Sovelle-u digitaalinen signaalinkäsi-ely

Transkriptio

1 Sovelle-u digitaalinen signaalinkäsi-ely Audio 1, ryhmätyö, yleiset Jukka Pätynen Tänään Ryhmätyökysely Tuloksia lisäselitystä parista aiheesta ReaaliaikaohjelmoinE, Pitkät viiveet, kaiunta 1

2 Viikkoharjoituksista Viikkoharjoituksiin on mitoite-u n. 4 tunea per harjoitus Harjoitus 1 on mennyt reiluse pitemmäksi 6-7 tunea? Ryhmätyökysely MIMO, auralisoine, efeket, synteesaa-orit, radiokar-akuvat vaiku-avat hyvältä Ryhmiä syntyy! Huomioita Liikkeen tunnistus videosta (Nappaa voro) ylibooka-u Puheentunnistus ei saanut kiinnostusta 2

3 Määräaikaan mennessä vastanneet Ryhmäehdotukset Muodoste-u ilmoite-ujen top3- aiheiden perusteella Ryhmää voi vielä vaihtaa päi-äin sopimalla toisen kurssilaisen kanssa Molemmilta ilmoitus sähköposetse: Muutamaan ryhmään lisähenkilö + uusia ryhmiä, jos ilmoi-autumisia vielä tulee 3

4 Jesse Nieminen Roope Lähetkangas Juhani Viinanen MIMO Jukka Laakko Sami Nieminen Teemu Järvi Radiokar-akuvat 4

5 Nappaa voro 2 ryhmää: Esko Honkala Akseli Koljonen Tuomas Ebeling Niklas Strengell Miro Saarenmaa Juuso Mikkonen Jasmin Hoikkala + x? Automaa_zoom 5

6 Joel Pulkkinen Tuomo Kivekäs Lauri VapalahE Audio: SynteEsaa-orit Audio: EfekEt Lauri Aleksi Myöhänen Otso Björklund 6

7 Ilkka Malassu Olli Kauppinen Olli Kantamaa Audio: SoiEnmallit AuralisoinE / Elaääni Ossi Miikkulainen Juuso Jahnukainen 7

8 Niko Rasi Markku Leppälä Puhesynteesi Ymmärre-y oikein? Kaikki työt voi tehdä Matlabissa Matlab- työstäkin voi saada parhaat arvosanat Palkitsemme haastavista ohjelmoineympäristöistä Palkitsemme myös hyvistä algoritmeista Matlabissa myös 8

9 Hyvä arvosana ryhmätyöstä Jos käy-ää haastavia ohjelmoineympristöjä ja reaaliaikaohjelmoinea vaaditaan vähemmän algoritmeilta Ryhmät voivat valita itse ympäristön Lisää ryhmätöistä varsinkin ipad käytössä EnsisijaisesE audioaiheisiin VaaEi enemmän omatoimista askartelua Plussaa: eksoo_sempi kehitysympäristö Demosta helpose mielenkiintoinen 9

10 Suunnitelma Työn rajaus Valitaan materiaalista ryhmää kiinnostava polku Neuvo-elu ryhmän kesken MieEtään ohjelmoineympäristö MieEtään halutaanko mennä omaan suuntaan vai pysyä ohjeissa IdeoinE Keskustelu / palaveri ohjaajien kanssa mahdollista Oikeat ryhmätyökalut Kartoi-akaa sopivat työkalut varhaisessa vaiheessa Koodin jako, versiohallinta: Git? Kirjoitusympäristö Aikataulun ylläpito 10

11 Aikataulu Viikko Luento Ope-ajat Harjoitus 0: Johdanto Jukka, Jussi, Niklas OhjelmoinEympäristöt Palautus: Vastaa ryhmätyökyselyyn 1: Audio 1, ryhmäjako Jukka Reaaliaika- audio 2: Audio 2 Prof. Vesa Välimäki Äänenkäsi-ely : Palautus: Alustava suunnitelma ryhmätöistä 3: Puheenkäsi-ely Kalle Palomäki Puheanalyysi 4: Ryhmätyö- ohjaus, palaute Jukka, Jussi, Niklas, aiheassistenet 5: Monikanava- audio Prof. Ville Pulkki, Juhani Paasonen Periodi vaihtuu tauko ten_viikolla 6: Tietoliikenteen signaalinkäsi-ely Prof. Risto Wichman Puheenkoodaus Monikanava- audio Tietoliikenteen signaalinkäsi-ely 7: Kuvan käsi-ely Jorma Laaksonen Kuvan käsi-ely Ryhmätyön välipalautus Harjoitustyön varsinainen palautus, Posteri Demopäivä Päiväkirjojen palautukset omilla määräajoillaan Tavoi-eet tänään ja harjoituksissa Oppia reaaliaika- audio- ohjelman kehityspolku Offline- prototyyppi: Matlab Reaaliaikatoteutus: C Oppia toteu-amaan iso viive esim. pitkää FIR- suodaenta varten Rengaspuskuri Huonevaste- esimerkki 11

12 PuskuroinE (audio buffer) double audioinputbuffer[32] /**/ while (audioprocessingon) { /* new audioinbuffer filled */ /**/ for (i;i<bufferlen;i++) { /* audio processing code, filters etc., circular buffer*/ Yksi-äinen kaiku Amplitudi D (viive) 12

13 (read) read 13

14 read 14

15 15

16 Huonevaste = FIR- suodin Suora ääni SuoEmen pituus luokkaa näyte-ä Varhaiset heijastukset Amplitudi Jälkikaiunta - > h-ps://commons.wikimedia.org/wiki/ File:AcousEc_room_impulse_response.jpeg Aika - > 16

17 Demo - huoneimpulssivaste Käytännön huoneimpulssivasteen mi-aus Impulssimainen äänilähde: käsien läpsäys Vastaano-opiste: Eetokoneen mikrofoni Todellisuudessa: KaiuEn ja mi-aussignaali (toiste-avuus) Mi-amikrofoni tai kompake mikrofoniasetelma Suora ääni Ensiheijastukset 15 ms 17

18 Koko huoneimpulssivaste (db- asteikolla) Huoneen akusesen vasteen simuloine, kuvalähdemenetelmä (2- D- esimerkki) (Seinä ~ Peili) X X X X X X X X X 18

19 20/09/16 5 m 20 m t = s/v = 20 m / 343 m/s = 50 ms 19

20 h-p:// chapel- st- albans- cathedral Kuiva äänite x[n] Huoneimpulssivaste h[n] Konvoloitu ääni x[n]*h[n] h-p:// chapel- st- albans- cathedral 20

21 T60 : 1s h-p:// chapel- st- albans- cathedral Diskree_ konvoluueo = FIR- suodin 21

22 20/09/16 KonvoluuEoteoreema Taajuustason (Fourier- taso) mainio ominaisuus: Miksi konvoloidaan taajuustasossa? Aikataso: Kompleksisuus ~ O(N2) Taajuustaso: Kompleksisuus ~ O(N log(n)) 22

23 Reaaliaikaisuuden kriteerit? Laskenta pitää suori-aa nopeammin kuin uu-a signaalia tulee sisään Viiveen (latenssi) väli-ömyys Riippuu sovelluksesta Esim. välitön palaute soi-ajalle Reaaliaikaisen konvoluueon toteutus Koko konvoloitava signaali ei saatavilla Laskenta voi olla liian hidasta (pitkä FIR) Tehdään konvoluueota lyhyin väliajoin pienille ikkunoille Viive / tehokkuus Pidemmät ikkunat laskennallisese tehokkaampia Reaaliaikaisuus kärsii, latenssi kasvaa 23

24 Reaaliaikatoteutus 1 overlap add h-ps://en.wikipedia.org/wiki/overlap%e2%80%93add_method Reaaliaikatoteutus 2 overlap save h-ps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ad/overlap- save_algorithm.png 24

25 Harjoitus - audio 1 JUCE, Mac: Toteutetaan rengaspuskuri Matlabissa, pitkä viive Rengaspuskuri MEX/JUCE/VST Windows: Toteutetaan rengaspuskuri Matlabissa, pitkä viive Rengaspuskuri MEX KonvoluuEo Harjoitus - audio 1 Kanna-aa o-aa mukaan harkkan, jos omistaa Mitra: Digital Signal Processing: A Computer- Based Approach 2nd EdiEon 25

26 Harjoituksista Kurssin MyCourses- etusivulta Päiväkirja 1 Palautus MyCoursesiin, DL

27 Ensi viikolla Luento: Prof. Vesa Välimäki SuoEmet, oskillaa-orit 27

28 Maarilla hankaluuksia h-ps:// v=yzkc26-3t6u Maari K:sta löytyi rikkinäisiä asennuksia C- kääntäjiä rikki joka toisessa koneessa KorjausoperaaEo käynnissä mu-a luokan vaihto mahdollista. Jos vaihdetaan, tulee Eedote MyCourses newsiin Palaute-a Tu-ua asiaa tylsää luennolla Skippaa luento ja tee korvaava tekse mielenkiintoisen ja aiheeseen lii-yvän lähteen pohjalta Käy luennosta vain info- osuus, ja häippää tylsästä teoriapätkästä, silloinkin voit palau-a lyhyen korvausteksen 28

29 Palaute-a Avomista ryhmätyön toimeksiannoista Toiset pitävät ajatuksesta Toiset haluavat suljetumpia ja tarkkoja ohjeita Avoimen tehtävänannon tavoite on herätellä luovuu-a Työelemässä insinöörin taitoihin kuuluu myös ongelmien etsintä ja rajaus, ei vain ratkaisu Käytännössä kuitenkin iso osa ohjeista mahdollistaa tarkkojen ohjeiden perusteella toimimisen Ensimmäiset vaihtoehdot 10" 9" 8" 7" 6" 5" 4" 3" 2" 1" 0" MIMO" auralisoin7" efek7t" synte7saa=ori" nappaa"voro" radiokar=akuvat" Series1" 29

30 Toinen vaihtoehto ellei vahva preferenssi ensimmäiselle 7" 6" 5" 4" 3" 2" Series1" 1" 0" MIMO" auralisoin5" efek5t" synteteisaa;orit" nappaa"voro" radiokar;akuvat" Matlab työtä haluaville Yksinkertaiste-u puhesynteesi Ohje saa-oi olla liian suppea, päivitän ohje-a ainakin kelmuseellä Mahdollisuus hyvin ohja-uun ja selkeään työhön Puhe 1 harjoituskierrokselta vahvat eväät Instrumen_mallit Kitaramalli mahdollista tehdä tarkkaan ohjeen mukaan neessä referenssiksi (ei kopioitavaksi ) monenlaista so~aa 30

31 Kitaramalli Karplus- Strong Wiki h-ps://en.wikipedia.org/wiki/karplus %E2%80%93Strong_string_synthesis Vakuu-avan oloinen kitaramalliprojeke h-p:// Yksinkertaiste-u puhesynteesi 31

32 20/09/16 Akatemiaprofessori Paavo Alku 2 : /a/ ääniväylä+ glo_s ääniväylä Akatemiaprofessorin glo_spulssi 32

33 Akatemiaprofessorin glo_spulssi Glo_spulssi simppelise posieivinen puoli sin(2 π f/fs) f0= Hz Puheentuoton putkimalli Vokaali / a / periaatekuva 33

34 20/09/16 Puheentuoton putkimalli (4 putkea) Vokaali / i / periaatekuva Puheentuoton putkimalli (4 putkea) Vokaali / a / periaatekuva 34

35 s 35