Diskretfrequente Synthese von Nachhall-Prozessen

Discrete-Frequency Synthesis of Reverberation Processes

  • Die Arbeit verfolgt einen neuartigen Ansatz zur digitalen Nachhallsynthese. Es wird dabei von folgender Beobachtung ausgegangen: Ruft man in ein Klavier, dessen Saiten unbedämpft sind, so antwortet das Instrument mit einem aus diskreten Einzeltönen bestehenden Nachklang, der ähnlich wie ein raumakustischer Nachhall klingt. Verbreitert man bei einer diskretfrequenten Synthese nun die spektrale Breite eines jeden "Klaviertons" auf einen schmalbandigen Bandpass, so dass nicht 12 Töne, sondern 12 äqDie Arbeit verfolgt einen neuartigen Ansatz zur digitalen Nachhallsynthese. Es wird dabei von folgender Beobachtung ausgegangen: Ruft man in ein Klavier, dessen Saiten unbedämpft sind, so antwortet das Instrument mit einem aus diskreten Einzeltönen bestehenden Nachklang, der ähnlich wie ein raumakustischer Nachhall klingt. Verbreitert man bei einer diskretfrequenten Synthese nun die spektrale Breite eines jeden "Klaviertons" auf einen schmalbandigen Bandpass, so dass nicht 12 Töne, sondern 12 äquidistante Bandpässe pro Oktave zur Verfügung stehen, so verschwindet die Tonhaltigkeit des Signals zugunsten eines natürlichen Nachhall-Eindrucks. Die Parameter wie Lautstärke, Hüllkurve etc. jedes einzelnen Bandpasses lassen sich dabei aus einer natürlichen Raumimpulsantwort extrahieren. Im vorliegenden Modell werden die zur Synthese herangezogenen Bandpässe durch jeweils zwei gegeneinander verstimmte [frequenzmodulierte ?] Sinusgeneratoren berechnet. Bei einem Umfang des Hallklaviers von 9 Oktaven ergeben sich somit 216 zu berechnende Sinusgeneratoren. In einem Hörversuch wurde der mit Hilfe des "Klavierhalls" synthetisierte, diffuse Nachhallanteil dem von hochwertigen, auf IIR-Filtern beruhenden Nachhallgeräten (Lexicon 480, TC3000) gegenübergestellt. Hierbei wurde der "Klavierhall" im Mittel als ebenso "natürlich" bewertet, auch wenn ein realer, durch Faltung mit einer Raumimpulsantwort erzeugter Nachhall von den VPn signifikant häufiger als "natürlich" bewertet wurde. Aufgrund der weitgehenden Parameterisierbarkeit des Algorithmus sind Anwendungen nicht nur in der Synthese von natürlichem Raumklang zu sehen, sondern auch im künstlerischen, gestaltenden Einsatz von raumähnlichen Abklingprozessen mit einem fließenden Übergang zur Klangsynthese.show moreshow less
  • The thesis deals with a novel approach to digitally synthesizing reverberation and is based on the following observation: Shouting into a piano the strings of which are non-damped causes the instrument to respond with a resonance of discrete tones sounding similar to room resonance. Discrete-frequency synthesis increases the spectral width of each "piano tone" to a narrow bandpass such that twelve equidistant bandpasses are available per octave instead of only twelve tones. Consequently, the tonThe thesis deals with a novel approach to digitally synthesizing reverberation and is based on the following observation: Shouting into a piano the strings of which are non-damped causes the instrument to respond with a resonance of discrete tones sounding similar to room resonance. Discrete-frequency synthesis increases the spectral width of each "piano tone" to a narrow bandpass such that twelve equidistant bandpasses are available per octave instead of only twelve tones. Consequently, the tonality of the signal vanishes for the benefit of a natural reverberation effect. The parameters such as volume, envelope, etc. of each individual bandpass can be extracted from a natural room impulse response. In this model the bandpasses used for the synthesis are calculated from two sine wave generators that are frequency modulated and out of tune against each other. As a reverberating "piano" comprises nine octaves, 216 sine wave generators need to be calculated. In a listening test, the diffuse reverberation component synthesized from the "piano reverberation" was compared to that generated by means of high-quality reverberation generators based on IIR filters (Lexicon480, TC3000). On average, the "piano reverberation" was considered to be "natural", even though the test persons significantly more often rated real reverberation "natural" - as generated from a convolution using spatial impulse response. Owing to the versatile parametrizability of the algorithm, applications are not only in the field of synthesizing natural room reverberation, but also in arts and design for the creation of decaying room-simulating processes including fading into spatial sound synthesis.show moreshow less

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Metadaten
Author: Robert Boesnecker
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-18804
Title Additional (German):Diskretfrequente Synthese von Nachhall-Prozessen
Advisor:Prof. Dr. Stefan Weinzierl
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2008/07/17
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät I - Geisteswissenschaften
Date of final exam:2008/02/19
Release Date:2008/07/17
Tag:Diskret; Klavier; Nachhall; Sinus; Synthese
discrete; piano; reverberation; sinus; synthesis
Institutes:Fakultät I - Geisteswissenschaften -ohne Zuordnung zu einem Institut-
Dewey Decimal Classification:780 Musik
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht mit Print on Demand (u.a. für Dissertationen empfohlen)