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

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

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/ Методи за анализ, използвани в приложението

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

Спектър The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 5

6 Спектрограма, получена чрез STFT

3D спектрограма The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 7

8 Спектрални съставящи

Графичния интерфейс на приложението The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006 9

10 Уейвлет трансформация (FLWT – fast lifting wavelet transform)

The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/ 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.

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/f Partial Frequency Amplitude TailAmp Ratio fi/f The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/2006

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

14 Data acquisition of the experimental data (PULSE 12, B&K)

Литература 1.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, Microsoft Corporation, MCSE Training: Microsoft SQL Server 2000 Database Design and Implementation, SoftPress Ltd., M. Misiti, Y. Misiti, G. Oppenheim, J.-M. Poggi, Wavelet Toolbox, Users Guide, The Math Works, R. Pintelon, J. Schouken, System Identification, A Frequency Domain Approach, IEEE Press, 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, 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 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, 9.The MathWorks Website, The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/

Благодаря за вниманието! The work was supported partially by the Bulgarian National Science Fund under Grant KIN-1009/