קומפרסור (שמע)

קומפרסור הוא מכשיר אלקטרוני, אשר מטרתו היא לצמצם את הטווח הדינמי של אות מסוים. מטרת הקומפרסור לגרום לכך שההבדלים בין "חלש" ל"חזק" יהיו קטנים יותר מאשר באות המקורי. הדבר מתבצע על ידי הגברה של אותות חלשים והנמכה של אותות חזקים. האוזן האנושית יכולה להבחין במגוון רחב של עוצמות קול. החל מרשרוש קל של עלים ועד לרעשים חזקים כגון רעמים. המשרעת שבין אותות חלשים לאותות חזקים נקראת תחום דינמי או דינמיקה. מקובל למדוד תחום דינאמי ביחידות מידה הנקראות דציבל. הטווח הדינאמי של האוזן האנושית הוא החל מ-0dbSpl ועד כ-140dbSpl. למכשירים וטכנולוגיות שונות בתחום הקול יש טווחים דינאמיים שונים. למשל, לתקליטורים תחום דינאמי של 90dbSpl. כלומר, הפרש בין עוצמות הקול המינימליות שניתן להקליט על תקליטור לבין עוצמות הקול המקסימליות שניתן להקליט עליו הוא 90dbSpl. חשוב לציין שמדובר בעוצמת קול ולא בתדר. למכשירים אחרים תחומים שונים. כך למשל למשדרי FM תחום דינאמי קטן יותר, של כ-50dbSpl. אותות בטווח דינאמי רחב מדי, יכולים לגרום לשתי בעיות: הצלילים חלשים מדי לא ייקלטו הצלילים חזקים מדי יתעוותו כך למשל, אם נכניס למשדר FM אות קול המגיע ישירות מתקליטור, שהתחום הדינאמי שלו גבוה יותר מהתחום הדינאמי של המשדר, נוכל לראות שצלילים חלשים מאוד נבלעים ברחש הרקע, וצלילים חזקים מאוד גורמים לכך שלצליל מתווסף רחש של "שלג". ניתן להבחין בתופעה זו בשידוריהן של תחנות רדיו פיראטי, שאינן מקפידות על איכות השידורים שלהן. הפתרון לבעיה זו היא פעולת קומפרסיה. פעולה זו תגביר את האותות החלשים, ותחליש את האותות החזקים, באופן כזה שבתום הפעולה, התחום הדינאמי יהיה תואם את הציוד המקבל את האות. אמנם, הפעולה פוגעת במידה מסוימת באיכות, שכן המוזיקה נשמעת "שטוחה יותר", אך קיימים אלגוריתמים שונים המבצעים את הפעולות הללו באופן שהפגיעה תהיה קטנה ככל האפשר. פעולות קומפרסיה אינן מוגבלות אך ורק לתחום הקול. ניתן לבצע קומפרסיה גם בתחומים אחרים. כך למשל, כפתור הניגוד (Contrast) במכשיר הטלוויזיה, מבצע למעשה פעולה של קומפרסיה על התמונה כאשר האלמנט ה"מקומפרס" הוא עוצמת האור. כאשר האות אינו עובר קומפרסיה, ניתן לראות ניגודים חזקים בין השחור לבין הלבן, אך ייתכן שפרטים כהים מאוד או לבנים מאוד יעלמו. משחק בכפתור הניגוד מעלה את עוצמת ה"שחור" ומחליש את עוצמת ה"לבן", והתמונה הופכת להיות "שטוחה" יותר ברמות שונות של אפור. ההבחנה בין שחור ללבן קטנה יותר, אך פרטים כהים או לבנים שנעלמו קודם לכן חוזרים ומופיעים. פעולת קומפרסיה יכולה להתבצע בשני אופנים שונים: פעולת Offline - מבוצע על ידי מחשב ותוכנת עריכה כחלק מתהליך עיבוד האות. היתרון של ביצוע קומפרסיה ב-Offline היא שעובדים על אות שמוקלט מראש, ולכן יש אפשרות, וזמן ולבצע ניתוח מלא של כל האות ללא צורך בעבודה בזמן אמת, ולבצע את החישוב בכל נקודת זמן בהתייחסות לעבר ולעתיד של האות. פעולות אלו מתבצעות למשל בזמן עיבוד של אות קול באולפן הקלטות, לאחר ההקלטה. פעולת Online - מבוצע בזמן אמת על אות שאינו מוקלט מראש, ושצריך להמשיך ולהשתמש בו בזמן אמת ב-Delay מינימלי. יכולת החישוב במקרה זה מוגבלת יותר, ומתבססת רק על ההיסטוריה של האות מבלי אפשרות לדעת את העתיד. פעולות אלו מתבצעות למשל בתחנות שידור, כאשר פעולת הקומפרסיה צריכה להתבצע מבלי לפגוע בשידור החי. הפעולה מתבצעת על ידי מכשיר ייעודי לנושא זה הנקרא קומפרסור. הקומפרסור הוא מכשיר המבצע פעולה של דחיסה בזמן אמת. הקומפרסור עובד באמצעות מדידה של העוצמה, וקביעת מקדם ההגברה על פי המדידה, ההיסטוריה, האלגוריתם והפרמטרים הנקבעים במכשיר. ישנם מספר פרמטרים טיפוסיים, שניתן לכוון ברוב הקומפרסורים: סף (threshold) - הגדרה של עוצמה, שמעליה מתחיל מקדם ההגברה של הקומפרסור להשתנות. כל עוד האות נמצא מתחת לסף זה, הקומפרסור הוא ליניארי. מקובל להתייחס למצב זה כאל הגבר של 1 (כלומר, ללא שינוי). יחס (ratio) - מגדיר את עוצמת ההחלשה של אותות העוברים את נקודת הסף. זמן תקיפה (Attack ms) - פרמטר זה מגדיר את הזמן שאחריו ייכנס הקומפרסור לעבודה כשהצליל עובר את הסף. פרמטר זה חשוב על מנת שהקומפרסור יתעלם מאותות חזקים אך קצרים מאד. זמן שחרור (Release ms) - פרמטר זה מגדיר את הזמן שאחריו יפסיק הקומפרסור לעבוד לקראת סוף הגל. פרמטר זה חשוב על מנת שהקומפרסור יתעלם מקטעים שקטים אך קצרים מאד. למשל, בקימפרוס של תוף סנר, כאשר אנו יודעים שזמן ההתקפה הוא כ-20–30 מ"ש (אלפיות השנייה), וזמן הדעיכה מהשיא הוא כ-20 מ"ש - מכוונים את ה-attack ואת ה-release לכ-20–30 מ"ש. כיוון לא נכון של attack ו-release עלול ליצור תופעה של pumping - כלומר, מצב בו קיימת הרגשה של עלייה וירידה דרסטית של הווליום בכל צליל שמנוגן. ישנם קומפרסורים בעלי כניסה צדדית לקומפרסור (side chain). משתמשים בכניסה זו כדי שהקומפרסור ינמיך את האות שזורם דרכו על פי אות אחר שנכניס מהצד. באמצעות ה-sidechain נוכל להגדיר לקומפרסור לזהות קפיצות ווליום בסיגנל אחר ועל פיהם לקמפרס את האות אותו אנו מעבירים בקומפרסור. כך למשל, אחד השימושים הנפוצים ב-sidechain הוא עבור קימפרוס של גיטרה בס על פי sidechain של תוף רגל (kick). לימיטר הוא מקרה פרטי של קומפרסור, שבו מכוון היחס (threshold) באופן כזה, שאינו מאפשר כל שינוי בעוצמה מעבר לסף. הלימיטר גורם לעיוותים חזקים באות העובר דרכו, ומטרתו לשמש כשכבת הגנה בפני ציוד שאסור בשום פנים שיקבל עוצמת אות מעבר לסף, גם במחיר עיוותים. אקולייזר מאסטרינג נרמול שמע מלחמת הרעש מדיה וקבצים בנושא קומפרסור בוויקישיתוף