Sonido en vivo

¿Por qué una señal comprimida suena más alto?

¿Qué sucede realmente con el volumen de una señal de audio cuando se comprime? En el presente artículo vamos a explicar porqué cuando se comprime una señal de audio se tiene la sensación de que se ha elevado su volumen.

Lo primero que se ha de considerar es la diferencia entre el margen dinámico de la señal y el volumen de esta. El margen dinámico establece la distancia entre el nivel máximo de señal y el nivel mínimo o ruido que encontramos en cualquier señal de audio. El volumen está relacionado con el nivel medio de la señal, el valor RMS, que viene determinado por el nivel de la señal, el contenido en frecuencia y la duración de esta.

Margen dinámico señal

Existen diferentes tipos de compresores: lineal, de ganancia constante, bilineal, multibanda... Vamos a centrarnos en el funcionamiento de los dos primeros.

Compresor lineal

Compresor

Si atendemos a la definición de la función que realiza un compresor lineal, esta nos dice que aplicará amplificación sobre las señales de entrada que se encuentren con un valor por debajo de un valor determinado denominado umbral (threshold), y aplicará atenuación sobre señales de entrada que se encuentren por encima de dicho valor umbral. Es fácil interpretar que los niveles máximo y mínimo de señal estarán más cerca tras el proceso de compresión, por lo tanto se reduce el margen dinámico en una proporción igual a la relación de compresión (también conocida como ratio).

Entonces, si la dinámica es menor... ¿por qué suena más alto? La respuesta es simple: cuando queremos elevar el volumen de una señal, estamos condicionados por sus picos; de ese modo, para que la señal no sature, apuramos hasta el nivel máximo del margen dinámico, ocupando incluso el valor de sobrecarga, y ajustamos el valor medio final de la señal en función de esos transitorios de señal que nos marcan el valor máximo de la misma.

Compresión
Sound Advice on Compressors, Limiters, Expanders and Gates, Bill Gibson, Ed. ProAudio Press.

Al aplicar una compresión lineal, la dinámica se reduce, y también lo hace en la misma proporción la distancia entre el valor máximo de señal marcado por esos valores transitorios y el valor medio de programa. Es en este momento cuando podemos elevar toda la señal de audio, volviendo a ajustar el valor máximo de señal al techo dinámico del sistema, y estaremos aplicando también una elevación del nivel medio del programa, es decir, del volumen, que ahora al estar más cerca del techo dinámico, tiene un valor más alto.

Compresor de ganancia constante

Con este otro tipo de compresor, el procesado sobre la dinámica de la señal de sonido es algo diferente. Estos compresores tienen dos zonas de actuación bien diferenciadas:

  • La primera de ellas es la que procesa las señales con nivel de entrada inferior al valor umbral, a las que se le aplica una amplificación de igual valor para todas ellas, denominada ganancia de compresión.
  • La segunda es la que procesa las señales con nivel de entrada superior al valor umbral, aplicándoles la relación de compresión establecida. En esta zona encontramos el punto de rotación, que es el valor para el cual el compresor presenta ganancia unidad, es decir, la recta que determina la relación de compresión se cruza aquí con la recta que representa la ganancia unidad del sistema. En esta zona el compresor aplicará amplificación sobre los valores que estén por debajo del punto de rotación (recordemos que están por encima del umbral) y atenuación sobre los valores que estén por encima del punto de rotación. 
Compresor de audio

Resulta un caso muy habitual el mostrado en la siguiente figura, en la que el valor de ganancia de compresión es 0 dB, haciendo coincidir esta zona con la recta de ganancia unidad del sistema. 

Compresor

De este modo sólo se procesa, se comprime (reduciendo la dinámica) la señal de audio que se encuentra por encima del valor umbral, reduciéndose la dinámica en la parte regulada por los picos, por las zonas de alto nivel de señal, que no nos dejaban elevar el nivel medio de programa, ya que estos picos estaban ocupando la zona de sobrecarga del sistema. Una vez que se han reducido los transitorios ya es posible elevar de forma efectiva el nivel medio de programa, tal y como puede verse en la figura. 

Sound Advice on Compressors, Limiters, Expanders and Gates, Bill Gibson, Ed. ProAudio Press.

En los dos casos vistos del compresor de ganancia constante se reduce la distancia en dinámica existente desde el valor más elevado de la señal de audio (valor de pico) al valor medio (valor RMS) de la misma, lo que permite que podamos ajustar la señal al techo dinámico del sistema elevando el valor medio de programa, lo que hace que escuchemos la señal con un volumen mayor.

Etiquetas: Compresión
Elena García Vicente
EL AUTOR

Ingeniera Técnico de Sonido e Imagen por la E.U.I.T.T. de Madrid. Profesora de Sonido e Imagen en el CIFP José Luis Garci.

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Comentarios
  • 1
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  • #1 por Dani Dalfó Ferrer el 07/11/2016
    Buen articulo!
  • #2 por BlahBlah el 07/11/2016
    Muy bien explicado.

    Gracias, Elena.


    Sólo agregaría un matiz que, si bien Elena lo ha explicado perfectamente, quizás puede haber quedado un poco confuso.

    Me refiero a la parte en que dice:

    Alguien escribió:
    volviendo a ajustar el valor máximo de señal al techo dinámico del sistema


    Ese acertado detalle es crucial. La compresión, per-se, no aumenta el volumen ya que normalmente achata los picos y por tanto los niveles máximos quedan atenuados.

    Pero para eso es el control de "make-up gain" o de "output gain" que permite, una vez quitados los picos que "molestan" volver a amplificar la señal hasta conseguir el máximo rango dinámico.

    Dicho de otro modo: la compresión en sí misma no aumenta el volumen, pero nos permite aumentarlo a posteriori sin que los picos saturen, normalmente dentro del propio compresor.
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  • #3 por Raygun el 07/11/2016
    genial elena, me gusto mucho esta informacion, gracias :ook:
  • #4 por Súper-Bebé el 07/11/2016
    Buen articulo. Me ha gustado mucho :ook:
  • #5 por Inxu el 07/11/2016
    #2 "volver a amplificar la señal hasta conseguir el máximo rango dinámico"

    Hasta conseguir el mismo nivel de pico máximo si eso es lo que interesa ,, el rango dinámico ya ha sido reducido por el compresor y no se recupera levantando fader del canal ni el make up o output del comp...
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  • #6 por BlahBlah el 07/11/2016
    #5

    Cierto, más acertado aún.
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  • #7 por jotafm el 07/11/2016
    Artículo pepinísimo, aunque no consigo entenderlo del todo.
  • #8 por bernabe el 07/11/2016
    muy buen articulo, gracias por subirlo es muy util.

    pero para ver si me quedo claro pongo un ejemplo/duda

    osea que si tengo por ejemplo una caja de ritmos tipo tr808 y etc etc, que no tiene volumen independiente por percusión , los hats, o las claves tienen un volumen ligeramente menor, un compresor me ayudaría a equilibrar los sonidos?
  • #10 por the_can_opener el 07/11/2016
    Bien el artículo, sobre todo la explicación de los compresores de ganancia constante.

    Lo que hubiese hecho distinto es el título del mismo. ¿Por qué creemos que una señal comprimida suena más alto?

    Parte de la premisa de que siempre se utilizará la compensación o make up o que siempre se comprime para poder elevar el nivel luego.

    Yo cuando lo explico siempre hago notar que comprimir baja, que siempre es una disminución.

    También comentaría algo del tiempo de ataque que según como se utilice, y dependiendo del objetivo puede hacer que el rango dinámico aumente en vez de bajar.
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  • #11 por SowingSounds el 07/11/2016
    Buen artículo, didàctico y funcional
  • #12 por Inxu el 07/11/2016
    #10 "Yo cuando lo explico siempre hago notar que comprimir baja, que siempre es una disminución.

    También comentaría algo del tiempo de ataque que según como se utilice, y dependiendo del objetivo puede hacer que el rango dinámico aumente en vez de bajar."

    Buenas observaciones,,,

    "Lo que hubiese hecho distinto es el título del mismo. ¿Por qué creemos que una señal comprimida suena más alto?"

    Sobre esto , creo que es mas o menos correcto dependiendo del contexto,,,,, por ejemplo, en un contexto de mezcla podemos comprimir "X" para controlar la dinamica de "X" sin que necesitemos levantar lo de nuevo.... y en ese contexto comprimir no tiene porque ser mas "alto, Pero en otro contexto como es el trabajo en canal master , mas compresión si suele ser mas volumen (dejando a un lado curvas isofonicas y la percepción de diferentes rangos blabla) ya que el volumen aparente una vez nos estampamos en el 0 se consigue por abajo (rms)

    O asi lo tengo colocado en el disco gris de momento :desdentado:
  • #13 por Julius@Wikter el 07/11/2016
    Como ya se ha comentado, la dinámica en estudio se usa con envolventes de ataque y caída. Un compresor que convierta la señal de ésta manera podría más bien entenderse como un "waveshaper" o conformador de onda. La ventaja de disponer de la envolvente es que se pueden dejar intactos los transitorios de ataque y decidir en qué momento se vuelve a recuperar la relevancia con el tiempo de relajación.

    Aunque para los que no se saben manejar con los parámetros de Umbral y ratio (Threshold & Ratio) es más que útil. Lo curioso es que cuando realmente acabas entendiendo como funciona un compresor te das cuenta de lo bien que suenan los tipo TLA... en que sólo ajustas la cantidad de compresión y listo.

    tbt_tls_3127.jpg

    O creéis que ésto suena mejor?
    vladg-sound-molot-114361.jpg
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  • #14 por hartz el 07/11/2016
    excelente articulo
  • #15 por the cloud el 08/11/2016
    :ook:
  • #16 por Optimuff Prime el 08/11/2016
    #13 No se trata de si suena o no suena mejor, si no si se adecúa a tus necesidades.
    Un compresor donde solo puedes ajustar el nivel de compresión puede ser cojonudo si sus características de tiempo (ataque y relajación) coinciden con lo que necesitas.

    Si no, prácticamente será inútil. Incluso contraproducente.

    Por cierto: 2 plugins gratuítos muy buenos los que has utilizado para el ejemplo. :birras:
    Lástima que el molot no funcione en Win 64 bits. :-(
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  • #17 por Inxu el 09/11/2016
    #16 "Lástima que el molot no funcione en Win 64 bits. :-("

    ¿seguro que no ??? yo juraria que lo he usado no hace demasiado en 64,,,, es más,,, creo que lo tengo en el almacen de plugs gratuitos por alguna parte,,,, si quieres lo subo ,,,,,
  • #18 por Inxu el 09/11/2016
    #16 No se trata de si suena o no suena mejor, si no si se adecúa a tus necesidades.
    Un compresor donde solo puedes ajustar el nivel de compresión puede ser cojonudo si sus características de tiempo (ataque y relajación) coinciden con lo que necesitas.



    oooooo si,,, chapo,,,,
  • MOD
    #19 por euridia el 09/11/2016
    Buenas!

    Gracias por el artículo.

    Solo quería reseñar un detalle:

    El artículo parte de la premisa de que el tiempo de ataque del compresor es instantáneo, algo que de hecho no se suele dar muy a menudo.

    Generalmente los compresores tienen un mínimo de tiempo de reacción, lo que hace que el transitorio no se vea alterado o apenas se vea afectado. En este escenario, es imposible (sin aumentar el nivel máximo de la señal, lo que puede llevar al recorte de la misma) efectuar con el make up ningún aumento de la señal, dado que los transitorios quedan en el mismo nivel que estaban.

    De hecho, lo normal al utilizar un compresor es que suceda justo lo contrario a lo que plantea el artículo, esto es, no aumenta el nivel de RMS debido precisamente a los tiempos no instantáneos en el ataque y la relajación.

    Un compresor que actúe con un cierto retardo en el ataque (lo habitual), reducirá el sostenimiento de la envolvente y eso se percibirá como una disminución del nivel de la señal, dado que como hemos comentado, el transitorio queda intacto y no es posible aplicar make up.


    Se puede eso si, engañar al oído para que crea que hay más volumen siguiendo los estudios de Ted Fletcher que sugieren que es posible engañar al oído aplicando una curva de compresión que simule la curva de proteción natural del oído al recibir un estimulo intenso, de modo que a pesar de tener un RMS menor, la sensación auditiva no sea de pérdida de volumen.

    Pero eso es otro cantar....

    En resumidas cuentas: Para un aumento del RMS de la señal debemos aplicar compresión con tiempo de ataque instantáneo, siendo mayor el aumento cuanto menor sea el tiempo de relajación (también aumentará la distorsión) y cuanto mayor sea el ratio.

    Este axioma no se plantea en el artículo y me parece clave comentarlo.

    Un saludo :-)
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  • #20 por kazemaik el 09/11/2016
    Y añadir que en realidad no sonaría más "alto", si no más "fuerte".

    Intensidad (FUERTE O SUAVE) frente a altura sonora (GRAVE O AGUDO)

    :)

    Buen post y discusión al respecto. ¡Gracias!
  • #21 por Optimuff Prime el 09/11/2016
    #20 Buen apunte, baterista! ;-)

    #17
    Alguien escribió:
    "Lástima que el molot no funcione en Win 64 bits. :-("
    ¿seguro que no ??? yo juraria que lo he usado no hace demasiado en 64,,,, es más,,, creo que lo tengo en el almacen de plugs gratuitos por alguna parte,,,, si quieres lo subo

    No hace falta que lo subas, graciñas! :birras:
    Ahora mísmo lo tengo en la carpeta de plugins VST del cubase (bajo Win7 64 bit) y no me lo reconoce.
    En cambio, el Blockfish (también un buen compresor VST gratuíto) está en la mísma carpeta y sí me lo reconoce.

    Había oído que algunos plugins no funcionan en 64 bit y parece ser que el molot es uno de ellos... :sad:
    Al menos a mí no me funciona. ](*,)

    En cualquier caso, gracias por echar un cable!

    #19 Otro buen matiz, Ibon. Gracias a tí también!
  • #22 por David Beltran Baena hace 4 semanas
    Muy buen articulo y muy buenos esos plugs que recomendados.
  • #23 por Mister Carrington hace 4 semanas
    #21 ¿Has probado a ponerlo en la carpeta de VST? No VST2 ni VST3. De esa manera el programa de 'puente 32 a 64' (J Bridge) suele enganchar todos los plugs de 32 bit.
  • #24 por Optimuff Prime hace 4 semanas
    #23 Si, ya había puesto ahí el VST y no funcionaba... :(
    No sabía nada acerca del J Bridge ni de su cometido.
    Gracias por la información, Mr. Carrington. :birras:
  • #25 por TEKNOVA hace 4 semanas
    Después está tambien el tema de los compresores mono que comprimen todo a la vez y multibanda que comprimen por rangos de frecuencias por separado de forma individual para cada rango con diferentes valores :D
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