RU2015562C1 - Method and device for transforming sonic signals to image - Google Patents
Method and device for transforming sonic signals to image Download PDFInfo
- Publication number
- RU2015562C1 RU2015562C1 SU4949433A RU2015562C1 RU 2015562 C1 RU2015562 C1 RU 2015562C1 SU 4949433 A SU4949433 A SU 4949433A RU 2015562 C1 RU2015562 C1 RU 2015562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- stencils
- intensity
- control input
- sound signals
- Prior art date
Links
- 0 C=N*(CC=*)S Chemical compound C=N*(CC=*)S 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63J—DEVICES FOR THEATRES, CIRCUSES, OR THE LIKE; CONJURING APPLIANCES OR THE LIKE
- A63J17/00—Apparatus for performing colour-music
Abstract
Description
Изобретение относится к технике визуального контроля звуковых сигналов и может использоваться для анализа музыкальной гармонии, для усиления эмоционального воздействия музыки на слушателя, при создании светомузыкальных инструментов, при создании устройства автоматического сурдоперевода речи. The invention relates to techniques for visual control of sound signals and can be used to analyze musical harmony, to enhance the emotional impact of music on the listener, when creating light musical instruments, when creating a device for automatic sign language translation of speech.
Широко известны способы анализа мгновенного спектра, которые так же, как заявляемый способ, включают параллельные преобразования Фурье во всем диапазоне частот исследуемых сигналов и отображение на экране параметров выделенных гармонических составляющих [1]. К недостаткам известных способов следует отнести сложность их реализации. Widely known are methods for analyzing the instantaneous spectrum, which, like the claimed method, include parallel Fourier transforms over the entire frequency range of the signals under study and displaying on the screen the parameters of the selected harmonic components [1]. The disadvantages of the known methods include the complexity of their implementation.
Известен способ, в котором для каждой выделяемой гармоники используются свой множительный блок и интегратор [2]. Известен гармонический анализатор спектра, выбранный в качестве прототипа заявляемого устройства, содержащий источник анализируемых сигналов, множительные блоки по числу измеряемых гармоник, задатчик вынужденных колебаний [2]. A known method in which for each selected harmonic uses its own multiplier unit and integrator [2]. Known harmonic spectrum analyzer, selected as a prototype of the inventive device, containing a source of the analyzed signals, multiplying blocks by the number of measured harmonics, forced oscillator [2].
Недостаток известных способа и устройства заключается в сложности изготовления большого количества множительных блоков и неприемлемости их для анализа музыкальной гармонии из-за недостаточной разрешающей способности по частоте. A disadvantage of the known method and device is the difficulty of manufacturing a large number of multiplying blocks and their unacceptability for the analysis of musical harmony due to insufficient frequency resolution.
Целью изобретения является упрощение способа мгновенного спектрального анализа и расширение области его применения, например, для визуального анализа музыкальной гармонии. Положительный эффект изобретения заключается в использовании при анализе звуковой информации дополнительных возможностей органов зрения. The aim of the invention is to simplify the method of instantaneous spectral analysis and expand the scope of its application, for example, for visual analysis of musical harmony. The positive effect of the invention lies in the use of the additional capabilities of the organs of vision in the analysis of sound information.
На фиг. 1 показана структурная схема устройства преобразования звуковых сигналов в изображение; на фиг. 2 - развертка конусообразного трафарета, на которой плотность штриховки обозначает оптическую плотность; на фиг. 3 - узел задатчика вынужденных колебаний; на фиг. 4 - положение конусообразных трафаретов; на фиг. 5 - структурная схема устройства с цветовым разделением источников звука. In FIG. 1 shows a block diagram of a device for converting audio signals into an image; in FIG. 2 is a scan of a cone-shaped stencil on which the density of the hatching indicates the optical density; in FIG. 3 - host unit forced oscillations; in FIG. 4 - position of cone-shaped stencils; in FIG. 5 is a structural diagram of a device with color separation of sound sources.
Осуществление заявляемого способа поясняется с помощью устройства, содержащего источник 1 звуковых сигналов, преобразователь 2 звуковых сигналов в модулированный по интенсивности световой поток, перемножители 3, задатчик 4 вынужденных колебаний. The implementation of the proposed method is illustrated using a device containing a
Преобразователь 2 преобразует поступающие на него звуковые сигналы в модулированный по интенсивности световой поток, направляемый на перемножители 3, которые выполнены в виде двенадцати вращающихся конусообразных трафаретов 5, поделенных на кольца, каждое из которых образовано 2m˙p поперечными полосами с изменяющейся по синусоиде оптической плотностью, где m - номер кольца по порядку, p - число полос на нулевом кольце. Конусообразные трафареты 5 расположены по кругу вплотную друг к другу и посажены на оси 6, на которых также закреплены ролики 7, катящиеся по обрезиненной поверхности маховика 8, установленного на валу электродвигателя 9. Ролики 7 закреплены на осях 6 трафаретов 5 на различных расстояниях от центра маховика 8 и обеспечивают таким образом различные угловые скорости вращения трафаретов 5, которые устанавливаются пропорциональными 2k/12/p, где k - номер трафарета по порядку.
В результате проходящий через трафареты 5 световой поток модулируется частотами музыкальных нот, причем каждой ноте соответствует трафарет 5, а каждое кольцо на нем - своей октаве. As a result, the luminous flux passing through the
В качестве преобразователя 2 использованы светодиоды, освещающие изнутри трафареты 5. При освещении пульсирующим светом светодиодов на поверхности трафаретов 5 появляются чередующиеся разнояркие полосы по принципу стробоскопа. Но в силу того, что оптическая плотность трафаретов 5 изменяет проходящий свет по синусоиде, этот эффект возникает только тогда, когда в огибающей модулированного светового потока содержатся гармоники, близкие к одной единственной частоте для каждого из колец трафаретов 5. Поэтому каждое кольцо "отзывается" только на свою гармонику, и при незначительных изменениях частоты отображаемые полосы заметно меняются. Такое выполнение перемножителей 3 обеспечивает спиральную развертку идущих по порядку нот. Необходимо отметить, что при этом квинта делит октаву (т.е. окружность) на 7/12, а большая терция делит квинту на 4/7. Обе эти дроби при вычислении дают значения, близкие к известному в геометрии "золотому сечению", и обуславливают эмоциональное восприятие получаемого изображения, так как степень квантового родства звуков в музыке преобразуется в степень родства формы по "золотому сечению", а мажорный аккорд при этом выглядит как двойное "золотое сечение" окружности. As the
Устройство достаточно просто реализует заявляемый способ за счет того, что непрерывная спиральная развертка заменяется на ступенчатую. При этом для анализа музыки достаточно двенадцати ступеней на октаву (на один виток спирали). Такое разбиение непрерывной развертки на дискретные значения соответствует введению жесткой привязки к абсолютным частотам нот, что при анализе музыки увеличивает точность определения нот. The device simply implements the inventive method due to the fact that the continuous spiral scan is replaced by a step. At the same time, twelve steps per octave (one turn of a spiral) are enough to analyze music. Such a breakdown of continuous scanning into discrete values corresponds to the introduction of a rigid reference to the absolute frequencies of notes, which, when analyzing music, increases the accuracy of determining notes.
Известно, что глаз человека гораздо лучше различает изменения цвета, чем яркости. Поэтому для увеличения заметности гармоник с небольшими амплитудами используется преобразователь 2, состоящий из источника белого света и цветного модулятора, который управляет светом так, что одинаковые отклонения входного параметра, но с разными полярностями вызывают противоположные изменения цвета и яркости. Такой модулятор может быть выполнен в виде перемещаемого разностного светофильтра, одна половина которого выполнена как зеркальное негативное отображение другой половины. It is known that the human eye is much better at distinguishing color changes than brightness. Therefore, to increase the noticeability of harmonics with small amplitudes, a
Для цветового разделения различных источников звука устройство дополняют многоканальным усилителем 10 и формирователем 11 цвета, причем преобразователь 2 осуществляет модуляцию света по трем его цветовым компонентам (фиг. 5). Многоканальный усилитель 10 усиливает подаваемые на его входы сигналы с выбранными для каждого вручную коэффициентами усиления и подает их на входы формирователя 11 цвета. В многоканальном усилителе для пропорционального ограничения всех сигналов при превышении любым из них заданного уровня применена система автоматического регулирования усиления. Для выравнивания амплитуд одинаково слышимых гармоник амплитудно-частотную характеристику многоканального усилителя корректируют по форме кривой, равной громкости для среднего уровня сигналов (например, уровня 60 фон). Формирователь 11 цвета состоит из трех микшерных каскадов, в которых входные сигналы смешиваются с вручную выбранными значениями. При этом регулировку каждого входного сигнала осуществляют от максимального синфазного до максимального противофазного. В этом случае, если используется только один источник звука, в формирователе 11 цвета предусмотрен режим автоматического изменения цвета в зависимости от амплитуды входного сигнала, что достигается использованием в каждом из трех выходов системы автоматического регулирования усиления с разными уровнями срабатывания. С выходов формирователя 11 цвета сигналы поступают на преобразователь 2, который модулирует трехцветный световой поток пропорционально трем сигналам, поступающим на него. For color separation of various sound sources, the device is supplemented with a
При использовании стереофонического звукового сигнала цветовое разделение каналов позволяет с помощью очков с разными цветными стеклами наблюдать псевдообъемные изображения. When using a stereo audio signal, the color separation of the channels allows using glasses with different colored glasses to observe pseudo-volume images.
Увеличение получаемого изображения осуществляют либо за счет формирования псевдоточечных модулированных звуком источников света, которые непосредственно проецируют вращающиеся трафареты 5 на любую светлую поверхность, либо за счет использования дополнительного проекционного объектива с экраном. Во втором случае внутри вращающихся трафаретов 5 располагают мощные источники света, а изображение светящихся трафаретов проецируют через объектив, совмещенный с модулятором. The increase in the resulting image is carried out either due to the formation of pseudo-point sound-modulated light sources that directly project rotating
Во всех предложенных вариантах устройства могут использоваться дополнительные корректирующие частотнозависимые цепи, которые компенсируют неравномерность сквозной частотно-амплитудной характеристики, оценивающей соответствие амплитуд видимых и слышимых гармоник в необходимом диапазоне анализируемых частот. In all proposed variants of the device, additional correcting frequency-dependent circuits can be used that compensate for the unevenness of the end-to-end frequency-amplitude characteristic that evaluates the correspondence of the amplitudes of visible and audible harmonics in the required range of analyzed frequencies.
Применение предлагаемых способа и устройства преобразования звуковых сигналов в изображение позволит обучающимся музыке легко определить названия слышимых нот и аккордов, проконтролировать точность их воспроизведения, использовать зрительную память при изучении теории гармонии. Кроме того, получаемое изображение отражает все основные свойства человеческого уха и может использоваться для частичной или полной замены органов слуха зрением. The application of the proposed method and device for converting sound signals into images will allow students of music to easily determine the names of audible notes and chords, to control the accuracy of their reproduction, to use visual memory when studying the theory of harmony. In addition, the resulting image reflects all the basic properties of the human ear and can be used to partially or completely replace hearing organs with vision.
Claims (5)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4949433 RU2015562C1 (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Method and device for transforming sonic signals to image |
PCT/RU1992/000118 WO1993000142A1 (en) | 1991-06-27 | 1992-06-11 | Method and device for transducing sound signals into an image |
AU20010/92A AU2001092A (en) | 1991-06-27 | 1992-06-11 | Method and device for transducing sound signals into an image |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4949433 RU2015562C1 (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Method and device for transforming sonic signals to image |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015562C1 true RU2015562C1 (en) | 1994-06-30 |
Family
ID=21581340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4949433 RU2015562C1 (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Method and device for transforming sonic signals to image |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2001092A (en) |
RU (1) | RU2015562C1 (en) |
WO (1) | WO1993000142A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625896C1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-07-19 | Ольга Олеговна Матросова | Method for colour rendering of stereophonic signals |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ301933B6 (en) * | 2008-10-29 | 2010-08-04 | Nušl@Jaroslav | Method for controlling in particular lighting hardware by audio signal and a device for performing this method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU49763A1 (en) * | 1936-01-08 | 1936-08-31 | А.А. Третьяков | Music Light Accompaniment Device |
SU789872A1 (en) * | 1978-11-20 | 1980-12-23 | Горьковский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиофизический институт | Multichannel optical spectrum analyzer |
US4376404A (en) * | 1980-10-23 | 1983-03-15 | Agricultural Aviation Engineering Co. | Apparatus for translating sound into a visual display |
SU1095092A1 (en) * | 1982-10-05 | 1984-05-30 | Горьковский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский радиофизический институт | Optical spectrum analyzer |
SU1564560A1 (en) * | 1988-04-26 | 1990-05-15 | Даугавпилсское Высшее Военное Авиационное Инженерное Училище Им.Я.Фабрициуса | Spectrum harmonic analyzer |
-
1991
- 1991-06-27 RU SU4949433 patent/RU2015562C1/en active
-
1992
- 1992-06-11 WO PCT/RU1992/000118 patent/WO1993000142A1/en active Application Filing
- 1992-06-11 AU AU20010/92A patent/AU2001092A/en not_active Abandoned
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Патент США N 3427111, кл. G 01R 23/16, опублик. 1969. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1564560, кл. G 01R 23/16, 1990. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2625896C1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-07-19 | Ольга Олеговна Матросова | Method for colour rendering of stereophonic signals |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1993000142A1 (en) | 1993-01-07 |
AU2001092A (en) | 1993-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6046724A (en) | Method and apparatus for conversion of sound signals into light | |
Caivano | Color and sound: Physical and psychophysical relations | |
Goodwin | An acoustical study of individual voices in choral blend | |
KR100322347B1 (en) | Method and apparatus for harmonizing colors by harmonic sound and converting sound into colors mutually | |
McDermott et al. | Musical intervals and relative pitch: Frequency resolution, not interval resolution, is special | |
CN1151485C (en) | Sound and beat image display method and equipment | |
CA1165447A (en) | Sound pattern generator | |
Barrass | A perceptual framework for the auditory display of scientific data | |
WO2007105927A1 (en) | Method and apparatus for converting image to sound | |
US4627092A (en) | Sound display systems | |
RU2015562C1 (en) | Method and device for transforming sonic signals to image | |
Deutsch | Music perception | |
Chowning | 20 Perceptual Fusion and Auditory Perspective | |
Gardner et al. | Grouping of vowel harmonics by frequency modulation: Absence of effects on phonemic categorization | |
Greated | The nature of sound and vision in relation to colour | |
US10755683B1 (en) | Transformation of sound to visual and/or tactile stimuli | |
KR20070094207A (en) | Method and apparatus for converting image into sound | |
JP2904616B2 (en) | Method and apparatus for evaluating skin surface morphology | |
Wagler | Sonovision: A visual display of sound | |
KR20110052824A (en) | Color reproduction device | |
GB2044484A (en) | Visual display apparatus | |
DE102009043661B4 (en) | Device for the visualization of bending wave oscillations with sound transmitters based on bending waves | |
Hahlweg et al. | Chords and harmonies in mixed optical and acoustical stimuli | |
Auhagen et al. | Control of Timbre by Musicians A Preliminary Report | |
Beauchamp | Additive synthesis of harmonic musical tones |