Анализируем распределение значений отсчетов на вкладке Histogram
Вкладка Histogram, содержащая гистограмму значений отсчетов выделенного фрагмента волновой формы, показана на рис. 4.3.
Рис. 4.3. Вкладка Histogram окна Waveform Statistics
Гистограмма — широко распространенная (особенно в вероятностном анализе) форма представления информации о каком-либо случайном процессе.
В данном случае гистограмма представляет собой график зависимости количества отсчетов, среднеквадратическое значение которых попадает в заданный интервал, от величины отсчета, выраженной в децибелах. Не очень понятно? Поясним на примере. На рис. 4.3 представлена гистограмма монофонической волновой формы, в которой содержится синусоидальный сигнал, сформированный с помощью команды Generate > Tones. В рассматриваемом случае заранее известно, что при формировании сигнала его амплитуда была установлена равной -3,2 дБ. Гистограмма совершенно верно отражает этот факт. Действительно, все 100% отсчетов попадают в интервал от -3,25 до —3,20 дБ. Отсчетов с большими значениями в анализируемом сигнале нет. Если вы захотите преобразовать амплитуду такого сигнала (усилить его), то можете смело установить любой коэффициент усиления, не превышающий 3,2 дБ. Искажения не появятся.
Точно так же можно анализировать те сигналы, свойства которых неизвестны заранее. Результаты анализа пригодятся для принятия решения при любых преобразованиях амплитуды, например, при усилении сигнала или сжатии его динамического диапазона. Приведем еще один пример. На рис. 4.4 представлена волновая форма реального речевого сигнала, записанного в файле EX03_01.WAV (дубль № 4). Для вашего удобства мы выделили этот дубль в отдельный файл EX04_01.WAV.
Рис. 4.4. Волновая форма реального речевого сигнала
Проанализируем гистограмму этого сигнала (рис. 4.5) и примем решение о том, как оптимально его обработать. Хорошо бы в будущем при минимальных искажениях максимально увеличить среднюю энергию сигнала (а тем самым — и субъективно ощущаемую громкость) и уменьшить уровень шума.
Рис. 4.5. Гистограмма волновой формы реального речевого сигнала
Во-первых, настораживает немонотонное поведение графика при уменьшении уровня сигнала (большие значения элементов гистограммы в области от —45 до —60 дБ). Похоже, эта волновая форма записана либо в неблагоприятных шумовых условиях, либо была использована аппаратура с высоким уровнем собственных шумов. На самом деле в данном случае запись велась на хорошей аппаратуре, но в помещении, где отсутствует звукоизоляция, а окна выходят на шумную улицу. Принимаем решение: отсчеты, значение которых меньше —45 дБ, — это шум. Поэтому одним из этапов динамической обработки может быть пороговое шумоподавление, причем исходное значение порога можно выбрать около —45 дБ. В процессе обработки его следует уточнить, контролируя результат на слух.
Во-вторых, из анализа гистограммы следует, что доля отсчетов, уровень которых превышает —8 дБ, чрезвычайно мала, а превышающих —5 дБ — практически нет. Если точнее, то следует вспомнить, что Maximum RMS Power = -6.14 (см. табл. 4.1). Поэтому положительный результат может дать ограничение сигнала на уровне —6 дБ с последующим усилением на 6 дБ.
