İlk olarak ses işleme konusunda çok az tecrübem olduğunu belirtmek istiyorum fakat zamanında türkçe ve sade anlatımlı kaynak bulamadığım için birşeyleri yazma ihtiyacı hissettim.
Motivasyon olarak şunu düşünelim:
- Müzisyen/ses mühendisi olarak kendi müzik yazılımınızı geliştirmek isteyebilirsiniz.
- Telefon ile konuşurken sesinizin karşı tarafa nasıl iletildiğini anlamak isteyebilirsiniz.
- Çok çok güçlü mikrofon ile ses dalgalarını yakalayıp ayrıştırarak ,insanların verilerini ele geçirebilirsiniz(gerçi büyük şirketler bu işi basit uygulamalar ile yapıyor hemde bizler bundan memnunuz.)
Şimdi temel olarak konuların hem teorik ve uygulama kısmını açıklamayalım.
TEMEL BİLGİLER
SES:atmosferde canlıların işitme organları tarafından algılanabilen periyodik basınç değişimleridir.
SES NASIL YAYILIR:Fiziksel boyutta ses, hava, katı, sıvı, veya gaz ortamlarda oluşan basit bir mekanik düzensizliktir. Bir maddedeki moleküllerin titreşmesi sonucunda oluşur. Ses bir enerji türüdür. Ses titreşimle oluşur, titreşimi enerjiye dönüştürür.
SESİN ÖLÇÜ BİRİMİ :Desibel(db) ile ölçülür
SES DALGALARI
İlk başta dalgalar hakkında konuşalım,dalgalar mekanik ve elektromanyetik dalgalar olmak üzere ikiye ayrılır.Aralarındaki fark ise şudur:elektromanyetik dalgalar boşlukta(uzayda yayılabilir) fakat mekanik dalgalar ortama ihtiyaç duyar(hava gibi) .Ses dalgalarıda mekanik dalgalar olduklarından yayılmak için maddesel ortama ihtiyaç duyarlar.(Aslında uzaydada yayılabilirler çünkü uzaydada azda olsa maddesel ortam mevcuttur.)
FREKANS (SIKLIK)
Bir dalganın frekansı, dalganın hava veya başka bir ortam içinden geçerken
ortamdaki partiküllerin ne sıklıkta titreştiğine bağlıdır.
Frekans ileri geri titreşimlerin zamana bağlı olarak ölçülmesi ile hesaplanır.
Saniyedeki titreşim sayısı özel olarak Hertz birimi ile ifade edilir (1 Hertz = 1
döngü/saniye).
Genlik(AMPLİTUD) :ses dalgalarının dikey büyüklüğünün bir ölçüsüdür.Ses dalgalarını oluşturan sıkışma ve genleşmeler arasındaki fark, dalgaların genliğini belirler. *Titreşimi sağlayan enerji ne kadar yüksekse, genlik o kadar büyük olur.
DALGA BOYU:Bir dalganın ardışık iki tepe veya iki çukur noktası arasındaki mesafe bize dalga boyunu verir.
TINI:Sesin ‘rengini’ ifade eden bir terimdir. Aynı oktavda, aynı notayı (tonu) aynı yoğunlukta ve aynı uzunlukta çalan bir kemanla bir flüt arasındakı temel fark, ‘tını farkı’dır.
SES DALGALARININ ÇEŞİTLERİ
Ses dalgalarını tanımladık fakat aralarında farklarada izninizle değineyim.Ses dalgaları 4’e ayrılır;
1. Ses ötesi (Infrasound); 20 – 30 hertz ve altındaki ses dalgalardır.
2. İşitilebilir ses; 20-20 000 hertz arasında olan ses dalgalardır.Bizlerin duyabileceği ses dalgalarıdır.
3. Ultra ses (Ultrasound); 20KHz (20.000 hertz) den 15MHz’e kadar olan ses dalgalarıdır..(Halk arasında ultrason dediğimiz cihazların çıkış noktası bu ses dalgalarıdır).
4. Hiperses(Hypersound): frekansları 15MHz’den yukarı olan ses dalgalarıdır.
Ufaktan ilk okul ve lise bilgilerimizi azda olsa tazelediğimize göre artık daha gelişmiş bölüme geçelim.
SİGNAL PROCESSİNG (SİNYAL İŞLEME)
Sinyal işleme, sistem mühendisliği, elektronik mühendisliği ve uygulamalı matematik gibi dalların en önemli konularından birisidir. Genel olarak analog ve dijital sinyaller üzerinde analizler yapma, zamansal ve mekansal değişiklikleri saptayarak çeşitli sistemlere uygulama olarak tanımlanabilir.
NE İŞE YARAR?
Şöyle açıklayayım elimizde çeşitli herhangi bir sinyali anlamdırmak ,işlemek veistediğimiz şekilde manipüle etmek için kullanıyoruz.Sesler zaten dalgalar halinde yayılıyordu.Dalgalarında sıklığı olduğu için bunu işleyebiliriz.Sinyal tiplerini ve dönüşümlerini matematiksel dönüşümleri kullanarak açıklayacağız. Örneğin sinx,cosx gibi trigonometrik fonksiyonları ve fourier dönüşümleri bizlerin işlerini çözecektir.Çünkü ses dalgalarını matematiksel olarak tanımlayabildiğimiz yapılara benzeteceğiz.
Not: trigonometrik veya herhangi bir fonksiyonun grafiğini görmek için desmos kullanabilirsiniz., https://www.desmos.com/calculator/hegj6ob8lu bu linkten grafiklere ulaşabilirsiniz.
İlk olarak temel bilimlerdeki konuları hatırlatarak hafızaları tazelemek istedim.Diğer yazımızda işin elektronik ve çok daha fazla yazılım kısmı hakkında konuşacağız.2.ci yazıya bu bağlantıdan erişebilirsiniz : https://blog.ictr.club/ses-sinyal-isleme-2/
KAYNAKLAR
1. https://www.slideshare.net/gencseen/ses-dalgalar-konu-anlatm-zet
2. https://rasyonalist.org/yazi/ses-dalgasi-nedir/
3. https://nedir.ileilgili.org/spektrogram
4. https://cdn2.beun.edu.tr/sbf/2017/03/17/ikt-ders-1.pdf
5. https://evrimagaci.org/uzayda-sesin-hic-yayilmadigi-dogru-mu-uzayda-bazi-
ses-dalgalari-yayilir-ancak-duyamazsiniz-4044
6. https://greenteapress.com/thinkdsp/thinkdsp.pdf
7. https://acikders.ankara.edu.tr/course/view.php?id=837
8. https://www.elektrikport.com/universite/sinyal-isleme-nedir/10222#ad-image-0