą tūkstančius kartų per sekundę, galima gauti labai gerą pradinio garso signalo aproksimaciją: 1.3 pav. Analoginio signalo aproksimacija skaitmeniniu signalu. 1.3 pav. kiekvienas taškas ant kreiv s atitinka vieną analoginio signalo atskaitymą reikšmę. Yra du faktoriai, kurie lemia skaitmeninio įrašymo kokybę: greitis ir formatas. Greitis, kuriuo signalai yra įrašomi, matuojamas hercais (Hz) arba atskaitymais (reikšm mis) per sekundę. Taigi skaitmeninimas yra tolydžiojo (analoginio) signalo pavertimas skaitmeniniu. Realiame gyvenime dominuoja tolydieji dydžiai, bet kompiuteris operuoja skaitmeniniais dydžiais. Tod l, kaip min ta aukščiau, prieš pateikiant tolydžiuosius dydžius į kompiuterį, jie skaitmeninami. Pvz., iš mikrofono į kompiuterį įrašomas garsas skaitmeninamas, o iš kompiuterio garsiakalbio sklinda garsas, v l paverstas tolydžiuoju. Tam yra naudojama garso plokšt, kuri yra išorinis kompiuterio įtaisas, naudojamas garsui į kompiuterį įvesti, apdoroti ir išvesti [2]. Ji prijungiama prie kompiuterio pagrindin s plokšt s ir atlieka garsų generavimo, tolydaus signalo keitimo skaitmeniniu (pvz., kai garsas į kompiuterį įrašomas iš mikrofono), skaitmeninio signalo keitimo tolydžiuoju (pvz., atgaminant garsą) funkcijas. Garso plokšt s Garso plokšt yra daugiafunkcinis įtaisas, analoginį signalą paverčiantis skaitmeniniu ir atvirkščiai, sintezuojantis įvairius garso efektus (pvz., daugiabalsiškumą, erdvinį garsą [3]), stiprinantis analoginį signalą bei keičiantis jo dažnines savybes. Garso plokštę taip pat galima naudoti telefono ryšiui per internetą. Garso plokšt dažniausiai turi stereofonines įvestis mikrofonui ir linijai prijungti, taip pat stereofonines išvestis garsiakalbiams ir išoriniam stiprintuvui prijungti. 7
Viena pirmųjų garso plokščių kūr jų buvo firma Creative Labs. Jos sugalvotas garso plokščių pavadinimas Sound Blaster labai paplito. Šios firmos plokšt s yra vienos iš geriausių tarp multimedijai skirtų garso plokščių. Taip pat paplito firmų Adlib ir Roland plokšt s. Dauguma multimedijai skirtos produkcijos yra pritaikyta šių firmų plokšt ms. Įvairių firmų plokšt s gerokai skiriasi savo funkcin mis galimyb mis, garso kokybe ir kaina. Su CD-ROM kaupikliu garso plokšt jungiama per specialų interfeisą. Įvairių firmų kaupiklių interfeisai yra nevienodi, tod l gaminamos garso plokšt s yra suderinamos su kelių firmų CD- ROM kaupiklių interfeisais. Garso įrašų formatai Formatas tai taisyklių rinkinys, failo kodavimo sistemos apibr žimas [4]. Formatai naudojami tam, kad sukurtą failą gal tų peržiūr ti ir kiti žmon s kitame kompiuteryje. Tai lyg kalb jimas viena kalba. Jei žinote failo formatą žinote, kokią programą naudoti jam peržiūr ti, redaguoti ir t.t. Jei nebūtų failų formatų, nebūtų įmanoma kaupti informaciją ir ją keistis. Failų formatų yra labai daug. Kai kurie jų naudojami tik specifin ms užduotims atlikti ir n ra plačiai paplitę, tačiau yra ir standartinių failų formatų, kuriuos naudoja daugelis programų. Garsai yra įrašomi į įvairių formatų failus. Sintezuojami garsai dažniausiai įrašomi į Microsoft firmos standartizuotus MIDI formato (*.mid) failus, o iš garso šaltinio (pvz., magnetofono) įrašomi garsai į WAVE formato (*.wav) failus. WAVE (pl tinys.wav) plačiausiai paplitęs formatas, naudojamas saugoti garso byloms Windows operacin je sistemoje. Jo pagrindą sudaro RIFF (Resource Interchange File Format) formatas. WAVE formato įrašų garso kokyb atkuriant gali būti labai aukšta. Kitas šio formato privalumas yra tas, kad jį palaiko daugelis garso atkūrimo, apdorojimo, sintezavimo bei analiz s programų WINAMP, SoriTong, Windows CD Player, CoolEdit, Spectrogram, WinSpec ir pan. Taip pat WAVE formatas nereikalauja didelių kompiuterio resursų užtenka kompiuterio, kuris tenkintų multimedijos standartą MPC-3 (Multimedia PC Level 3 Specification). Deja, šio formato garso bylos yra gana didel s apimties. Apie garso bylos apimtį galima detaliau paskaityti [4]. MPEG-1 Layer 3 (.mp3) vienas iš labiausiai paplitusių muzikinių bylų formatų, dažnai vadinamas tiesiog MP3. Ankstesn s jo versijos buvo MPEG-1 Layer 1 ir Layer 2 formatai. MP3 formatas sukurtas įrašyti ir saugoti garsams, besiskiriantiems nuo žmogaus kalbos. Įrašant bylas šiuo formatu naudojamas psichoakustinis glaudinimo modelis, kai iš melodijos pašalinami garsai, kurių žmogus negirdi. Tod l MP3 formato įrašai yra gerokai mažesn s apimties nei WAVE, bet jų 8
garso kokyb atkuriant būna prastesn. Garso kokybei didelę įtaką turi kompiuterio procesorius kuo jis l tesnis, tuo didesni gaunami garso iškraipymai. Ogg Vorbis (.ogg) yra naujas garso glaudinimo formatas. Jis yra panašus į *.mp3, bet su nemokamu, atviru algoritmu ir pinai atviru kodu. Ogg Vorbis yra populiarus, nemokamas dekoderis, kurio kodavimo kokyb geresn nei *.mp3. WMA (.wma) Windows aplinkos formatas. Tai formatas kurį sukūr ir pl tojo Microsoft. MIDI (.mid) pažodžiui verčiama kaip muzikos instrumentų skaitmenin sąsaja (Musical Instrument Digital Interface). Yra keli MIDI standarto variantai: General MIDI, General Standart ir Extended General. MIDI standartai reglamentuoja duomenų mainus tarp įvairių firmų muzikinių ir garso sintezatorių. Standartai aprašo muzikos natų ir melodijų protokolą, kuris pradžioje buvo sukurtas norint suderinti tarpusavyje skirtingus muzikinius sintezatorius. Tačiau dabar MIDI formatas plačiai naudojamas žaidimuose ir multimedijoje. MIDI bylų duomenys n ra skaitmeninis garsas tai sutrumpinta skaitmenin muzikos įrašymo forma. Šios garso bylos yra instrukcijų (komandų) rinkinys, pagal kurį sintezatorius atkuria muzikinių instrumentų garsus. Tod l MIDI bylos yra labai mažos apimties. Tipin duomenų seka reikalauja mažiau negu 10 kb vienai garso įrašo minutei. Tarp kitų MIDI formato privalumų galima pamin ti muzikos redagavimo paprastumą, galimybę nepriklausomai keisti atkūrimo tempą ir garsų toną. Ši savyb ypač svarbi tokiuose sintez s taikymuose, kaip karaoke, kurios vartotojas pats gali keisti dainos tempą ir ton MOD (.mod) muzikinis formatas, kuriuo saugomi skaitmeninio garso pavyzdžiai. Juos galima naudoti kaip šablonus individualioms natoms atkurti. Šio formato bylos prasideda garso pavyzdžių rinkiniu, po kurio eina natos ir informacija apie trukmę. Kiekviena nata atkuriama vieno iš pradžioje nurodytų šablonų pagalba. Tokia byla n ra didel ir turi struktūrą, besiremiančią natomis. Tai palengvina jos redagavimą programomis, imituojančiomis tradicinį muzikos įrašymą. Šis formatas, skirtingai nuo MIDI bylų, pilnai užduoda garsą, atkuriamą bet kuriuo kompiuteriu. IFF (.iff, Interchange File Format) formatas, pradžioje sukurtas Amiga tipo kompiuteriams. Dabar naudojamas ir kaip kompaktinių plokštelių formatas. Jo struktūra yra labai panaši į RIFF formato struktūrą. AIFF (.aiff, Audio Interchange File Format) formatas, skirtas pasikeisti muzikiniais duomenimis. Naudojamas Silicon Graphics ir Mac tipų kompiuteriuose. Šis formatas pana- šus į WAVE formatą, bet, skirtingai nuo jo, leidžia naudoti skaitmeninį garsą ir šablonus. Šio formato bylas gali atverti daugelis programų. 9
RealAudio (.ra,.ram) formatas, skirtas perduoti garsui internetu realiame laike. Jį sukūr firma RealNetworks. Atkuriamo garso kokyb geriausiu atveju yra panaši į prastos garso kaset s įrašo kokybę. Norint gauti geresnę kokybę, patartina naudoti MP3 formatą. AU (.au,.snd) garso bylų formatas, naudojamas firmos Sun darbo stotyse (.au) ir operacin je sistemoje NeXT (.snd). Plačiai naudojamas internete. Populiariausios garso apdorojimo programos Garso apdorojimo programin įranga yra labai svarbi daugelyje taikymų: kalbos ir kitų signalų analiz je, daugialypių terpių (multimedija) programų kūrime, muzikinių įrašų kūrime bei apdorojime ir pan. Yra daug komercinių programų garso apdorojimui bei redagavimui, pvz., Easy Audio Editor Tai kelių programų paketas, su kuriuo galima sukurti savo mažą garso studiją. Dexster Tai profesionalus garso apdorojimo redaktorius, dirbantis su įvairiais populiariais garso įrašo formatais, paprastas naudoti, turi įvairių efektų įrankius. AVS Audio Editor Tai garso apdorojimo redaktorius, skirtas ne tik profesionalui, bet ir m g jui. 10
Cool Edit Pro 2.1 Cool Edit Pro yra komercin programa, kurios naujosios versijos dabar vadinamos Adobe Audition. Tai populiariausia garso apdorojimo ir redagavimo programa. Tačiau vis populiar ja atvirosios garso apdorojimo programos, kurios taip pat turi daugumą reikalingų savybių ir galimybių, bet yra nemokamos ir pasižymi visomis atvirojo kodo programin s įrangos savyb mis. Atvirasis kodas (www.opensource.org.) reiškia ne tik galimybę gauti programin s įrangos kodą, bet pagal jo ideologiją sukurta programin įranga gali būti keičiama, lokalizuojama, be apribojimų pritaikoma vartotojo tikslams, toliau laisvai platinama nemokamai arba už pinigus. Yra nemažai atvirųjų garso redagavimo ir tvarkymo programų: Ardour (http://www.ardour.org/) Audacity (http://audacity.sourceforge.net/) CD-DA X-Tractor (http://xtractor.sourceforge.net/) CDex (http://cdexos.sourceforge.net/) Grip audio ripper (http://nostatic.org/grip/) MusE (http://muse-sequencer.org/) Rosegarden (http://www.rosegardenmusic.com/) Streamripper (http://streamripper.sourceforge.net/) Aldrin Modular Sequencer (http://trac.zeitherrschaft.org/aldrin/) Hydrogen (http://www.hydrogen-music.org/) LMMS (http://lmms.sourceforge.net/) ReZound (http://rezound.sourceforge.net/) Wired (http://wired.epitech.net/) ZynAddSubFX (http://zynaddsubfx.sourceforge.net/) amsynth (http://amsynthe.sourceforge.net/) SpiralSynthModular (http://www.pawfal.org/software/ssm/) QSynth (http://qsynth.sourceforge.net/) qjackctl (http://qjackctl.sourceforge.net/) Buzztard (http://www.buzztard.org/) 11
Šios visos programos skiriasi savo galimyb mis bei garso redagavimo funkcijomis. Vienas yra paprasta, kitas gana sud tinga naudoti. Šiame darbe nagrin jama Audacity programa. Ji yra plačiai naudojama, be to, savo grafine sąsaja bei garso redagavimo funkcijomis yra panaši į populiariausią komercinę garso apdorojimo programą Cool Edit - Pro (dabar vadinamą Adobe Audition) programą. II. Atviroji garso apdorojimo programa Audacity 2.1. Bendra Audacity programos apžvalga Audacity yra atviroji programa, kuria galima įrašyti bei redaguoti garsą, skirta tokioms operacin ms sistemoms kaip Windows(nuo versijos 98 iki XP), Mac OS X, Unix, Linux. 2.1 pav. Programos Audacity langas Windows operacin je sistemoje. 12
. 2.2 pav. Programos Audacity langas turint Mac OS X operacinę sistemą. 2.3 pav. Programos Audacity langas turint Linux operacinę sistemą. Kaip matome, skirtingoms operacin ms sistemoms sąsaja beveik nesiskiria. Šią programą galima naudoti: garso įrašymui; įrašų konvertavimui į skaitmenininį pavidalą; garso failo redagavimui formate Ogg Vorbis, MP3 ir WAVE; garso failų karpymui, kopijavimui, įklijavimui; įrašo garso greičio bei pagrindinio tono formatavimui; 13
Programa Audacity yra nemokama programin įranga, visą laiką savanorių atnaujinama ir platinama su GNU General Public License (GPL) licenciją, t.y. visuotiną viešąją licenciją, jei norima gauti programos kodą. Jei programa reikalinga tik darbui (nenorima jos keisti), nereikia ir licencijos. Programos Audacity versijos Programa Audacity 1.2 3 buvo sukurta ir išleista 2004 metais. Bet 2005 metais iš jo dvi pagerintos programos versijos Audacity 1.2.4 ir 1.3.0. Audacity 1.2.4 yra visiems vartotojams skirta nauja stabili programos versija. Tačiau 2006 metai iš jo dar labiau pagerinta programos versija Audacity 1.2.6. Joje atsirado keletas naujovių ir pakitimų. Audacity 1.3.0 yra kol kas dar nebaigta versija. Joje yra daug naujų funkcijų. Ji daugiau skirta patyrusiems šioje srityje vartotojams. Šiame darbe bus nagrin jama bei atlikin jami eksperimentiniai darbai su programos Audacity 1.2.6 versija. Audacity unikalios savyb s Yra leistinas neribotas garso failo takelių skaičius bei kiekvieno garso failo takelio ilgis, žinoma, atsižvelgiant į kompiuterio kietojo disko talpą. Galima importuoti tokius failus kaip WAV, AIFF, Next/AU, MP3, ir Ogg Vorbis. Galima atidaryti bet kokius nesuglaudintus failus, automatiškai pateikiamas formatas (naudojant savybę Import Raw Data...). Ši programa turi standartinių garso efektų įvairovę. Be to, leidžia naudoti papildiniuose (plug-in) suprogramuotus garso efektus. Papildinys yra kompiuterin programa, kuria galima atidaryti bei redaguoti specifinio tipo failus, pvz., įvairius multimedijos failus - garso, muzikos ir t.t. Programa turi paprogrames priedus, parašytus Nyquist programavimo kalba. Tai yra aukšto lygio programavimo kalba, skirta specialiai darbui su garsu. Galima įkelti garso failą, matyti jo vaizdą ir keisti garso bangos savybes pele. Spektrin s savyb s leidžia pamatyti pažym to garso signalo dalies spektrą. Galimi pagrindinio tono ir tempo keitimo efektai. 14
Audacity failų formatas Audacity projektai yra saugomi kaip AUP failai. Darbo pagreitinimui Audacity programa garso failą sukarpo į kelias dalis ir išsaugo bendrame kataloge kaip projektą. Pvz., jei failą pavadiname vardu pirmas, tai programa sukurs projekto failą, kuris vadinsis pirmas.aup, ir jame bus laikoma pagrindin informacija apie projektą bei bus sukurtas atskiras katalogas pirmas_data, kuriame bus garso failai. Šio failo nebus galima atidaryti su kitais garso redaktoriais. Tod l baigiant projektą, norint dirbti dar su kitais redaktoriais ar programomis, svarbu failą eksportuoti (apie tai rašoma žemiau). Pagrindin s naudojimo savyb s Kaip jau min jome, ši programa redaguoja garso failus. Aptarsime pagrindines jos savybes. Įrašymas Su programa Audacity galima įrašyti garsą tiesiai iš mikrofono arba padaryti skaitmenines kopijas iš magnetefono kasečių, magnetofono plokštelių ir minidiskų. Įrašoma iki 16 takelių iš karto, bet tam yra reikalinga tam tikra papildoma įranga. Importavimas ir eksportavimas Į Audacity programą galima importuoti garsinius failus, juos redaguoti arba jungti su naujai įrašytais garso failais, kurių formatas yra WAVE, AIFF, AU bei Ogg Vorbis failai. Yra galimyb importuoti MPEG formato garso failus (įskaitant MP2 ir MP3) iš garso failo dekoderio. Galima eksportuoti MP3 failus naudojant biblioteką LAME. Įrašant failą į kompaktinę plokštelę yra galimyb pasirinkti failo formatą, pvz., WAVE arba kitą. Vienas trūkumas, kad ši programa nedirba su WMA, AAC formato failais bei kitų formatų apsaugotais failais. Redagavimas Yra paprastai naudojamos kopijavimo, įrašymo, kirpimo funkcijos. Komandą atgal (back) galima naudoti kiek norima kartų. Be to, yra galimyb naudoti piešimo funkciją įvairių pakeitimų vizualizavimui. Vienu metu galima redaguoti daug garso failų. 15
Efektai Programa Audacity leidžia keisti garso failo tonaciją, nekeičiant tempo ir atvirkščiai keisti tempą nekeičiant tonacijos. Yra galimyb šalinti garso trūkumus, norint gauti švarų betriukšmį garsą. Yra garso failo stiprinimo efektai. Garso kokyb Galima įrašyti ir redaguoti 16, 32, 64 bitų garso failus. Be to, galima įrašyti garsą diskretizavimo dažniu iki 96 KHz. Naudojant kokią nors Audacity funkciją, iškviečiamas vedlys, kuris nuosekliai žingsnis po žingsnio aiškina, ką reikia daryti. Žemiau pateikiami pavyzdžiai langelių, kurie atsidaro, atitinkamai pasirinkus triukšmo šalinimo (2.4 pav.), pagrindinio tono keitimo nekeičiant tempo (2.5 pav.), tempo keitimo nekeičiant pagrindinio tono (2.6 pav.) ir įrašymo iš mikrofono (2.7 pav.) procedūras. 2.4 pav. Triukšmo šalinimo procedūros langas. 16
2.5 pav. Programos Audacity garso pagrindinio tono keitimo nekeičiant tempo procedūros langas. 2.6 pav. Programos Audacity langas naudojant tempo keitimo efektą. 17
2.7 pav. Programos Audacity langas įrašant garsą su mikrofonu. 2.2. Audacity meniu savyb s 2.2.1. File komandos 2.8 pav. File komandos. 18
Naujas (New) Sukuria naują tuščią projekto langą. 2.9 pav. Tuščias Audacity programos langas. Atidaryti (Open) Pasirinkus atsidaro langas, kuriame galime pasirinkti reikalingą failą. 2.30 pav. Failo pasirinkimo langas. Uždaryti (Close) Uždaro projekto langą, su kuriuo dabar buvo dirbta. Įrašyti Projektą (Save Project) Išsaugo projektą. 19
2.31 pav. Projekto įrašymo langas. Įrašyti Projektą kaip... (Save Project As...) Išsaugo projektą norimu vardu ir formatu. 2.32 pav. Projekto įrašymo langas norimu vardu. Paskutiniai Failai... (Recent Files...) Pateikia sąrašą vardų garso failų, kurie buvo atidaryti su programa Audacity. Taigi spustel jus pele ant to vardo, galima greitai atidaryti tą garso failą. 2.33 pav. Paskutinių garso failų sąrašas. 20
Eksportas kaip WAVE formato failas... (Export As Wav...) Eksportuoja duotą Audacity projektą kaip standartinį garso failą WAVE formatu. Eksportas pažym tos garso signalo dalies kaip WAVE formato failas... (Export Selection As Wav...) Eksportuoja tik pažym tą garso signalo dalį. Tai yra patogu norint tur ti vieno garso signalo dalį kaip atskirą garso failą. 2.34 pav. Pažym ta garso signalo dalis prieš pasirenkant komandą Export Selection As Wav. 2.35 pav. Pažym to garso signalo įrašymo dalies langas. Eksportas kaip MP3 formato failas... (Export As MP3...) Eksportuoja duotą Audacity garso signalo failą kaip MP3 formato failą. Eksportas pažym tos garso signalo dalies kaip MP3 formato failas... (Export Selection As MP3...) Eksportuoja tik pažym tą garso signalo dalį kaip MP3 formato failą. 21
Eksportas kaip Ogg Vorbis formato failas... (Export As Ogg Vorbis...) Eksportuoja duotą Audacity projektą kaip Ogg Vorbis formato failą. Eksportas pažym tos garso signalo dalies kaip Ogg Vorbis formato failas... (Export Selection As Ogg Vorbis...) Eksportuoja pažym tą garso signalo dalį kaip Ogg Vorbis formato failą. Žymių eksportas... (Export Labels...) 2.36 pav. Žym s takelio vaizdas. Jeigu mūsų projekte yra žym s takelis (t.y. vieta kur galima rašyti komentarus, pasiaiškinimus ir t.t.), tai ši komanda eksportuoja žymes į tekstinį failą. 2.37 pav. Žym s eksportavimo langas. Sud tinis eksportas... (Export Multiple...) Jeigu garso failas turi daugiau negu vieną garso takelį arba žym s takelį, tai ši komanda suskaido šį projektą į atskirus failus vienu žingsniu. 22
2.38 pav. Sud tinio eksporto langas. Puslapio nustatymai... (Page Setup ) Nustato garso signalo spausdinimo parametrus. Be to yra spausdintuvo nuostatų pasirinkimo galimyb. Spausdinimas... (Print ) Spausdina pagrindinį Audacity programos langą, kur yra garso signalo vaizdas. Baigti darbą (Exit) Uždaro visą Audacity projektą. Jei reikia tai ir išsaugo. 2.2.2 Edit komandos 2.39 pav. Edit komandos. 23
Atšaukti (Undo) Ši komanda atšaukia paskutinį redagavimo veiksmą taikytą garso signalui. Grąžinti (Redo) Grąžina paskutinį atliktą redagavimo veiksmą, taikytą garso signalui. Bet jeigu buvo pasirinkta kita redagavimo operacija, tai negalima bus grąžinti šio atlikto redagavimo veiksmo duotam garso signalui (Can t Redo). Iškirpti (Cut) kairę. Iškerpa pažym tą garso signalo dalį ir patalpina į iškarpinę bei perstumia garso takelį į 2.40 pav. Pažym ta garso signalo dalis prieš pasirenkant komandą Cut. 2.41 pav. Perstumtas garso signalas po komandos Cut atlikimo. Kopijavimas (Copy) Kopijuoja pažym tą garso signalo dalį į iškarpinę. 24
2.42 pav. Pažym ta garso signalo dalis prieš pasirenkant komandą Copy. 2.43 pav. Nepakitęs garso signalas po komandos Copy atlikimo. Įklijuoti (Paste) Kai pasirinkama Paste ir žymeklis padedamas garso signalo viduje, nukopijuota garso signalo dalis įklijuojama toje vietoje, o toliau einanti garso signalo dalis yra perstumiama į dešinę, kad padarytų vietos naujam garso signalo fragmentui. 2.44 pav. Pažym ta garso signalo dalis prieš pasirenkant komandą Paste. 2.45 pav. Garso signalas po komandos Paste atlikimo. 25
Apkirpti (Trim) Pašalina visą garso signalą, išskyrus pažym tą dalį. 2.46 pav. Pažym tas garso signalas prieš pasirenkant komandą Trim. 2.47 pav. Likęs garso signalas po komandos Trim atlikimo. Pašalinti (Delete) Programa pašalina pažym tą garso signalo dalį (be patalpinimo į iškarpinę) ir perstumia šį garso signalą į kairę. 2.48 pav. Pažym ta garso signalo dalis prieš pasirenkant komandą Delete. 2.49 pav. Likęs garso signalas po komandos Delete atlikimo. 26
Tyla (Silence) Pažym tą garso signalo dalį padaro kaip tylą. 2.50 pav. Pažym ta garso signalo dalis prieš pasirenkant komandą Silence. Skaidyti (Split) 2.51 pav. Likęs garso signalas po komandos Silence atlikimo. Perkelia pažym tą garso signalo dalį atitinkamai žemiau į kitą garso signalo takelį. 2.52 pav. Pažym ta garso signalo dalis prieš pasirenkant komandą Split. 2.53 pav. Likęs ir atsiradęs garso signalas po komandos Split atlikimo. 27
Dubliuoti (Duplicate) Sudaro naują garso signalą, turintį pažym tą duoto garso signalo fragmentą. 2.54 pav. Pažym ta garso signalo dalis prieš pasirenkant komandą Duplicate. 2.55 pav. Likęs ir atsiradęs garso signalas po komandos Duplicate atlikimo. Pažym ti... (Select ) Pažymi duotą garso signalo dalį. Gali būti trys pažym jimo būdai. Pirmas yra viso garso signalo pažym jimas (Select...>All). Antras būdas - garso signalo pažym jimas iki žymeklio pad ties garso signale (Select...>Start to Cursor). Ir paskutinis būdas tai pažym jimas nuo žymeklio pad ties garso signale iki duoto garso signalo galo (Select...>Cursor to End). Rasti signalo per jimus per nulį (Find Zero Crossings Z ) Pažym tai garso signalo daliai randamos vietos, kur signalas kerta x-ų ašį. Modifikuoja Pažym tos srities galai modifikuojami taip, kad signalas prasid tų ir pasibaigtų teigiamu nuolydžiu (kad išvestin būtų teigiama). 28
Išsaugoti pažym tą sritį (Selection Save) Ši komanda išsaugo pažym tą sritį, kad paskui pasirinkus komandą Selection Restore, galima būtų atstatyti tą anksčiau pažym tą sritį. Perkelti Kursorių...(Move Cursor) Perkelia t.y. tiksliai pastato žymeklį garso signalo pradžioje (Move Cursor...>to Track Start) arbo garso signalo pabaigoje (Move Cursor...>to Track End). Be to, yra pasirinkimo galimyb pastatyti žymeklį tiksliai pažym tos srities pradžioje (Move Cursor...>to Selection Start) arba pažym tos srities pabaigoje (Move Cursor...>to Selection End). Įjungti...(Snap-To ) Ši komanda (Snap-To...>Snap On) pertvarko garso signalo pažym tą sritį šiek tiek t.y. perkelia taip, kad pažym tos srities galai būtų sveiki skaičiai. Pvz., jeigu pažym ta sritis yra nuo 5.3s iki 10.7s, tai po komandos įvykdymo pažym ta sritis bus nuo 5.0s iki 11.0s. Norint išjungti šį tvarkymo režimą reikia pasirinkti komandą Snap-To...>Snap Off. Nustatymai... (Preferences ) Galima pasirinkti garso signalo pateikimo galimybes. Be to, galimi įvairus nustatymai garso failo formatui, spektrogramų vaizdui, programos Audacity pagrindinio lango vaizdui, klaviatūros klavišų kombinacijai. 2.56 pav. Nustatymų langas. 29
2.2.3 View komandos 2.57 pav. View komandos. Didinti (Zoom In) Padidina garso signalo vaizdą horizontalios ašies atžvilgiu. 2.58 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Zoom In. 2.59 pav. Padidintas garso signalo vaizdas po komandos Zoom In. 30
Didinti vidutiniškai (Zoom Normal) Padidina garso signalo vaizdą iki vaizdo, kuris parodo 1 colį (inch) per sekundę. 2.60 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Zoom Normal. 2.61 pav. Padidintas garso signalo vaizdas po komandos Zoom Normal. Mažinti (Zoom Out) Mažina garso signalo vaizdą horizontalios ašies atžvilgiu. 2.62 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Zoom Out. 2.63 pav. Sumažintas garso signalo vaizdas po komandos Zoom Out. 31
Priderinti Langui (Fit in Window) Sumažina garso signalo vaizdą horizontaliai iki tokio dydžio, kad visas tilptų ekrano lange. 2.64 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Fit in Window. 2.65 pav. Garso signalas po komandos Fit in Window. 32
Priderinti Vertikaliai (Fit in Vertically) 2.66 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Fit Vertically. 2.67 pav. Garso signalas po komandos Fit Vertically. 33
Didinti pažym tą sritį (Zoom to Selection) Didina pažym tą garso signalo sritį į visą ekraną. 2.68 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Zoom to Selection. 2.69 pav. Garso signalas po komandos Zoom to Selection. Nustatyti pažym tos srities formatą (Set Selection Format) Ši komanda iš duoto sąrašo pasirenka kokiu formatu apatin je programos lango dalyje norima matyti pažym tos garso signalo srities laiko ribas. Be to jeigu jokio pažym jimo n ra, tai vis tiek pasirinktu rodymo formatu apatin je programos lango dalyje yra rodoma žymeklio pad tis duoto garso failo laiko atžvilgiu. 2.70 pav. Pažym tos srities formato pasirinkimo galimi rodymo būdai. 34
2.71 pav. Garso failo pažym tos srities ribos laikas. Praeitis...(History...) Ši komanda iškviečia praeities langą, kuris parodo šiai programos vykdymo sesijai atliktus veiksmus. Taip pat yra pateikiama informacija apie kiekvieno veiksmo užimamos vietos dydį kompiuterio kietajame diske. 2.72 pav. Praeities langas. Iškelti...(Float...) Ši komanda iškelia kai kurias priemonių, įrankių, redagavimo, matavimo juostas. 2.73 pav. Audacity programos langas prieš pasirenkant komandą Float Control Toolbar. 35
2.74 pav. Audacity programos langas po komandos Float Control Toolbar. 2.2.4 Generate komandos 2.75 pav. Generate komandos. Jeigu yra pasirenkama bet kokia komanda iš Generate meniu ir n ra įkelto jokio garso failo, tai yra sukuriamas 30 sekundžių garso failas pagal pasirinktą komandą. Tyla... (Silence...) garso signalą. Į duotą garso signalą, kur yra žymeklis, įkelia 30 sekundžių arba norimai ilgesnį tylos 2.76 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Silence. 36
2.77 pav. Komandą Silence langas. 2.78 pav. Garso signalas po komandos Silence. Tonas...(Tone...) Į garso signalą, kur yra žymeklis, įkelia norimo ilgio ir dažnio kelių formų garso bangas (Sine, Square, Sawtooth). 2.79 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Tone. 2.80 pav. Komandos Tone langas. 37
2.81 pav. Garso signalas po komandos Tone. Baltas triukšmas...(white noise...) Į garso signalą, kur yra žymeklis, įkelia norimo ilgio balto triukšmo signalą. Spragtel jimo garsas...(click Track...) Į garso signalą, kur yra žymeklis, įkelia norimo ilgio ir dažnio spragtel jimo garsą. 2.82 pav. Spragtel jimo garso komandos langas. Pl šimo garsas...(pluck...) Į garso signalą, kur yra žymeklis, įkelia norimo pagrindinio tono pl šimo garsą. 38
2.2.5 Effect komandos 2.83 pav. Effect komandos. Pakartoti paskutinį efektą (Repeat Last Effect) Kartoja paskutinį redagavimo efektą pritaikytą duotam garso signalui. Svarbu pabr žti, kad Effect komandas negalima taikyti garso failui, o tik pažym tai garso failo daliai arba pažym tam visam garso failui. Stiprinti...(Amplify...) Keičia garso signalo pažym tos dalies garso stiprumą. Tačiau ši komanda mažina garso failo pažym tos dalies garso stiprumą. Jeigu užd ta varnel žymimame langelyje Allow clipping, tai ši komanda didina garso failo pažym tos dalies garso stiprumą. 39
2.84 pav. Komandos Amplify langas. Žemų dažnių stiprinimas...(bass Boost...) Sustiprina žemą dažnį pažym toje garso signalo dalyje. 2.85 pav. Komandos Bass Boost langas. Keisti pagrindinį toną... (Change Pitch...) Pažym tai garso signalo daliai, pakeičia pagrindinį toną, dažnį, nekeičiant šios pažym tos garso signalo dalies tempo. 2.86 pav. Komandos Change Pitch langas. 40
Keisti greitį... (Change Speed...) Pažym toje garso signalo dalyje pakeičia garso greitį, taip pat keičiant pagrindinį toną šioje pažym toje dalyje. 2.87 pav. Komandos Change Speed langas. Keisti tempą... (Change Tempo...) Pažym tai garso signalo daliai pakeičia tempą, nekeičiant šios pažym tos garso signalo dalies pagrindinio tono. 2.88 pav. Komandos Change Tempo langas. Spragtel jimo pašalinimas...(click Removal...) Pažym toje garso signalo dalyje pašalina erzinančius garso spragtel jimus. 41
2.89 pav. Komandos Click Removal langas. Kompresorius... (Compressor...) Pažym tos garso signalo dalies dinaminio garso sritį suspaudžia taip, kad garsios dalys atrodo labiau panašios į tylesnių dalių garsumą. 2.90 pav. Komandos Compressor langas. Aidas... (Echo...) Pažym tai garso signalo daliai prideda aido efektą, sudaryta iš pažym tos garso signalo dalies nuslopintų atgarsių. 42
2.91 pav. Komandos Echo langas. Sulyginimas... (Equalization...) kreiv s pad tį. Sumažina arba padidina pažym tos garso signalo dalies pasirinktus dažnius keičiant 2.92 pav. Komandos Equalization langas. Pamažu stiprinti garsą... (Fade In...) Pamažu tiesiškai stiprina pažym tos garso signalo dalies garsą. 2.93 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Fade In. 43
2.94 pav. Garso signalas po komandos Fade In. Pamažu mažinti garsą...(fade Out...) Pamažu tiesiškai mažina pažym tos garso signalo dalies garsą. 2.95 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Fade Out. 2.96 pav. Garso signalas po komandos Fade Out. FFT Filtras... (FFT Filter...) Panašus į komandą Equalization. Sumažina arba padidina pažym tos garso signalo dalies dažnius keičiant pad tį kreiv je. 2.97 pav. Komandos FFT Filter langas. 44
Invertuoti... (Invert...) atvirkščia. Ši komanda apverčia pažym tos garso signalo dalies bangą vertikaliai, padarant ją Triukšmo pašalinimas...(noise Removal...) Pašalina pažym tos garso signalo dalies triukšmo garsą. 2.98 pav. Komandos Noise Removal langas. Normalizuoti... (Normalize...) Pažym tai garso signalo daliai pakoreguoja nuolatin s srov s šaką. 2.99 pav. Komandos Normalize langas. Nyquist programavimas...(nyquist Prompt...) Reikiamos transformacijos užrašomos programavimo kalba Nyquist. 45
2.100 pav. Komandos Nyquist Prompt langas. Išd styti tarpsniais... (Phaser...) Pažym toje garso signalo dalyje transformuotus garso signalus jungia su originaliais garso signalais. Tam, kad gautume transformuotus garso signalus, yra naudojamas žemo dažnio osciliatorius. 2.101 pav. Komandos Phaser langas. Kartoti...(Repeat...) Tam tikrą skaičių kartoja pažym tą garso signalo dalį per tam tikrą laiką. 2.102 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Repeat. 46
2.103 pav. Komandos Repeat langas. 2.104 pav. Garso signalas po komandos Repeat. Apversti... (Reverse...) Pažym tą garso signalo dalį apverčia taip, kad pažym tos srities pradžioje bus galinis pradin s pažym tos srities garsas, o gale pradinis pradin s pažym tos srities garsas. 2.105 pav. Garso signalas prieš pasirenkant komandą Reverse. 2.106 pav. Garso signalas po komandos Reverse. 47
Filtras Wahwah...(Wahwah...) Pažym tai garso signalo daliai naudoja specialų filtrą, kuris generuoja garsą. 2.107 pav. Komandos Wahwah langas. Žemiau pateiktos kitos Effect komandos yra programos, parašytos įvairiomis programavimo kalbomis (VST, Nyquist plug-ins). 2.108 pav. Kitų Effect komandų langas. 2.2.6 Analyze komandos 2.109 pav. Analyze komandos. Nubr žti spektrą...(plot Spectrum...) Parodo pažym tos garso signalo srities spektrą. Pasirinkus šią komandą atsidaro langas, kuriame yra parodytas pažym tos dalies spektras. Tai yra garso energijos spektras, kuris buvo 48
apskaičiuotas Greita Furj transformacija. Grafikas parodo, kiek energijos yra kiekviename dažnyje. Judinant pelę po grafiką, lango apačioje yra rodomas artimiausias dažnis. 2.110 pav. Spektro langas. 2.2.7 Help komandos 2.111 pav. Help komandos. Turinys... (Content...) Ši komanda parodo žinyno Help turinį. 2.112 pav. Komandos Content langas. 49
Apie programą Audacity... (About Audacity...) Ši komanda parodo langą, kuriame galima perskaityti trumpą programos Audacity aprašymą bei yra pateiktas autorių sąrašas. 2.2.8 Įrašymas Su programa Audacity galima įrašyti garsą tiesiai iš mikrofono. Be to, prijungus muzikinį sintezatorių prie kompiuterio, grojant sintezatoriumi, galima įrašyti muziką. Prieš įrašant svarbu patikrinti, ar mikrofonas arba sintezatorius yra gerai prijungti prie kompiuterio. Įrašymo įrankiai yra tiesiai po meniu komandų, vienoje juostoje. Norint prad ti garso įrašymą, reikia spustel ti mygtuką. Pauzei padaryti yra skirtas mygtukas. Įrašymui sustabdyti reikia paspausti mygtuką. Šioje juostoje yra dar du mygtukai: ir, kurie yra skirti žymeklio pernešimui į įrašo pradžią arba galą. 2.2.9 Valdymo įrankių juostos mygtukai 2.113 pav. Įrankių juostos mygtukai. Pažym jimo (Selection) įrankis Tai svarbus įrankis, kuriuo galima pažym ti reikalingą garso signalo fragmentą. Reikia tiesiog spustel ti ant garso signalo ir laikant pel s žymeklį traukti kiek reikia. Jeigu yra keli garso takeliai, tai kiekviename takelyje galima pažym ti atitinkamus fragmentus. Spustel jus mygtuką groti, bus veikiama tik pažym ta dalis, t.y. bus girdimas tik tas pažym tas fragmentas. Laikant nuspaustą SHIFT mygtuką, galima pažym tą vietą pratęsti toliau. Apgaubimo (Envelope) įrankis Šis įrankis skirtas garso signalo amplitud s keitimui. Kai mygtukas pasirinktas, tai garso signalo vaizdas yra platus. Bet mes galime jį ir sumažinti. Reikia tiesiog pasirinkti tą mygtuką ir laikant nuspaustą ant takelyje atsiradusio taško, tempti į kurią norime pusę. Be to, kai pirmą kartą su šiuo 50
įrankiu spustel sime ant garso signalo vaizdo, atsiranda kontroliniai taškai garso signalo pradžioje ir pabaigoje. Norint pernešti kontrolinį tašką į kitą vietą, užtenka spustel ti ant jo ir laikant nunešti ir pad ti į norimą vietą. Galima ir prid ti kontrolinių taškų. Tam reikia tiesiog spustel ti bet kurioje garso signalo vietoje. O norint pašalinti kontrolinį tašką, reikia ant jo spustel ti ir laikant nuspaustą pel s mygtuką vilkti į viršų, kol tas taškas dings, ir tik tada paleisti pel s mygtuką. Laiko pastūmimo (Time Schift) įrankis Šis įrankis keičia garso signalo takelių pad tį, atsižvelgiant į laiką. Tiesiog kai pasirinktas šis mygtukas, paspaudus ant takelio ir laikant, galima takelio vaizdą pernešti į dešinę arba į kairę. Vaizdo mastelio (Zoom) įrankis Su šiuo įrankiu galima padidinti arba sumažinti garso signalo dalį. Kad padidintume vaizdą, užtenka spustel ti pelę norimoje signalo dalyje. Norint sumažinti, reikia spustel ti dešiniu pel s klavišu (arba kombinacija Shift + kairysis pel s klavišas). Be to, norint pamatyti kokį nors fragmentą dar detaliau, užtenka laikant nuspaustą kairįjį pel s klavišą pažym ti tą signalo vietą ir paleisti. Tada pamatysime tą signalo dalį labiau padidintą. Tempimo įrankis Šio įrankio galimyb s leidžia vartotojui tempti į įvairias puses garso signalo vaizdą. Tai yra ypač naudinga šalinant mažus garso trūkumus, pvz., pykštel jimus arba spragtel jimus (trakštel jimus). Tačiau labai svarbu prieš tai garso signalą labai padidinti, kad matytųsi bangos. Norint sulyginti garso vaizdo plotį - ALT + spragtel jimas pele. 2.2.10 Išvesties ir įvesties reguliavimo slanki juosta Šie du reguliatoriai padeda kontroliuoti garso įrašin jimo nustatymus atsižvelgiant į garso plokštę kompiuteryje. 51
2.2.11 Redagavimo įrankių juostos mygtukai 2.114 pav. Įrankių juostos mygtukai. Visi šie mygtukai yra Meniu juostos komandų Edit ir View komandų trumpiniai. Visos šios komandos yra aprašytos šio darbo 2.2 punkte. Iškirpti Kopijuoti Įklijuoti Apkirpti Tyla Atšaukti Grąžinti Didinti garso signalo vaizdą Mažinti garso signalo vaizdą Didinti pažym tą garso signalo vaizdo dalį Priderinti langui garso signalo vaizdą 52
2.2.12 Garso signalo takelio įrankių juostos mygtukai 2.115 pav. Įrankių juostos mygtukai. Garso signalo takelio pašalinimo mygtukas Pašalina garso signalo takelį. Garso signalo takelio išskleidžiamas meniu Paspaudus juodą trikampiuką šalia garso signalo pavadinimo, pasirodys išskleidžiamas meniu: Garso signalo takelio vardo redagavimas. Perkelti garso signalo takelį į viršų arba į apačią. Garso signalo vaizdas. Garso signalo vaizdas (db). Garso signalo spektras. Garso signalo pagrindinis tonas. Garso signalą išgirstame tolygiai pasiskirsčiusį per dvi kolon les - per kairiąją arba per dešiniąją kolon lę. Sujungia garso signalo takelius į vientisą garso signalą. Perskiria garso signalo takelius į atskirus Garso signalo takelio formatas (galima keisti). Rodo garso signalo takelio dažnį (galima keisti). 53
2.3. Papildomos garso redagavimo galimyb s 1. MP3 failo dalijimas į du atskirus failus: a) pirmiausia reikia atidaryti MP3 formato failą; b) išrinkti tą dalį, kurią norime matyti kaip pirmą failą; c) tada iš Meniu File parinkti Export Selection as MP3...; d) ta dalis, kuri liko, įrašoma į atskirą MP3 formato failą. 2. Muzikinio fono maišymas su garso failu: a) pirmiausia reikia atidaryti tą failą, kuris bus muzikinis fonas; b) tada parinkti Import Audio... ir atidaryti kitą failą (pvz., savo įrašytą balsą). c) paspausti Play mygtuką ir automatiškai įvyks tų dviejų failų sujungimas. d) paskutinis veiksmas - sujungto failo įrašymas VAW arba MP3 formatu. 2.4. Eksperimentai su Audacity 2.4.1. Dialogo su kompiuteriu eksperimentai. Audacity programa buvo naudojama įrašyti kalbą (sakinius), kurie v liau buvo naudojami dialogo su kompiuteriu eksperimentuose. Eksperimentams atlikti kompiuteryje buvo įdiegta Matematikos ir informatikos institute sukurta programa Atpažinimas. Ši programa atpažįsta jai balsu pateiktą klausimą ir balsu atsako į jį. Atsakymai buvo įrašyti su Audacity. Eksperimentuose į mikrofoną ištartas sakinio (toliau vadinsime ištarimo) įvedimas į kompiuterį pradedamas tarpo mygtuko paspaudimu. Ištarimo įrašas trunka programos pasirinktyse nustatytą laiką ir sustabdomas automatiškai. Kiekvienam su šia programa sprendžiamam uždaviniui paprastai sukuriama tam uždaviniui skirta sesija. Kiekvienai sesijai sukuriamas savo žodynas (etalonų rinkinys), kurį galima redaguoti įtraukti naujus žodžius ar pašalinti esančius. Etalonas sukuriamas įvedant į kompiuterį ištarimą ir paskelbiant jį etalonu. Etalonui priskyrę veiksmą (kuris įvykdomas kaip atsakas į atpažintą etaloną), gauname komandą ištarimo etaloną, į kurį bus atsakyta tam tikru veiksmu. Šiam eksperimente taip pat buvo sukurti žemiau lentel je pateiktų klausimų etalonai. Kurdami etalonus su kiekvienu klausimu susiejome garso failą, įrašytą su programa Audacity kaip *.wav failą, kuriame buvo atsakymas į šį klausimą. Paleidus Atpažinimo programą ir pasirinkus sesiją su įrašytais klausimų etalonais, tariant klausimą per mikrofoną, ausin se pasigirsta atsakymas į pateiktą klausimą. 54
2.116 pav. Atpažinimo rezultato pavyzdys (atsakymas įrašytas su Audacity) 2.117 pav. Atpažinimo rezultato pavyzdys (atsakymai įrašyti su Adobe Audition). Ekperimentas parod, kad Audacity galima naudoti atsakymų generavimui dialoge, nes garso kokyb atsakyme nesiskiria nuo garso kokyb s, generuojant atsakymus su Adobe Audition. 55
2.4.2. Žodžių atpažinimo eksperimentai. Naudojant Audacity programą, buvo įrašyti, ištariant į mikrofoną, 111 žodžių, kurie pateikti 1 lentel je. 1 lentel. Eksperimente naudotų žodžių sąrašas žodis Atp. Rez. žodis Atp. Rez. 1. akis + 57. nebūti - 2. antras + 58. niekas + 3. asmuo + 59. nor ti + 4. aštuoni + 60. nors + 5. atlikti + 61. nelis + 6. atvejis + 62. nustatyti + 7. aukštas + 63. pabaiga + 8. bankas + 64. pagal + 9. bendras + 65. pasakyti + 10. būdas + 66. pasaulis + 11. būti + 67. penki + 12. dabar + 68. pradžia + 13. dalis + 69. priemon + 14. darbas + 70. prieš - 15. dažnai + 71. priimti + 16. devyni + 72. procesas - 17. didelis + 73. ranka + 18. diena - 74. rašyti - 19. dirbti - 75. reik ti + 20. du + 76. respublika + 21. eiti + 77. sakyti + 22. forma + 78. sąlyga + 23. gal ti + 79. savas + 24. gauti + 80. septyni + 25. geras + 81. sistema + 26. geras + 82. skirti + 27. gyventi + 83. straipsnis + 28. grup + 84. sudaryti + 29. įmon + 85. svarbus + 30. įstaiga + 86. šalis + 31. įstatymas + 87. šeši + 32. įvairus + 88. tačiau + 33. jeigu + 89. tada + 34. kaip + 90. taip + 35. kalba + 91. teis + 36. kalb ti + 92. teismas + 37. kaltas + 93. tyrimas + 38. keturi + 94. tod l + 39. kiek + 95. trys + 40. kitas + 96. tur ti + 41. kultūra + 97. ūkis + 42. kuris + 98. vaikas + 43. labai + 99. valstyb + 44. laikas + 100. valstybinis + 45. Lietuva + 101. vanduo + 46. lietuviai + 102. veikla + 56
47. matyti + 103. vienas + 48. mažas + 104. vieta + 49. medžiaga + 105. visas + 50. metai + 106. viskas + 51. metas + 107. vyriausyb + 52. miestas + 108. žem + 53. mokykla + 109. žinoti + 54. mokslas + 110. žmogus + 55. naudoti + 111. žodis + 56. naujas + Šie žodžiai buvo įrašyti į garso failą zodziai.wav. Tie patys žodžiai buvo įrašyti dar kartą į kitą failą zodziai_bandymas2.wav. Su Audacity redagavimo įrankiais pirmas garso failas buvo sukarpytas į 111 atskirų garso failų, atitinkančių kiekvieną žodį. Kiekvienas iš šių garso failų atitinkamai gavo vardą iš eil s: R_K_1_1_akis.wav, R_K_1_2_antras.wav, R_K_1_3_asmuo.wav ir t.t. Visi šie garso failai buvo patalpinti į aplanką, vardu 1_sesija. Tą patį atlikome su garso failu zodziai_bandymas2.wav. Tik jo sukarpytus garso failus patalpinome į aplanką vardu 2_sesija ir pavadinome atitinkamai R_K_2_1_akis.wav, R_K_2_2_antras.wav, R_K_2_3_asmuo.wav ir t.t. Po to paleidę programą Atpažinimas, pirmos sesijos kiekvienam garso failui sukūr me etalonus. Tada pasirinkę iš eil s garso failus iš aplanko 2_sesija, ekrane steb jome atpažinimo rezultatus. 2.118 pav. pateiktas vienas atpažinimo programos lango pavyzdys, kai buvo atpažįstamas žodis asmuo. 2.118 pav. Atpažinimo rezultato pavyzdys. 57
Atpažinimo pavyzdžio langas 2.118 pav. rodo, kad programa atpažino žodį asmuo, t.y. garso failą iš aplanko 1_sesija (etaloną), nors mes iškviet me garso failą iš aplanko 2_sesija. Buvo neatpažinti 6 žodžiai iš 111. 1 lentel je neatpažinti žodžiai paryškinti raudona spalva ir pažym ti simboliu -, o atpažinti pažym ti simboliu +. Naudojant programą Audacity įrašant ir karpant garso signalą, Audacity įrankiai pakankamai patogūs ir beveik nesiskiria nuo Adobe Audition. Atpažinimo langas 2.119 pav. rodo, kad programa neatpažino žodžio procesas. 2.119 pav. Atpažinimo programos lango pavyzdys, kai žodis neatpažintas. 2.4.3. Garso redagavimo su Audacity eksperimentai Su programa Audacity buvo įrašyti po du kartus 10 sekundžių trukm s garsai a, e,, i, o, u. Po to, naudojant Audacity redagavimo įrankius, iš šių garso signalų vidurio buvo iškirpti 4 sekundžių trukm s segmentai ir išsaugoti su tuos garsus atitinkančiais pavadinimais a.wav, e.wav ir t.t. Naudojant šiuos segmentus, buvo skaičiuojami garsų vidutiniai formančių dažniai. Formant s yra balso trakto rezonansiniai dažniai, tariant tam tikrą garsą garso spektro pikų (viršūnių) vietos. Naudojant formantinių požymių išskyrimo programą Praat [12], išskyr me šių garsų formantinius požymius, juos atvaizdavome grafiškai ir vidutinius formančių dažnius suraš me į lentelę: 58
2 lentel. Eksperimente naudotų garsų formančių dažniai. Garsai F1 F2 F3 F4 F5 a 819 1120 3005 3931 0 e 732 1674 2861 4158 0 684 1768 2995 4109 0 i 316 2493 3026 3973 0 o 498 900 3051 3783 0 u 401 761 2969 3885 0 2.120 pav. Garso a formantinių požymių atvaizdavimo grafikas. 59
2.121 pav. Garso e formantinių požymių atvaizdavimo grafikas. 2.122 pav. Garso formantinių požymių atvaizdavimo grafikas. 60
2.123 pav. Garso i formantinių požymių atvaizdavimo grafikas. 2.124 pav. Garso o formantinių požymių atvaizdavimo grafikas. 61
2.125 pav. Garso u formantinių požymių atvaizdavimo grafikas. Naudodami EXCEL programą, atvaizdavome pirmas dvi formantes F1 ir F2 plokštumoje. Atvaizdavimo pavyzdys pateiktas 2.126 pav. Reginos balsiai 3000 2500 i F2 2000 1500 1000 500 u o e a 0 0 200 400 600 800 1000 F1 2.126 pav. Pirmos ir antros balsių formančių vidurkių vaizdavimas plokštumoje. Apibendrinant atliktą eksperimentą, kuriame su Audacity įraš me balsių garsus, matome, kad Audacity gali būti naudojamas garsų tyrin jimo eksperimentuose. Pirma ir antra formant s geriausiai charakterizuoja garsą. 2.126 pav. rodo, kaip balsių formančių dažniai pasiskirsto 62
plokštumoje. Matome, kurie garsai artimi (ir sunkiau atskiriami juos atpažįstant), o kurie tolimi ir tod l gerai atpažįstami. 2.4.4. Skaidrių garsinio fono kūrimo eksperimentas Su Audacity programa buvo padarytas garso ir muzikos fonas prezentacijai Rusijos poetas Puškinas. Tam iš pradžių įraš me kiekvienai skaidrei atskirą garso failą, kurį pavadinome 8_slajd.wav ir t.t. Tame faile buvo įrašytas tos skaidr s teksto garso įrašas. 2.126 pav. Įrašytas vienos skaidr s teksto garso signalo pavyzdys. Po to su Audacity programa, naudodami kelių garso failų jungimo galimybę, sujung me atskiras skaidres atitinkančius garso failus į vieną garso failą. Tai padar me tam, kad gal tume pritaikyti muzikinį foną mūsų skaidr ms. O kad tai atliktume, tai iš pradžių įk l me muzikos failą į Audacity programą ir atskyr me garso failo takelius. Pažym jus vieną garso failo takelį nukopijavome ir įklijavome į įrašyto garso failą. Taip gavome sakomą tekstą muzikiniame fone. Tada mūsų gautą muzikinį garso failą įraš me atitinkamai pavadinę 8_13_slajd.wav, 14_15_slajd.wav ir t.t. 63
2.127 pav. Muzikinio fono prid jimas įrašytam skaidr s teksto garso pavyzdžiui. Paskutiniame šio eksperimento etape susiejome atitinkamus garso failus su atitinkamomis skaidr mis. 2.128 pav. Prezentacijos vaizdas. Visos šiame eksperimente naudotos Audacity redagavimo galimyb s veikia normaliai ir s kmingai gali būti naudojamos garsinio fono redagavimui ir prid jimui. 2.4.5 Garso įrašymas iš muzikinio instrumento. Su Audacity galima įrašin ti į kompiuterį ir garsą iš muzikinio instrumento sintezatoriaus. Tam reikia tur ti reikalingus prisijungimo įtaisus. Atliekant šį eksperimentą, buvo naudojami audio 64
laidai Jack 6.35 mm ir Jack 3.5 mm. Laidai prijungiami prie kompiuterio (t.y. garso plokšt s) ir prie sintezatoriaus iš jimo. Po to, paleidę Audacity programą ir paspaudę jos įrašymo mygtuką, pradedame groti sintezatoriumi. Baigę groti, turime sustabdyti įsirašin jimą ir išsaugoti gautą garso failą norimu formatu pageidaujamoje vietoje. III. Audacity ir Adobe Audition garso apdorojimo galimybių lyginimas Adobe Audition programos išbandymui buvo atsisiųsta 30 dienų galiojanti bandomoji versija 1.5. 2.129 pav. Programos Adobe Audition langas Windows operacin je sistemoje. Naudojant programos įrankius, galima tvarkyti garso failus, peržiūr ti garso signalo vaizdą, taikyti efektus. Be to, ši programa automatiškai konvertuoja garso failą iš CD plokštel s į redagavimo langą, parodydama garso signalo vaizdą. Iš redagavimo galimybių yra žymių prid jimas, t.y. kiekvieną norimą pažym tą garso signalo dalį galima išsaugoti atskirame lange kaip atskirus garso signalo failus, kuriems galima taikyti įvairius efektus. Garso failams galima taikyti norimą apdorojimą arba iš karto paruošti įrašymui pageidaujamoje terp je, pvz., CD plokštel je arba įk limui į internetą. Šioje programoje yra galimyb redaguoti video garso failus ir kurti muzikinius garso signalo ciklus. Garso signalo efektų įvairov yra kur kas platesn negu programoje Audacity. Netgi pasirenkant vieną efektą yra galimyb pasirinkti kelias jo rūšis. 65
2.130 pav. Komandos Effects Chorus langas. Lyginant programas Audacity ir Adobe Audition, galima išskirti tokius pagrindinius skirtumus: 1. Audacity yra atvirojo kodo (nemokama, laisvai platinama), o Adobe Audition yra komercin programa; 2. Programos Adobe Audition aplinka, rodanti redagavimo įrankius, yra žymiai turtingesn ; 3. Įrankių juostos komandos skiriasi ne tik pavadinimais, bet ir taikymo galimyb mis: o Programoje Adobe Audition yra galimyb redaguoti vaizdo garso failus; o Programoje Adobe Audition yra platesn filtrų taikymo įvairov ; o Dirbant su programa Audacity po kiekvieno failo įk limo atsidaro naujas Audacity programos langas; tuo tarpu programoje Adobe Audition viską galima tvarkyti viename lange. 4. Programoje Adobe Audition galima gauti garso signalo spektrogramą; 5. Programa Adobe Audition galima įrašyti garso failus į CD plokštelę; 6. Programoje Adobe Audition n ra signalo spausdinimo galimyb s, o programoje Audacity galima atspausdinti garso signalo vaizdą. VI. Eksperimentinis triukšmo įtakos žodžių atpažinimo tikslumui tyrimas Šiam eksperimentui buvo naudojami tie patys 111 iš mikrofono su Audacity įrašytų žodžių, kurie pateikti 3 lentel je. 3 lentel. Eksperimente naudotų žodžių sąrašas žodis Atp. Rez. Atp. Rez. žodis Atp. Rez. 1. akis - 0.809495 57. nebūti + 0.550797 66