|
B2M31SYN – Syntéza audio signálů
od září 2020 – aktuální materiály budou na:
https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=5602
Předmět uvádí do základů
algoritmů syntézy zvuků (každodenních, hudebních a řečových), číslicových
audio efektů a sonifikace. Syntetické multimediální signály se používají
v moderních číslicových systémech, systémech virtuální reality,
počítačových animacích, hrách a ve filmu. Teoretické koncepty z přednášek
budou ve cvičeních doplněny praktickým programováním úloh v Matlabu.
Garant,
přednášející, cvičící
Prof. Ing. Roman
Čmejla, CSc. cmejla@fel.cvut.cz
Rozvrh
|
Přednášky:
|
středa
09:15 — 10:45 T2: A4-405
|
|
Cvičení:
|
středa
11:00 — 12:30 T2: A4-405
|
Literatura
Uvedený předmět nepokrývá
žádná česká učebnice nebo skriptum. Řadu užitečných informací lze nalézt
v textech a na webech zabývajících se číslicovým zpracováním
signálů.
1.
Miranda,
E.R.: Computer Sound Design, Focal Press, Oxford, 2002
2.
Dodge,
Ch., Jerse, T.: Computer Music: Synthesis, Composition, and Performance,
2nd Edition, Wadsworth Publishing, 1997
3.
Zölzer,
U.: DAFX - Digital Audio Effects, John Wiley & Sons, 2002
4.
Russ,
M.: Sound Synthesis and Sampling (3rd Edition) Oxford: Focal Press, 2008
5.
Čmejla,
R., Sovka, P.: Úvod do číslicového zpracování signálů - cvičení, ČVUT
2005
Zápočet
odeslání zápočtové práce do 31.12.2020, 24:00
požadované minimum pro zápočet
... 30 bodů
Hodnocení
Celkové
hodnocení se bude skládat:
max 60 bodů za zápočtovou
prácii
max 40 bodů zkouška (20 x 2b.)
Zkoušky
čtvrtek
09.01.2021 09:15, m.405
čtvrtek
16.01.2021 09:15, m.405
čtvrtek
23.01.2021 09:15, m.405
Výsledné
hodnocení:
A ... 91
a více
B ... 81
až 90
C ... 71
až 80
D ... 61
až 70
E ... 50 až
60
F
... < 50
|
Týden
|
Datum
|
Téma
|
Výukové
materiály
|
|
1
|
23-09-2020
|
• Úvod do předmětu
• Časové obálky v MATLABu (ADSR,
exp)
|
SYN01.pdf
SYN01_lab.txt
SYN01_DU.txt
|
|
2
|
30-09-2020
|
• Generování číslicových signálů
• Hudební stupnice
• Tabulková (wavetable) syntéza
|
SYN02.pdf
SYN02_lab.txt
SYN02_DU.txt
|
|
3
|
07-10-2020
|
• Harmonická analýza
• Barva zvuku
• Součtové syntézy
|
SYN03.pdf
SYN03_lab.txt
SYN03_DU.txt
|
|
4
|
14-10-2020
|
• Spektrální analýza
• Fázový vokodér
• Spektrální
manipulace
|
SYN04.pdf
SYN04_lab.txt
SYN04_DU.txt
|
|
5
|
21-10-2020
|
• Jednoduché číslicové filtry
• Zdroje signálů (pásmově omezené, šumy)
• Filtrační
(rozdílová, subtrakční) syntéza
|
SYN05.pdf
SYN05_lab.txt
SYN05_DU.txt
|
|
6
|
04-11-2020
|
• Akustický model hlasu a řeči
• Číslicové filtry 2. řádu - rezonátory
• Formantové
syntézy (samohlásky, nástroje)
|
SYN06.pdf
SYN06_lab.txt
SYN06_DU.txt
|
|
7
|
11-11-2020
|
• Parametrické modelování
• LPC vokodér
• LPC „cross“ syntéza
|
SYN07.pdf
SYN07_lab.txt
SYN07_DU.txt
|
|
8
|
18-11-2020
|
• Amplitudová modulace
• Frekvenční modulace
• Jednoduché FM nástroje
|
SYN08.pdf
SYN08_lab.txt
SYN08_DU.txt
|
|
9
|
25-11-2020
|
• Granulační syntéza
• Konkatenační syntéza
• Nelineární a tvarovací
syntéza
|
SYN09.pdf
SYN09_lab.txt
SYN09_DU.txt
|
|
10
|
02-12-2020
|
• Číslicové filtry pro audio efekty
• Echo a dozvuky
• Časově proměnné
filtry (vibráto a chorus)
|
SYN010.pdf
SYN010_lab.txt
SYN010_DU.txt
|
|
11
|
09-12-2020
|
• Úvod do fyzikálního modelování
• Karplusův – Strongův
algoritmus
• Modifikace KS algoritmu
|
SYN11.pdf
SYN11_lab.txt
|
|
12
|
16-12-2020
|
• Audio syntézy
v reálném čase
Pure Data (Ing. Jan Kudláček)
|
|
|
13
|
06-01-2021
|
• Prezentace
semestrálních prací, zápočet
|
MIDI:
Úvod.pdf
Nástroje.pdf
|
Audio soubory používané v úlohách ve
cvičení:
|
bici.wav, fletna.wav, jaro.wav, jedna.wav, koupelna.wav, kytara.wav,
pokus2.wav, rozsah.wav,
rytmus.wav, scala.wav,
tom.wav, varhany.wav, why11.wav, emg.txt,
|
Databáze reálných hudebních nástrojů:
Impulsní
charakteristiky:
Databáze
číslovek:
Zvuky
zvířat:
Zahraniční
databáze:
Knihy:
Dave Benson: Music - A Mathematical
Offering, 517 pages
https://homepages.abdn.ac.uk/mth192/pages/html/music.pdf
Udo Zolzer: DAFX: Digital Audio
Effects, 624 pages
http://www.music.mcgill.ca/~ich/classes/dafx_book.pdf
http://www.dafx.de
Philippe Guillaume: Music and
Acoustics - from Instrument to Computer, 199 pages
http://ssl7.ovh.net/~pianoteq/philippe/AM/index_en.html
Julius O. Smith III: Physical Audio
Signal Processing
for virtual musical instruments and
audio effects
https://ccrma.stanford.edu/~jos/pasp/
Julius O. Smith III: Spectral Audio
Signal Processing
https://ccrma.stanford.edu/~jos/sasp/
Phil Burk, Larry Polansky, Douglas
Repetto, Mary Roberts, Dan Rockmore,
Music and Computers - A Theoretical
and Historical Approach
http://cmc.music.columbia.edu/musicandcomputers/
Výuka
na univerzitách:
Columbia University, Matlab Audio
Processing Examples
http://www.ee.columbia.edu/ln/rosa/matlab/
Stanford University, Julius Orion
Smith III
https://ccrma.stanford.edu/~jos/
McGill University, Gary P. Scavone
http://www.music.mcgill.ca/~gary/307/
Cardiff University, Dave A. Marshall
www.cs.cf.ac.uk/Dave/CM0268/PDF/10_CM0268_Audio_FX.pdf
http://users.cs.cf.ac.uk/Dave.Marshall/CM0268/Lecture_Examples
Eindhoven University of Technology,
Dik J. Hermes
Sound perception - the science of
sound design
http://home.ieis.tue.nl/dhermes/lectures/soundperception/01Introduction.html
University of California, Tamara Smyth
http://musicweb.ucsd.edu/~trsmyth/intro270a/
http://www.cs.sfu.ca/~tamaras/intro468/
Aalborg University, Stephania Serafin
http://imi.aau.dk/~sts/
University of Salford
http://www.acoustics.salford.ac.uk/acoustics_info/sound_synthesis/
University Erlangen-Nuremberg, Rudolf
Rabenstein
https://www.lms.lnt.de/en/people/staff/rudolf-rabenstein.php
Články:
Chowning, J. (1973). "The
Synthesis of Complex Audio Spectra by Means of
Frequency Modulation". Journal of the Audio Engineering Society. 21 (7).
https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/Math/GCC644/FM_synth/Chowning.pdf
Karplus, Kevin; Strong, Alex (1983).
"Digital Synthesis of Plucked String and
Drum Timbres". Computer Music Journal. MIT Press. 7
(2): 43–55.
http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.144.5585&rep=rep1&type=pdf
Klatt, D.: Software for a
cascade/parallel formant synthesizer
http://www.fon.hum.uva.nl/david/ma_ssp/doc/Klatt-1980-JAS000971.pdf
Schroeder, M, R..: „Colorless“
Artifical Reverberation
http://www2.ece.rochester.edu/~zduan/teaching/ece472/reading/Schroeder_1961.pdf
Schroeder, M, R..: Natural Sounding
Artifical Reverberation
http://www2.ece.rochester.edu/~zduan/teaching/ece472/reading/Schroeder_1962.pdf
Různé:
Základy MATLABu (zejména
lekce 1-6)
Frekvenční popis
klaviatury
Fyziologie
slyšení a teorie ladění
http://cnx.org/
http://amath.colorado.edu/pub/matlab/music/
http://en.wikipedia.org/wiki/
Poslední
změna: září, 2020
|
