法国科学研究中心，声学与音乐研究中心，匹兹堡医学中心和法国文化部与交通部联合设计了分析与可视化声音的创新工序。这款名叫“蜗牛分析调谐器”的软件的专利属于法国科学研究中心，它为调节乐器提供了一些新奇的方式。它主要针对声调，并且实时将音乐和人声可视化。它不仅包含了已有的科学成果，这款软件还为音乐家和那些从事声音相关工作的人带来了创新性成果。它适用于专业人士和业余爱好者。它已在2016年1月21日发行并在将同年2月6日，7日在巴黎的音乐沙龙上展出。

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声音就是声波在空气中的振动。这种振动，或者说叫信号，它由不同振幅和频率的振动组成，并共同组成“声音频谱”。标准的声音频谱分析器显示相当于音量的振幅图像，检索每秒钟的振幅。一个标准分析器的图像来源于信号分析。

这些分析器提取声音振幅和频率，给出形成声音的振动的信息。例如，一个频率为440赫兹的音频信号，当这个信号在短距离内传播时，它的能量峰值在440赫兹处。但是传播距离越大，这个峰值就越不精确。这个被称作“时间频率不确定性”。为了减少这种问题的出现，并且大显著改善频率精确度，研究者开发出了一个新的索引，它能够将声元件互相区分——这个索引叫做“解调相位”。它在一定时间内是连续的，所以它会给出声相化的信息，这有关每一个原声和受分析的频率组成的声原件。他们的分析器通过大量频闪观测仪，使用用类似的方法操作。这会使静止声原件的相位处于可收集的范围：通过一种特殊算法计算后只有这些静止区域会被显示。

根据这个原则，科学家发展出一个新算法，它用来分析所有光谱声原件然后用图像表现出来。第一次使用“蜗牛”模式时，光谱容量的活跃区由高光点或者螺旋结构表示：一循环相当于一个八度：低音接近螺旋线的中心而高音远离中心。“民谣调音”的频率(默认值为440赫兹)在螺旋线上是由一个稠点标记的。每一个被分析的频率的振幅都转化成响度(一种描述被人体接受的音量大小的数值)，它自身又被转化成亮度水平：如果声原件的音量是原来的两倍高，那么高光点就比原来亮两倍。评价噪声和伴随解调相位的同步化的质量时，需要观察高光点的大小变化。用户可以通过目标作业功能调节光斑定位的精确度(音调，音乐可视化等等)。其他的信息可以根据选择的模式(音量，解调相位，等等)由色彩表示。你还可以使用两种附加的模式。“声谱图”模式在键盘上显示有时间轴的活跃声区。“调谐器”模式显示目标精选音符声原件的猛增状态。除此之外，这个目标音符的每一个单元都由解调相位给出的一个角来代表：循环性使它可以很好地估计调音质量(两秒一循环意味着音频在0.5赫兹处有缺失)。

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所以这款“蜗牛分析调谐器”用可调节的方式提高了分析精确度，无论是调音模式还是可视化模式。这个软件在从嘈杂环境(噪音，说话的声音)和设备调音操作中提取稳定声原件(比如说轻微的或者充分无损的声音)并做到无损音质这方面尤其突出。这个软件提供了符合人们观察方式的，可视化声音频谱的新方法，它可以用来精确地调节乐器和已调节音符的有损部分。音乐家们现在可以打开音乐世界的崭新大门，享受这种交互方式带来的震撼。

本文译自 phys，由 一只咸鱼 编辑发布。

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