Камбанният звън – акустично, математическо и...
description
Transcript of Камбанният звън – акустично, математическо и...
![Page 1: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/1.jpg)
Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство
Тихомир Трифонов, Цветанка Георгиева
Department of Mathematics and Informatics,University of Veliko Tarnovo “St. St. Cyril and Methodius”,Bulgaria
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006
![Page 2: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/2.jpg)
Съхраняването на уникалния звън и параметрите на ценни за нашата култура църковни камбани е голямо научно предизвикателство.
Измерването на звук и вибрация в условията на реални обекти ― камбанарии на църкви и музейни помещения е сложна задача. Необходима е уникална апаратура и специална обработка на суровия сигнал.
В настоящата статия е представено приложение, прилагащо методи за цифрова обработка на сигнали за анализиране на звукове от камбани.
Подробна информация за използваните за целта камбани се поддържа в аудио и видео архив на уникални български камбани.
Приложението е реализирано на MatLab и осигурява възможност за търсене на камбани от архива според тяхното звучене.
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 2
![Page 3: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/3.jpg)
Спектрален анализ чрез дискретно
преобразуване на Фурие
Цифрова филтрация
Уейвлет анализ
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 3
Методи за анализ, използвани в приложението
![Page 4: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/4.jpg)
Звук на камбана от Килифаревски манастир "Свето Рождество Богородично" в Килифарево, България
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006
![Page 5: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/5.jpg)
Спектър
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 5
![Page 6: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/6.jpg)
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 6
Спектрограма, получена чрез STFT
![Page 7: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/7.jpg)
3D спектрограма
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 7
![Page 8: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/8.jpg)
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 8
Спектрални съставящи
![Page 9: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/9.jpg)
Графичния интерфейс на приложението
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 9
![Page 10: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/10.jpg)
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 10
Уейвлет трансформация (FLWT – fast lifting wavelet transform)
![Page 11: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/11.jpg)
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 11
Търсене на камбани според тяхното звучене по намерените съставящи
В архива се поддържа информация за предварително пресметнатите съставящи.
При търсенето се проверява дали разликата в честотите на съответните частични не надхвърля предварително зададена от потребителя стойност
За реализация на търсенето е създадена съхранена процедура, като е използван Transact-SQL с цел да се повиши производителността, тъй като при SQL се обработват набори от данни.
![Page 12: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/12.jpg)
Comparison between the samples of two strikes of one bell (6114_06_01) of the monastery "St. Nativity of Virgin Mary" - Kilifarevo Monastery, Kilifarevo
Partial Frequency Amplitude TailAmp Ratio fi/f1
-----------------------------------------------------------------
1 302.243 34.948 16.350 1.000
2 592.124 53.895 15.288 1.959
3 698.080 57.539 24.559 2.310
4 954.829 35.236 24.279 3.159
5 1174.523 64.233 33.793 3.886
6 1435.637 22.072 22.888 4.750
7 1648.431 33.699 24.014 5.454
8 1775.977 59.507 26.505 5.876
9 1987.498 30.218 24.462 6.576
10 2267.458 24.582 30.388 7.502
Partial Frequency Amplitude TailAmp Ratio fi/f1
-----------------------------------------------------------------
1 301.743 31.024 7.152 1.000
2 592.466 48.769 12.929 1.963
3 698.090 57.217 19.595 2.314
4 950.793 25.261 31.921 3.151
5 1174.435 60.931 28.891 3.892
6 1453.213 23.821 26.768 4.816
7 1648.266 28.519 30.374 5.462
8 1774.781 65.925 25.363 5.882
9 2001.135 32.750 36.556 6.632
10 2287.602 26.836 28.026 7.581
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006
![Page 13: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/13.jpg)
Comparison between the samples of two strikes of one bell (6114_06_01) of the monastery "St. Nativity of Virgin Mary" - Kilifarevo Monastery, Kilifarevo
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006
![Page 14: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/14.jpg)
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 14
Data acquisition of the experimental data (PULSE 12, B&K)
![Page 15: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/15.jpg)
Литература1. E. Larson, R Maddox, Real-time time domain pitch tracking using wavelets, In
Proceedings of the University of Illinois at Urbana Champaign Research Experience for Undergraduates Program, 2005.
2. Microsoft Corporation, MCSE Training: Microsoft SQL Server 2000 Database Design and Implementation, SoftPress Ltd., 2001.
3. M. Misiti, Y. Misiti, G. Oppenheim, J.-M. Poggi, Wavelet Toolbox, Users Guide, The Math Works, 2006.
4. R. Pintelon, J. Schouken, System Identification, A Frequency Domain Approach, IEEE Press, 2001.
5. A.B. Sergienko, Digital Signal Processing, Piter, 2007 (in Russian).6. J. O. Smith, Mathematics of the Discrete Fourier Transform (DFT), with Audio
Applications – Second Edition, W3K Publishing, 2007, http://ccrma.stanford.edu/~jos/mdft.
7. T. Trifonov, Tsv. Georgieva, Web based approach to managing audio and video archive for unique Bulgarian bells, In Proceedings of the Tenth International Conference on System Analysis and Information Technologies, Kyiv, Ukraine, 2008, page 325.
8. The Bell Project “Research and Identification of Valuable Bells of the Historic and Culture Heritage of Bulgaria and Development of Audio and Video Archive with Advanced Technologies” Website, http://www.math.bas.bg/bells
9. The MathWorks Website, http://www.mathworks.com
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 15
![Page 16: Камбанният звън – акустично, математическо и технологично предизвикателство](https://reader035.fdocuments.in/reader035/viewer/2022070413/56814c02550346895db900d0/html5/thumbnails/16.jpg)
Благодаря за вниманието!
The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006
16