ES2318715T3 - Compresor de audio. - Google Patents
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Abstract
Compresor de audio con un detector (1) para comparar una señal de audio de entrada con un umbral, un generador de ganancia (2), un filtro de extinción (3) y un filtro de ataque (4), caracterizado porque un bucle de retroalimentación conecta la salida de señal (9) del compresor de audio (14) con el filtro de extinción (3), comprendiendo el bucle de retroalimentación un controlador (5) que permite la modificación de al menos un coeficiente de filtro (b) del filtro de extinción (3) dependiendo de la señal de salida (9) del compresor de audio (14), de modo que se produce una modificación del tiempo de extinción efectivo.
Description
Compresor de audio.
La invención se refiere a un compresor de audio
con un detector para comparar una señal de audio de entrada con un
umbral, un generador de ganancia, un filtro de extinción y un filtro
de ataque. Los compresores de audio son atenuadores que regulan su
propia atenuación por sí mismos en función de la magnitud del nivel
de la señal de entrada. La dependencia del nivel se describe
mediante una curva característica estática, y el comportamiento
dinámico del compresor se describe mediante la dependencia del
tiempo.
Se entenderá que el término gama dinámica
significa la diferencia entre el sonido más alto y el sonido más
bajo que puede ser producido o que es producido por una fuente
acústica. Por ejemplo, un CD tiene una gama dinámica de 96 dB; la
voz humana llega hasta 120 dB y una orquesta completa llega hasta
140 dB. Los compresores de audio producen una adaptación dinámica a
un estándar ideal deseado.
Por ejemplo, el documento US 6.757.396 B1 da a
conocer un compresor de audio de este tipo, que es adecuado para
procesar señales estéreo y tiene un elemento denominado "estimador
de valor cuadrático medio" (RMS) para la señal de entrada. Un
dispositivo de cálculo de ganancia calcula una ganancia para cada
muestra que llega al dominio lineal basándose en los parámetros
predeterminados en los que consisten las características estáticas y
en función de la salida del RMS.
El documento WO 99/00896 A da a conocer un
dispositivo auditivo de ayuda que utiliza un circuito de
ataque/extinción y un amplificador de ganancia variable. La
ganancia del amplificador de ganancia variable se determina
dependiendo de dos umbrales, siendo comparado el primer umbral con
una señal tomada antes del amplificador de ganancia variable, y
siendo comparado el segundo umbral con una señal tomada a
continuación de dicho amplificador de ganancia variable. La señal
de AGC (control automático de ganancia) de entrada y la señal de AGC
de salida se suman, y la señal sumada, procesada mediante el
circuito de ataque/extinción, se utiliza para controlar la ganancia
del amplificador de ganancia variable. La función de suavizado es
llevada a cabo disponiendo un condensador en el circuito de
ataque/extinción, y haciendo que la ganancia del amplificador de
ganancia variable sea una función de la tensión a través del
condensador. Es decir, cuando la tensión a través del condensador
aumenta, la ganancia del amplificador de ganancia variable
disminuye. La resistencia se conecta en serie entre el circuito de
control y el condensador. El ritmo al que se carga el condensador
(el denominado "tiempo de ataque" del circuito de
ataque/extinción) se determina por lo tanto mediante la constante de
tiempo RC de la resistencia y el condensador. Se dispone una
resistencia adicional a través del condensador. Esto crea una
trayectoria de descarga mediante la cual el condensador puede
descargarse a través de la resistencia. El ritmo al que se descarga
el condensador (el denominado "tiempo de extinción") se
determina por lo tanto mediante la constante de tiempo RC de la
resistencia.
Un compresor de audio controla de manera
constante el nivel de entrada momentáneo y aplica los controles
necesarios. El compresor solamente actúa si el nivel de entrada
excede cierto valor de umbral, atenuando la señal según las
condiciones o relación de compresión. Esto indica la medida en la
que el nivel de salida cambia con respecto al nivel de entrada. Por
lo tanto, una relación de compresión de 2:1 significa que la gama
dinámica en la entrada se corresponde con el doble de la gama
dinámica en la salida. Por ejemplo, un cambio en el nivel de
entrada de 2 dB significa un cambio en el nivel de salida de 1
dB.
La dependencia entre el nivel de entrada y de
salida se representa mediante la curva característica estática. La
misma es aplicable bajo condiciones estáticas, es decir, cuando el
volumen de la señal de entrada no cambia o cambia solamente de
manera muy lenta. Con un aumento rápido del nivel, la misma actúa
solamente después del denominado tiempo de ataque, y con una
disminución rápida de dicho nivel, la misma actúa solamente después
del denominado tiempo de extinción.
Por lo tanto, el comportamiento dinámico del
compresor está determinado por los parámetros ajustables, el ataque
y la extinción. El tiempo de ataque determina el tiempo de reacción
del compresor hasta cierta medida. El mismo es el intervalo de
tiempo ajustable que transcurre con un aumento en el nivel después
de que se sobrepasa el umbral, antes de que el efecto del
compresor, es decir, la atenuación, se inicie según la curva
característica estática.
El tiempo de extinción define el intervalo de
tiempo ajustable que transcurre con una disminución del nivel por
debajo del umbral hasta que se inicia el efecto en la señal de
entrada según la curva característica estática.
Algunos compresores de audio están equipados
además con un elemento denominado controlador de codo ("knee
controller") con el que es posible mezclar un atributo duro y un
atributo suave en varias etapas. Si la atenuación del compresor
empieza con el valor de la relación exactamente en el umbral,
mientras la señal sigue siendo transmitida apenas por debajo de
dicho umbral con una relación 1:1, se trata de un compresor de codo
duro ("hard knee"). Se ha comprobado que, en muchos casos, el
sonido resulta más agradable si la transición desde la relación 1:1
hasta la relación establecida en cierto entorno del umbral se lleva
a cabo de manera suave. La curva característica realiza la
transición desde la parte izquierda inferior hasta la parte derecha
superior de manera suave, tratándose de este modo de un codo suave
("soft knee"). El parámetro del codo cambia solamente el
carácter de la compresión, pero no su intensidad.
Si el compresor debe decidir si el nivel ha
excedido el umbral (o, mediante una compresión de codo suave, la
medida en la que dicho nivel se ha aproximado a dicho umbral),
resulta posible, por ejemplo, utilizar el nivel de pico o el nivel
de RMS. Éste último se corresponde de manera más exacta con el
volumen percibido.
En un compresor, se entenderá que el fenómeno
denominado "bombeo" significa los elementos audibles que son
percibidos por el oído como un sonido de respiración o, de hecho,
como un sonido de bombeo. Por ejemplo, el bombeo se produce cuando
los picos de la señal quedan justo por debajo del valor de umbral,
sin un sonido adicional (bajos) y sin que se produzca compresión, o
si la misma es mínima. De este modo, si comienza un sonido de
bajos, que aumenta el nivel de la señal por encima del umbral, no
solamente es atenuado dicho sonido de bajos, sino también la
totalidad de la señal de manera inevitable. Si el sonido de bajos se
detiene nuevamente, la señal se amplifica otra vez. Cuando dicho
nivel se excede de manera periódica, el oyente tiene la impresión
de percibir una atenuación periódica de toda la señal, y la música
suena a "bombeo".
El bombeo resulta especialmente audible si un
compresor reacciona dinámicamente a una señal de música percibida
estáticamente (por ejemplo, un sonido de fondo calmado) modificando
la amplitud. Por otro lado, los artefactos de control resultan
apenas percibidos si el compresor responde dinámicamente a un punto
dinámico en una pieza de música (por ejemplo, un acento).
El bombeo del compresor resulta molesto o
deseable dependiendo de la aplicación. Por este motivo, por un lado,
existen diseños que intentan suprimir el bombeo en la medida de lo
posible. Por otro lado, existen diseños en los que el efecto de
bombeo resulta popular y, por ejemplo, encuentra aplicación como
expresión artística.
El objetivo de la presente invención es crear un
compresor de audio para conseguir que el fenómeno del bombeo pueda
ser gestionado de manera general, de manera específica, a efectos de
poder de reducir o eliminar dicho bombeo.
Este objetivo se obtiene mediante un compresor
de audio según lo descrito anteriormente, gracias a un bucle de
retroalimentación que conecta la salida de señal del compresor de
audio con el filtro de extinción, comprendiendo dicho bucle de
retroalimentación un controlador que permite modificar al menos un
coeficiente de filtro del filtro de extinción dependiendo de la
señal de salida del compresor de audio, de modo que se produce una
modificación del tiempo de extinción efectivo.
En una realización preferida, la medida en la
que el tiempo de extinción efectivo cambia en función de la
desviación del nivel de salida del compresor con respecto a un
umbral es ajustable por el usuario a través de una interfaz de
usuario conectada al bucle de retroalimentación.
La invención comprende además un método de
compresión de audio que utiliza un compresor de audio que comprende
un detector para comparar una señal de audio de entrada con un
umbral, un generador de ganancia conectado al detector y que genera
una ganancia para la señal de audio dependiendo de la salida del
detector, un filtro de extinción que aplica un tiempo de extinción
a la ganancia cuando el nivel de la señal de audio desciende por
debajo del umbral y un filtro de ataque que aplica un tiempo de
ataque a la ganancia cuando el nivel de la señal de audio aumenta
por encima del umbral. Los objetivos mencionados anteriormente se
obtienen gracias al hecho de que el tiempo de extinción efectivo se
modifica dependiendo de la señal comprimida del compresor de
audio.
En una realización preferida, el tiempo de
extinción efectivo aumenta cuanto más cerca converge el nivel en la
salida del compresor hacia un umbral predeterminado.
En otra realización preferida, la medida en la
que el tiempo de extinción efectivo cambia en función de la
desviación del nivel en la salida del compresor con respecto al
umbral predeterminado es ajustable por el usuario.
En otra realización preferida, se aplica un
parámetro ajustable al nivel de la señal de salida como factor de
ponderación, y el cambio del tiempo de extinción efectivo se produce
dependiendo de la relación entre el nivel de salida de señal
ponderado y el umbral predeterminado.
Estas operaciones computacionales están
diseñadas preferiblemente de tal manera que el tiempo de extinción
eficaz aumenta cuanto más cerca converge la señal de salida del
compresor o su magnitud hacia un umbral (por ejemplo, el umbral del
compresor).
Tal como se ha descrito previamente, el
parámetro mencionado anteriormente es ajustable por el usuario del
compresor, y es posible cambiar de manera continua entre un
funcionamiento en el que la señal de salida no tiene ningún efecto
sobre las propiedades del filtro de extinción y un funcionamiento en
el que un aumento en el nivel de la señal de salida provoca una
prolongación del tiempo de extinción. El parámetro adicional es una
medida del grado en el que el tiempo de extinción cambia en función
de la señal de salida o la desviación de dicha señal de salida con
respecto a un umbral.
Es posible considerar ambas posibilidades
mediante un ajuste correspondiente del que posteriormente se
denomina parámetro de congelación, ya que en los casos en los que
el bombeo no es necesario, el mismo puede ser reducido o eliminado,
pudiendo permanecer tal como está en los casos en los que su
percepción no resulta molesta.
A continuación se describe la invención de
manera más detallada, mediante los dibujos:
la figura 1 muestra un diagrama de bloques de un
compresor según la presente invención,
la figura 2 muestra la curva característica
estática de un compresor de audio,
la figura 3 muestra un posible diseño de un
filtro de ataque,
la figura 4 muestra de manera detallada un
diagrama de bloques de un compresor de audio según la presente
invención,
la figura 5 muestra la dependencia del
coeficiente de filtro del filtro de extinción en función del valor
absoluto de la señal de salida y del parámetro adicional según la
presente invención,
la figura 6 muestra el comportamiento de un
coeficiente de filtro según una constante de tiempo,
la figura 7 muestra una realización de un
compresor de audio según la invención.
La posible realización mostrada en las figuras 1
a 5 sirve solamente para ilustrar la invención, y no para
limitarla. Por lo tanto, los operadores matemáticos y los diseños de
los filtros descritos de manera más detallada a continuación pueden
presentar configuraciones diferentes. El elemento importante es el
bucle de retroalimentación, que conecta la salida de señal con el
filtro de extinción y que cambia el coeficiente o coeficientes de
filtro de dicho filtro de extinción dependiendo de la señal de
salida y, preferiblemente, un parámetro ajustable por el usuario,
de modo que se produce un cambio en el tiempo de extinción
efectivo.
A continuación se describen brevemente varios
campos de aplicación de los compresores. Por ejemplo, los
compresores se utilizan en estudios de grabación para producir
música en instalaciones de radiodifusión, a efectos de adaptar el
material de audio al circuito de transmisión (reducción de la gama
dinámica, transmisión óptima). Existe una amplia gama disponible de
dispositivos muy diferentes, entre los cuales el técnico de sonido
selecciona el que es más adecuado para cierto objetivo, basándose
en datos empíricos. Esta aplicación ofrece la posibilidad de
clasificar los distintos dispositivos. Por un lado, están los
dispositivos que sirven para implementar el procesamiento dinámico
de la manera más inaudible posible, es decir, para no producir
bombeo y efectos de control. Por otro lado, están los diseños que
se utilizan exactamente debido a que los efectos de bombeo y de
control se utilizan de manera consciente para modificar el material
de audio (aumento de la presencia, producción de un sonido
imponente). Por ejemplo, un compresor que funciona de manera
inaudible se utiliza en jazz y música clásica para su adaptación a
un canal de transmisión (radio). Un compresor con efectos de
control claramente audibles puede ser utilizado en percusión en
Pop/Rock para producir un sonido imponente y alto.
En una de sus realizaciones, la invención ofrece
la posibilidad de mezclar de manera suave dichos tipos diferentes
de compresor mediante un nuevo parámetro ajustable. Las ventajas que
el usuario es capaz de obtener a partir de lo anteriormente
descrito son una reducción de su instrumentación, ahorro de costes y
un aumento en la eficacia del funcionamiento. El comportamiento del
bombeo puede ser controlado de este modo a través de dicho
parámetro, que el usuario puede controlar mediante una interfaz, tal
como un botón, rueda, teclado o similar.
La invención forma parte de un compresor de
audio. La estructura de dicho compresor se describe en la
introducción. A continuación, se describe la manera en la que
funciona la aplicación de un parámetro para el comportamiento del
bombeo y las ventajas que se derivan a partir de la misma.
El compresor puede ser implementado como un
algoritmo de software con un procesador de señal digital. Esta
estructura es una estructura de proalimentación ("feed
forward"), es decir, el cálculo de la ganancia de la función de
control (modulación de amplitud) se deriva de la señal de entrada.
Las señales de audio deben ser transformadas a formato digital o
estar disponibles en el mismo.
La figura 1 muestra una vista general del flujo
de señal. La señal de entrada 8 se compara con un umbral en un
detector 1. En el ejemplo descrito, la función de modulación se
determina a través de una medición de RMS 1 (valor cuadrático
medio), llevándose a cabo a continuación los cálculos de la curva
característica en un generador de ganancia 2, que es seguido por
los componentes de sincronización, el filtro de extinción 3 y el
filtro de ataque 4.
La señal de entrada 8 es transmitida en primer
lugar a una etapa para medir el valor RMS (valor cuadrático medio).
Naturalmente, también es posible una medición del valor absoluto,
del valor de pico, del valor de rectificación, etc. Dichas
mediciones de nivel resultan bien conocidas por los especialistas.
No obstante, resulta preferible el valor RMS, ya que se corresponde
bien con el volumen percibido, obteniéndose de este modo un control
que se adapta al oído.
Se utiliza un proceso estandarizado con
cuadratura de las muestras y un filtrado posterior, con un filtro
de paso bajo de primer orden recursivo y una constante de tiempo
típica, por ejemplo, aproximadamente de 50 ms.
Resulta posible proceder sin realizar el cálculo
de la raíz cuadrada en esta etapa si la señal es convertida al
logaritmo en el siguiente generador de ganancia 2 (generador de
curva), siendo calculada la raíz cuadrada en el dominio logarítmico
mediante una división por 2. Por supuesto, también resulta posible
permanecer en el dominio lineal, de manera similar a lo descrito en
el documento US 6.757.396 B1.
El generador de ganancia 2, cuya posible curva
característica se muestra en la figura 2, aplica la curva
característica estática como una función del umbral de parámetro,
la relación y el codo. La figura muestra un ejemplo con una
relación de 2:1 y un umbral de -24 dB.
La salida del generador de ganancia 2 ya
contiene la función de modulación, que también es transmitida en
este momento a través de los dos filtros 3, 4 a efectos de aplicar
la respuesta de tiempo ajustable. La salida del filtro de ataque 4
se aplica en este momento a la señal de entrada, que será comprimida
multiplicándola por esta última.
Por ejemplo, tal como muestra la figura 3, el
filtro de ataque 4 puede estar diseñado como un filtro de paso bajo
de 4º orden, con constantes de tiempo ajustables de 1 ms a 500 ms.
El mismo es activo cuando la función de modulación presenta valores
de caída (primera derivada negativa), es decir, cuando el nivel en
la entrada del compresor aumenta por encima del umbral (fase de
ataque). No obstante, el filtro de extinción 3 actúa cuando el
nivel en la entrada del compresor cae nuevamente.
Se entiende que el bombeo de un compresor
implica controles audibles, que son percibidos por el oído como una
respiración o, de hecho, como un bombeo. De manera específica, el
bombeo resulta claramente audible si un compresor reacciona
dinámicamente a una señal de música percibida de manera estática
(por ejemplo, un sonido de fondo calmado) con una modificación en
la amplitud. Por otro lado, los artefactos de control son
difícilmente percibidos si se actúa sobre una parte dinámica de una
pieza de música (por ejemplo, un acento) con un control
dinámico.
El bombeo de un compresor puede resultar molesto
o ser deseado dependiendo de la aplicación. Por esta razón, existen
diseños que intentan suprimir el bombeo en la mayor medida posible.
Por otro lado, existen diseños en los que el efecto de bombeo
resulta muy deseable y, por ejemplo, se utiliza como medio de
expresión artística. Por lo tanto, un objetivo de la presente
invención es conseguir una mezcla entre dichos diseños diferentes,
obteniéndose un compresor aplicable universalmente.
De manera específica, en la presente realización
preferida, lo anteriormente descrito se consigue controlando el
comportamiento de extinción mediante el nuevo parámetro PF. En este
caso, el tiempo de extinción cambia en función del ajuste
paramétrico de la señal de salida del compresor. De este modo, es
posible eliminar efectos de bombeo no deseados.
En primer lugar, se realiza un intento de
obtener una clasificación de la señal de audio entre "estática"
y "dinámica" en la salida del compresor, y de hacer que dicho
compresor vaya más lento o de "congelar" su respuesta temporal
en el caso de las señales estáticas.
La figura 4 muestra de manera detallada la
manera en la que funciona una posible conversión técnica. El filtro
de extinción 3 está configurado como un filtro de paso bajo digital
de primer orden, con el coeficiente b. El efecto en las muestras
x[n] procedentes del generador de ganancia viene dado por
y[n] =
x[n] * b + y[n-1] *
(1-b)
siendo calculado b de manera
adaptativa a partir de la señal de salida del compresor. El
parámetro para dichos cálculos es un valor de tiempo de extinción
determinado y un parámetro PF, denominado también a continuación
valor de
congelación.
La figura 5 muestra el efecto de dicho parámetro
PF. La referencia a indica el coeficiente de filtro estático, que
es ajustado por el usuario, b es el coeficiente de filtro adaptado,
abs es el valor absoluto de la señal de salida 9 del compresor y
thr es el valor de umbral recalculado en el dominio lineal. Si el
parámetro de congelación se ajusta a cero (PF = 0), entonces un
tiempo de extinción predeterminado, según el coeficiente de filtro
estático a, es siempre válido y no se produce un cambio en función
de la señal de salida del compresor. Si el parámetro PF aumenta,
existe una dependencia incluso más intensa, de modo que el tiempo de
extinción aumenta, es decir, el comportamiento de la extinción es
más lento, en proporción a lo cerca que el nivel en la salida del
compresor se aproxima al umbral. El límite se alcanza cuando el
coeficiente b alcanza el valor cero, que se corresponde con una
congelación total o con un tiempo de extinción infinito. El efecto
de un tiempo de extinción en aumento se produce en el caso en el
que la señal comprimida 9 también aumenta. Tal como puede
observarse en la figura 5, también resulta posible, con una
parametrización adecuada (PF < 1), que el tiempo de extinción
aumente adicionalmente en la zona sobre el umbral thr y pase a ser
infinito en niveles más altos que dicho umbral. El parámetro PF del
presente ejemplo puede considerarse como un parámetro de
ponderación que se aplica a la señal de salida comprimida 9. De este
modo, el tiempo de extinción se modifica dependiendo de la señal de
salida ponderada.
Los niveles de señal en la salida 9 del
compresor que están por debajo del umbral tienen un comportamiento
de extinción más rápido, mientras que las señales próximas al umbral
y por encima del mismo presentan un comportamiento de extinción más
lento.
A continuación, se describe la implementación
técnica de manera detallada. La formación del valor absoluto de la
señal de salida 9 del compresor tiene lugar en primer lugar en una
unidad 6. En el controlador 5 (figura 4), el valor absoluto abs se
multiplica (por un operador 10), siendo el valor g:
g =
PF/10^(THR/20)
y siendo THR el umbral en
dB.
El limitador 11, representado mediante una caja
pequeña indicada como clip(+1), limita la señal de entrada a un
valor de +1. Esto significa que los valores más pequeños que 1
pueden pasar sin obstáculos, mientras que los valores más grandes
que 1 siempre dan como resultado valores de salida de 1.
Por lo tanto, f = g * abs representa la relación
entre el valor absoluto de la señal de salida y el umbral
multiplicado por el parámetro PF. Como consecuencia adicional, el
parámetro de filtro b del filtro de extinción 3 se obtiene mediante
las siguientes operaciones aritméticas 12, 13:
b = a *
(1-f),
donde
a =
1-exp(-2,2/(SR *
RT))
Esta formulación de los coeficientes de filtro
solamente representa cualquier ejemplo preferido, seleccionado
basándose en las siguientes consideraciones, tal como se muestra en
la figura 6.
La respuesta al escalón del filtro 3 (parte
izquierda de la figura 6) es una función exponencial (parte derecha
de la figura 6):
ys(n) =
1-a^{n}
donde
ys(n) es la respuesta al escalón del
filtro
n = TC*SR
TC es la constante de tiempo [s]
SR es la frecuencia de muestreo [Hz]
El parámetro calculado es el coeficiente de
filtro a, que produce una función exponencial, que alcanza el valor
d después del tiempo TC. Una transformación d = a^{n} da como
resultado:
a =
exp(ln(d)/(TC*SR))
seleccionándose d en este caso de
modo que la función escalón cambia a -1 dB después del tiempo
TC.
ln(d) =
ln(0,11) =
-2,2
Por lo tanto, en el presente ejemplo, se
selecciona el coeficiente de filtro
a =
1-exp(-2,2/(SR *
TC)),
siendo la frecuencia de muestreo SR
en hercios (Hz) y siendo la constante de tiempo TC en segundos (s).
Para el filtro de extinción, la constante de tiempo TC se
selecciona a efectos de igualar la constante de tiempo de extinción
RT; a continuación, a también se denomina coeficiente de filtro
estático. Cuando el parámetro PF es igual a cero
(PF = 0, f = 0), el coeficiente de filtro estático es sustituido sin modificar por el filtro de extinción (b = a). El tiempo de extinción RT predeterminado determina de este modo el comportamiento dinámico del compresor cuando la señal cae por debajo del umbral.
(PF = 0, f = 0), el coeficiente de filtro estático es sustituido sin modificar por el filtro de extinción (b = a). El tiempo de extinción RT predeterminado determina de este modo el comportamiento dinámico del compresor cuando la señal cae por debajo del umbral.
\newpage
Cuando el valor de PF = 1, la relación entre el
valor absoluto abs de la señal de salida 9 del compresor y el
umbral thr (siendo en este caso thr el umbral recalculado para el
dominio lineal) determina el valor del coeficiente de filtro de
extinción b, también denominado a continuación coeficiente de filtro
adaptado. Si la relación es 1, es decir, si el valor abs alcanza el
umbral, el valor b = 0 se obtiene basándose en las especificaciones
computacionales descritas anteriormente. Esto se corresponde con un
tiempo de extinción infinitamente largo, y significa que el valor
de ganancia de la curva característica del generador en estado
activo a través de la señal de salida en un instante en el que se
alcanza el umbral se congela hasta que dicha señal de salida cae
nuevamente por debajo de dicho umbral.
La figura 5 muestra la dependencia del
coeficiente de filtro adaptado b con respecto al valor absoluto abs
en la salida del compresor para valores de PF mayores o menores que
1. En este momento es posible insertar diferentes etapas
dependiendo de las características dinámicas deseadas dentro de la
zona próxima al umbral de la señal de salida. Por ejemplo, la
congelación para PF 0,1 solamente tiene lugar con señales por encima
del umbral, mientras que para PF > 1, la congelación ya se
produce antes de alcanzar dicho umbral.
En lo que respecta a la dinámica del compresor,
esto significa que, con una aproximación en aumento del valor
absoluto de la señal de salida con respecto al umbral, el tiempo de
extinción aumentará.
Mediante un ajuste correspondiente del valor del
tiempo de extinción, denominado tiempo de extinción RT estático, es
decir, el tiempo de extinción con PF = 0, y mediante el ajuste del
parámetro de congelación PF, es posible configurar la dinámica del
compresor según se desee, de manera específica, es posible controlar
el fenómeno de bombeo de manera elegante gracias al funcionamiento
de la presente invención. En los casos en los que no resulta
deseable una aplicación de "bombeo", el parámetro PF se
selecciona de modo que el valor de b cerca del umbral thr es cero,
mientras que en los casos en los que se desea una aplicación de
"bombeo" como elemento artístico, se selecciona un
valor
PF = 0 o ligeramente superior.
PF = 0 o ligeramente superior.
La presente invención no se limita a la
realización descrita. Las operaciones computacionales propuestas
anteriormente y las dependencias de los distintos parámetros con
respecto a la señal de salida del compresor representan una
implementación preferida, aunque, en principio, son posibles
diferentes realizaciones.
De este modo, por ejemplo, el umbral del
generador de ganancia 2 y el umbral con el que la señal de salida 9
se compara o relaciona pueden tener diferentes magnitudes. También
es posible utilizar otras estructuras de filtro para el filtro de
extinción 3 (y para el filtro de ataque 4), por ejemplo, filtros de
un mayor orden, diversos parámetros de filtro, así como otros
parámetros. Básicamente, es posible utilizar cualquier conjunto de
parámetros que en la práctica producen un cambio del tiempo de
extinción efectivo en función de la señal de salida, así como un
parámetro ajustable por el usuario.
En ciertas aplicaciones, los valores negativos
de PF también podrían ser significativos. De este modo, el
comportamiento del controlador 5 se invertiría: para señales
próximas al umbral, el tiempo de extinción disminuiría.
Una idea principal de una realización de la
presente invención es dar a conocer un compresor convencional con
un nuevo parámetro que resulta accesible para el usuario, que en
primer lugar permite que el comportamiento del bombeo se convierta
en un parámetro controlado. La solución expuesta en la presente
memoria es una posibilidad relacionada con la manera en la que es
posible obtener dicho comportamiento. Debido a la presencia de un
parámetro para ajustar el comportamiento del bombeo y que es
accesible para el usuario, el compresor de la presente invención
puede ajustarse para obtener de poco a mucho bombeo.
Un compresor según la presente invención puede
estar integrado en todo tipo de dispositivos de audio, tales como
micrófonos, mezcladores, dispositivos de grabación y de
reproducción, altavoces y similares, o - tal como se muestra en la
figura 7 - el mismo puede estar diseñado como un dispositivo
independiente, con una entrada y una salida. De este modo, la
interfaz de usuario incluye dispositivos de entrada, tales como un
teclado o ruedas, a efectos de ajustar los distintos parámetros. En
una realización preferida, además de incluir el umbral, la
relación, el tiempo de extinción y el tiempo de ataque, la interfaz
de usuario también puede incluir el codo, así como la posibilidad
de ajustar el parámetro de congelación PF descrito anteriormente.
De esta manera, el valor del tiempo de extinción ajustable solamente
se corresponde con el tiempo de extinción operativo u efectivo real
si PF = 0 o no existe dependencia con respecto a la señal de
salida.
Tal como se muestra en la figura 7, el compresor
de audio 14 está conectado a una línea de entrada de audio 20 y a
una línea de salida de audio 21, y comprende varias ruedas
giratorias en el panel frontal. Las ruedas 15, 16, 17 y 18 permiten
el ajuste de los parámetros de umbral, relación, tiempo de extinción
estático y tiempo de ataque. La rueda adicional 19 está relacionada
con el parámetro PF, que permite hacer que el tiempo de extinción
efectivo dependa de la señal de salida del compresor. El tiempo de
extinción estático tiene validez solamente si el bucle de
retroalimentación es suprimido (el parámetro PF es igual a cero). En
todos los otros casos, el valor del tiempo de extinción cambia
dependiendo de la señal de salida. Es posible utilizar cualquier
otro tipo de interfaz de usuario en lugar de las ruedas a efectos de
activar el bucle de retroalimentación que conecta el filtro de
extinción 3 con la línea de salida 9 del compresor y ajustar la
influencia de la señal de salida en el cambio del tiempo de
extinción.
Claims (6)
1. Compresor de audio con un detector (1) para
comparar una señal de audio de entrada con un umbral, un generador
de ganancia (2), un filtro de extinción (3) y un filtro de ataque
(4), caracterizado porque un bucle de retroalimentación
conecta la salida de señal (9) del compresor de audio (14) con el
filtro de extinción (3), comprendiendo el bucle de
retroalimentación un controlador (5) que permite la modificación de
al menos un coeficiente de filtro (b) del filtro de extinción (3)
dependiendo de la señal de salida (9) del compresor de audio (14),
de modo que se produce una modificación del tiempo de extinción
efectivo.
2. Compresor de audio según la reivindicación 1,
caracterizado porque la medida en la que el tiempo de
extinción efectivo cambia en función de la desviación del nivel de
salida del compresor con respecto a un umbral es ajustable por el
usuario a través de una interfaz de usuario (19) conectada al bucle
de retroalimentación.
3. Método de compresión de audio que utiliza un
compresor de audio que comprende un detector (1) para comparar una
señal de audio de entrada con un umbral, un generador de ganancia
(2) conectado al detector (1) y que genera una ganancia para la
señal de audio dependiendo de la salida del detector (1), un filtro
de extinción (3) que aplica un tiempo de extinción a la ganancia
cuando el nivel de la señal de audio desciende por debajo del
umbral y un filtro de ataque (4) que aplica un tiempo de ataque a la
ganancia cuando el nivel de la señal de audio aumenta por encima
del umbral, caracterizado porque el tiempo de extinción
efectivo se modifica dependiendo de la señal comprimida (9) del
compresor de audio (14).
4. Método de compresión de audio según la
reivindicación 3, caracterizado porque el tiempo de extinción
efectivo aumenta cuanto más cerca converge el nivel en la salida
del compresor hacia un umbral predeterminado.
5. Método de compresión de audio según una de
las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque la medida
en la que el tiempo de extinción efectivo cambia en función de la
desviación del nivel en la salida del compresor con respecto al
umbral predeterminado es ajustable por el usuario.
6. Método de compresión de audio según la
reivindicación 3, caracterizado porque se aplica un parámetro
ajustable (PF) al nivel de la señal de salida como factor de
ponderación, y el cambio del tiempo de extinción efectivo se
produce dependiendo de la relación entre el nivel de salida de señal
ponderado y el umbral predeterminado.
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