Procesory psychoakustyczne - Co to za licho?

Każde urządzenie elektroakustyczne wprowadza w mniejszym lub większym stopniu straty w sygnale, który jest przez to urządzenie „przepuszczane” – poczynając już od mikrofonu, poprzez wszelkie urządzenia przetwarzające, rejestrujące, transmitujące, odtwarzające, na głośnikach i słuchawkach kończąc. Prym wiodą tu oczywiście urządzenia analogowe, choć i cyfrowe nie są wolne od wprowadzania pewnych zniekształceń, oczywiście w znacznie mniejszym stopniu, niż „analogi”. Z szumami wprowadzanymi przez urządzenia możemy sobie poradzić stosując różnego rodzaju urządzenia i odszumiające wtyczki programowe ( denoiser). Gorzej jest w przypadku utraty wyrazistości czy selektywności, co jest zjawiskiem dość powszechnym w przypadku transmisji radiowych bądź telewizyjnych (w dobie wszechobecnego nagrywania w domenie cyfrowej mniejsze znaczenie ma poprawianie brzmienia nagrań analogowych, do czego jeszcze kilkanaście lat temu procesory psychoakustyczne były często wykorzystywane). Skąd więc nazwa psychoakustyczne?

W przeciwieństwie do zjawisk czysto fizjologicznych, które mają miejsce w uchu środkowym, jak przetwarzanie fali akustycznej na mechaniczną (młoteczek i kowadełko), a tej z kolei na bodźce odbierane przez komórki zakończeń nerwowych, psychoakustyka zajmuje się interpretowaniem przez mózg pewnych bodźców odbieranych przez słuch. Do dziś tak naprawdę do końca nie wiadomo, jak przebiega zjawisko słyszenia przez człowieka. Jest kilka teorii, z których każda ma swoje plusy i każda pewne braki. Wiadomo jednak, że główny wpływ na to, co i jak słyszymy mają podstawowe wielkości fizyczne dźwięków, jak częstotliwość, poziom natężenia dźwięku, a także atak i wybrzmiewanie, ale istotną cechą w rozpoznawaniu źródeł dźwięków, jak również kierunku przychodzenia, ma charakterystyka widmowa danego sygnału, czyli zawartość wyższych harmonicznych w sygnale (inaczej zwanych alikwotami). Dzięki nim możemy rozpoznawać barwę dźwięku, rodzaj źródła dźwięku (instrumentu), mają one też wpływ, jak już wspomniałem, na zdolność lokalizowania źródła dźwięku w panoramie oraz w pionie. Okazuje się jednak, że regulując ilość wyższych harmonicznych, a w zasadzie dodając je w odpowiednich proporcjach do danego sygnału, możemy wpływać na subiektywną poprawę jakości tego sygnału. Tak właśnie działają procesory psychoakustyczne zwane

EXCITERAMI

Dodając do konkretnego sygnału dźwiękowego dodatkowe, oryginalnie nieistniejące w sygnale, wyższe harmoniczne sprawiamy, że słuchacz odnosi wrażenie znacznej poprawy brzmienia, większej plastyczności i selektywności dźwięku.

Inaczej działają procesory nazywane

ENHANCERAMI

W tym przypadku zaobserwowano polepszenie jakości odsłuchiwanych dźwięków, jeśli do dźwięku oryginalnego dodano ten sam dźwięk, ale opóźniony o mniej niż 20 ms. Ucho ludzkie nie rozpoznaje w tym przypadku dwóch dźwięków, gdyż opóźnienie jest zbyt małe, natomiast słuchacz odnosi wrażenie dźwięku pojedynczego, ale z poprawionymi, wydłużonymi przebiegami impulsowymi. Dzięki temu dźwięk, podobnie jak po przeróbce w exciterze, wydaje się bardziej plastyczny, selektywny i odbierany jest z większą czytelnością.

Oba przytoczone sposoby poprawy czytelności odtwarzanych dźwięków połączone są z układem korekcyjnym o charakterystyce półkowej, podbijającym zakres wysokich częstotliwości powyżej 1 kHz.

W ten sposób doszliśmy do nieco zadziwiającego wniosku: słuch ludzki kieruje się często niezrozumiałymi zasadami, które na zdrowy rozum powinny przynosić odwrotny skutek. No, bo czymże jest exciter, jak nie urządzeniem dodającym wyższe harmoniczne, czyli zwiększającym zniekształcenia nieliniowe (a przecież cały czas producenci prześcigają się w tym, aby w różnych urządzeniach współczynnik zawartości harmonicznych osiągał wartość jedynki poprzedzonej kilkoma zerami po przecinku)? Podobnie enhancer poprzez dodanie opóźnionego sygnału wprowadza zniekształcenia fazowe, z czym przecież również walczy się na „całej linii frontu”. A tymczasem nasz słuch nic sobie z tego nie robi, a wprost przeciwnie, „zniekształcone” w ten sposób dźwięki są postrzegane jako bardziej plastyczne, wyrazistsze i ogólnie przyjemniejsze do słuchania, niż te „sterylne”, pozbawione dodatkowych wyższych harmonicznych. I może na tym też polega fenomen „przyjemniejszego” w odbiorze materiału nagranego na taśmę analogową, brzmień lampowych i starych, winylowych, trzeszczących płyt?

Armand Szary

Armand Szary współpracuje na co dzień z jednym z młodych zespołów jako realizator dźwięku.