[Input Representation] Sound와 Waveforms

Sound

소리가 잘 들리는 것은 물체를 진동시켜 소리가 생성되므로 이러한 물체가 진동하고 진동으로 인해 공기 분자가 진동하고 서로 부딪히면서 기압의 상태를 변화시켜 파동을 만들어 낸다. Air molecules를 통해 한 지점에서 다른 지점으로 에너지를 전달한다. Sound wave나 Mechanical wave가 있을 때, 매개는 형태를 가지며 그 형태는 소리에서 어떤 일이 일어나는 것처럼 보인다. -> Pressure plot을 사용하여 이 모든 것을 시각화할 수 있다.

Waveform

Pressure plot로 Waveform 이용한 복잡한 Sound를 표현할 수 있다.

어떤 노이즈가 있더라고 음악 전체를 나타낼 수 있다.

Waveform 정보

주파수 Frequency
강도 Intensity
음색 Timbre

Cents

Octave divided in 1200 cents
100 cents in a semitone
Noticeable pitch difference: 10-25 cents

Sound Intensity 사운드 강도

사람의 가청 범위 $TOH = 10^{-12}W/M^2$
The Threshold of Hearing and the Decibel Scale (청력의 임계값과 데시벨 척도)

Source	Intensity	Intensity Level
Threshold of Hearing (TOH)	1*10-12 W/m2	0 dB
Rustling Leaves	1*10-11 W/m2	10 dB
Whisper	1*10-10 W/m2	20 dB
Normal	Conversation	1*10-6 W/m2 60 dB

Intensity level

Logarithmic scale
Measured in decibels (dB)
Ration between two intensity values
Use an intensity of reference (TOH) $dB(I) = 10 * log_10$

Loudness 음량

인간 청각의 지각 정도에 의해 느끼는 소리의 크기(심리량)

Timbre 음색

바이올린과 트럼펫은 비슷한 Intensity로 연주하지만 우리가 두 악기의 소리가 다르다고 느끼는 건 음색이 다르기 때문이다.

음색의 특징

Timbre is multidimensional
Sound envelope
Harmonic content
Amplitude / frequency modulation

Sound envelope

Attack-Decay-Sustain-Release Model

Amplitude modulator

현악기 트레몰로 (주파수가 아닌 진폭의 변화)
Periodic variation in amplitude
In music, used for expressive purposes

Reference

MATLAB - 음성 신호의 피크 포락선

Sound와 Waveforms