Suodatus, filtering

Äänen spektrin osa-alueita voidaan vaimentaa tai korostaa.

Tätä kutsutaan suodatukseksi ja se voidaan toteuttaa monin tavoin (esim. soittamalla musiikkia verhon takana tai kuuntelemalla musiikkia pitämällä putkea korvassa). Usein käytetään kuitenkin elektronista suodatinta, filtteriä.

Suodattimeen liittyviä termejä

Q-value tarkoittaa suodatettavan kohdan korostusta: iso Q-arvo korostaa (= kapea kaista) ja pieni Q-arvo pehmentää (= leveä kaista)
Cutoff frequency tarkoittaa sitä taajuutta, josta aletaan muuttaa spektriä (leikkaustaajuus)
Slope on suodatusreunan jyrkkyys (loivasta jyrkimpään esim. 6 dB, 12 db, 24 dB)

Ohessa yleisimpiä suodatuksia (suluissa käytännön esimerkki)

low-pass: päästetään tietyn rajataajuuden alta osaääneksiä ja ylemmät vaimennetaan (esim. sihinät pois)
high-pass: päästetään tietyn rajataajuuden yli osaääneksiä ja alemmat vaimennetaan (esim. kuminat pois)
bandpass: päästetään vain tietyn alueen osaäänekset läpi, alemmat ja ylemmät vaimennetaan (esim. kick drum korostus)
notch (band-reject): poistetaan vain tietyn alueen osaäänekset, alemmat ja ylemmät saavat soida (esim. nasaalin lauluäänen korjaus tai hurinan poisto)

Seuraavassa eri suodatustyyppien kuvia.

Formantti

Formantti on kiinteä monialueinen suodatinpankki. Siinä on useita korostus- ja vaimennusalueita eli kaistoja. Esimerkiksi viulun kopalla, huilun putkella, vokaaleilla jne. on kaikilla omat formanttinsa.

Formantti muuttaa sen läpi välitettävän äänen sointia. Viulun koppa resonoi tietyillä alueilla eli korostaa niillä kohdin kielen osaääneksiä vaimentaen muita.

Suuontelossa on taas eri vokaaleilla omat formanttinsa, joten äänihuulten ja kurkkuputken tuottama sointi muuttuu vokaaliksi riippuen siitä, miten suuonteloa muotoillaan. Tästä seuraa, että vokaali a kuulostaa eri korkuisenakin aina a:lta.

Kurkkulaulussa muodostetaan matala ja terävä perusääni, jonka jälkeen suuontelolla muodostetaan kapea kaistapäästösuodin ja korostetaan kurkkuäänen eri osaääneksiä. Tuloksena on bordunaäänen eri ylä-äänesten korostamista. On muuten aika rasittavaa kurkunpäälle! Harjoittele varoen.

Vieressä muutamia vokaalien formantteja.

Suodattamalla seuraavan kuvan mukaisesti jotain ääntä, saadaan se kuulostamaan joko vokaalilta A, I tai U.

Vocoder on syntetisaattoreissa käytetty aktiivinen suodatinpankki, joka analysoi jotain lähdeääntä (source) ja muokkaa dynaamista suodatinpankkia siten, että sen läpi menevä muu ääni muuttuu lähdeäänen kaltaiseksi.

Alkeellinen versio oli kitaristi Jeff Beckin käyttämä VoiceBox. Siinä johdettiin hänen kitarasointiaan pienen kovaäänisen kautta hänen suuhunsa. Hän "puhui" suullaan ja mikrofoni vahvisti näin resonoineet kitaran äänet. Kuulostaa aika hauskalta.

(Jeff Beck, 1992, Full Moon Boogie, with Jan Hammer Group Live)

Vieressä näet eri vokaaleja sekä niiden voimakkaimmat taajuuskorostukset. Pohjimmaisena on perustaajuus, jolla vokaalit lausuttiin ja sitten ylempänä punaisena näkyvät voimakkaimmat formanttialueet.

Alempana on laulamani duuriasteikko vokaalilla A.

Kuvasta huomaa, että vaikka pohjataajuus muuttuukin, niin tietyt taajuusalueet pysyvät silti paikallaan, koska suuonteloni muodostaa vokaalia A.

Faktoja:
1. Suodattaminen muuttaa sointiväriä.
2. Suodatusta käytetään korjaamaan tai korostamaan äänessä olevia osaääneksiä.
3. Suodatuksen parametrejä ovat: Q-arvo, leikkaustaajuus ja jyrkkyys.
4. Formantti on kiinteä suodatinpankki, joka muokkaa sen lävitse johdettua ääntä.

versio 1.7.2022