Harmonic Shifted Envelope 谐波转移包络技术

我们在说”压缩效果器”或者其他动态处理时,我们实际上在说什么呢?

我们实际上在说幅度调制。没错,所有的动态处理,归根结底都是使用一条曲线去调制音频的音量。这100%是个幅度调制。

对幅度调制来说,当一个频率为A的信号去调制B信号的音量时,会产生A+B频率和其倍频的谐波。例如使用1000Hz的正弦波去调制1000Hz的正弦波,会得到2000Hz的谐波。

介于很多效果器都会产生谐波,动态效果产生一些谐波听起来仿佛也可以接受。但问题就出在这里。在Dynamic效果器的包络检测中,有一步取绝对值的运算(或求平方)。取绝对值的操作会将原本1000Hz的频率”升高”到2000Hz,4000Hz,6000Hz。。。。。。等频率上。


1000Hz正弦波

这个取过绝对值的数据,会通过一些类似低通滤波器的过程来创建调制包络。里面含有的偶次谐波失真会减少很多,但不会被消除,生成的包络仍会包含一些。

嗯……偶次谐波?这完全没问题啊。

等等!还记得上面的运算过程吗?当使用具有 2000 Hz、4000 Hz、6000 Hz 分量的包络调制 1000 Hz 信号时,所得信号将包含 1000+2000=3000 Hz、1000+4000=5000 Hz、1000+6000=7000 Hz 等。 那是原始信号的奇数倍!


原始音频,1000Hz正弦波


经过压缩效果器的音频,3000Hz,5000Hz,7000Hz……的奇次谐波被产生。

为了解决这个问题,我们设法找到了⼀种技术,我们称它作Harmonic Shifted Envelope。它可以将部分奇次谐波的能量”偏转”到偶次谐波上。

这是怎么做到的?

如果我们仔细思考这个问题,这个问题会变成:”什么东西可以改变谐波比例?” 是的!一个Waveshaper!
Harmonic Shifted Envelope本质上是一个极其轻量级的神经网络,以偶次谐波作为输入,以奇次谐波作为输出。训练出一个带状态的Waveshaper。它可以重新将结果中的偶次谐波重新映射回奇次谐波。在进行幅度调制后,失真会落在偶次上,谐波的总能量虽然没有减小,但听感上更加好听。

2000Hz,4000Hz,6000Hz的偶次谐波产生。

回到动态EQ,事情就复杂了。无论动态均衡器如何实现,它都可以看作是一个对增益进行调制的滤波器。除了奇次谐波外,基频的非整数倍还存在失真。

某第三方动态EQ产品在压缩1000Hz时产⽣的⾮整数倍谐波和3000Hz的奇次谐波.

这些谐波导致了动态EQ”不清晰”, “冰冷”的听感。市面上的很多动态EQ产品都没有注意这个问题, 如果您对它们中的⼀些进行分析,您将会惊讶于您会看到多少谐波。万幸的是,Harmonic Shifted Envelope Detector在此处依然适用。

您可以观察到,经过Harmonic Shifted Envelope Detector的处理,Kirchhoff-EQ在降低了整体谐波失真的同时,将3000Hz的奇次谐波”转移”到了2000Hz。这是个偶次谐波!

请注意,当动态均衡器达到其边界时,它会降级为没有失真的正常的均衡器。因此,测试动态均衡器失真的正确方法是将其处理保持在中心位置。这是用于测试Kirchhoff-EQ的配置:


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