Osnova sekce

  • B2B31SYN - Syntéza audio signálů

    Sbalit vše Rozbalit vše

    B2B31SYN - Syntéza audio signálů, KZ - V, PV pro bc EK
    B2M31SYN - Syntéza audio signálů, Z,ZK - P pro mgr EK AVS (dobíhající studium)

    Předmět uvádí do základů algoritmů syntézy zvuků (každodenních, hudebních a řečových), číslicových audio efektů a sonifikace. Syntetické multimediální signály se používají v moderních číslicových systémech, systémech virtuální reality, počítačových animacích, hrách a ve filmu.

    Teoretické koncepty z přednášek jsou ve cvičeních doplněny praktickým experimentováním se zvukem a implementací vybraných metod. Studenti mají k dispozici studijní materiály a zdrojové kódy v MATLABu a při řešení úloh mohou využívat také nástroje umělé inteligence.

    • Garant, přednášející a cvičící předmětu

      Prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.   <cmejla@fel.cvut.cz>

      Rozvrh

      Přednášky: Po 09:15-10:45 A3-413a
      Cvičení:      Po 10:45-11:30 A3-413a

      Podmínky klasifikovaného zápočtu

      Zisk 50ti bodů.

      Úkoly ze cvičení

      Nepovinné odevzdání zdrojových (.m) a výstupních souborů (.wav) v MOODLE do neděle 18:00 daného týdne.

      Semestrální projekt

      Audio syntéza. Odevzdání do 26.12.2026, 24:00.

      • všechny soubory syntézy z MATLABu
      • výstupní soubory (*.m4a nebo *.wav)
      • zpráva obsahující popis použitých technik syntézy a odkazy

      Hodnocení

      Celkové hodnocení se bude skládat:

      • max. 30 bodů za úlohy ze cvičení (10 x 3 b.)
      • max. 90 bodů za semestrální projekt

      Klasifikace

      A: >90 b
      B: 80-89 b
      C: 70-79 b
      D: 60-69 b
      E: 50-59 b
      F: <50 b

      Literatura a další zdroje

      Problematiku předmětu v celém rozsahu nepokrývá žádná česká učebnice ani skriptum. Doporučená literatura proto zahrnuje zahraniční monografie zaměřené na syntézu zvuku, počítačovou hudbu, číslicové audio efekty a zpracování signálů. Další studijní materiály a příklady lze nalézt v níže uvedených on-line zdrojích.

      Doporučená literatura

      1. Roads, C.: The Computer Music Tutorial, 2nd ed., MIT Press, 2023.
      2. Farnell, A.: Designing Sound, MIT Press, 2010.
      3. Russ, M.: Sound Synthesis and Sampling, 3rd ed., Focal Press, 2008.
      4. Cook, P. R.: Real Sound Synthesis for Interactive Applications, A K Peters, 2002.
      5. Miranda, E. R.: Computer Sound Design: Synthesis Techniques and Programming, 2nd ed., Focal Press, 2002.
      6. Dodge, C., Jerse, T. A.: Computer Music: Synthesis, Composition, and Performance, 2nd ed., Schirmer Books, 1997.
      7. Zölzer, U. (ed.): DAFX – Digital Audio Effects, 2nd ed., John Wiley & Sons, 2011.
      8. Čmejla, R., Sovka, P.: Úvod do číslicového zpracování signálů – cvičení, ČVUT, 2005.

      Výukové materiály a univerzitní zdroje

      Další on-line zdroje

    • Osnova

       
      Týden Přednáška Link

      Cvičení                                 MKS
      (MATLAB Keyboard Synthesizer)

      		 Link
      1. 24. 09. 2026 – Úvod do předmětu
      • audio syntéza
      • základy audio DSP
      • aliasing a kvantování
      • časové obálky      		 SYN01.pdf

      SYN01lab.txt
      SYN01lab..m
      MKS_01_postup.m
      MKS_01a.m
      MKS_01b.m
      2. 05. 10. 2026 – Tabulková (wavetable) syntéza
      • generování číslicových signálů
      • hudební stupnice
      • princip wavetable syntézy      		 SYN02.pdf

      		   SYN02LAB.txt
      SYN02DU.txt
      3. 12. 10. 2026 – Součtová (aditivní) syntéza
      • vznik zvuku hudebních nástrojů
      • Fourierovy řady
      • harmonické složky a spektrum
      • barva zvuku
      • princip aditivní syntézy      		 SYN03.pdf SYN03LAB.txt
      SYN03DU.txt
      4. 19. 10. 2026 – Spektrální manipulace
      • spektrální analýza
      • fázový vokodér
      • časová změna signálu
      • změna výšky tónu      		 SYN04.pdf

      SYN04LAB.txt
      SYN04DU.txt
      5. 26. 10. 2026 – Filtrační (subtraktivní) syntéza
      • princip subtraktivní syntézy
      • číslicové filtry
      • časově proměnné filtry
      • úvod do MIDI      		 SYN05.pdf

      SYN05LAB.txt
      SYN05DU.txt
      6. 02. 11. 2026 – Formantová syntéza
      • filtry a rezonátory 2. řádu
      • spektra hudebních nástrojů
      • formanty
      • akustický model hlasu a řeči      		 SYN06.pdf

      SYN06LAB.txt
      SYN06DU.txt
      7. 09. 11. 2026 – LPC syntéza
      • LPC analýza a syntéza
      • autoregresní modelování
      • LPC vokodér
      • LPC „cross“ syntéza      		 SYN07.pdf

      SYN07LAB.txt
      SYN07DU.txt
      8. 16. 11. 2026 – Modulační syntézy
      • amplitudová modulace (AM)
      • kruhová modulace (RM)
      • frekvenční modulace (FM)
      • Chowningova FM syntéza      		 SYN08.pdf

      SYN08LAB.txt
      SYN08DU.txt
      9. 23. 11. 2026 – Nelineární a tvarovací syntéza, audio efekty
      • waveshaping a nelineární funkce
      • granulační syntéza
      • konkatenační syntéza
      • echo a dozvuk
      • časově proměnné efekty

      SYN09.pdf

      SYN10.pdf

      SYN09LAB.txt
      SYN09DU.txt

      SYN10LAB.txt
      SYN10DU.txt

      10.

      		 30.11.2026

      Ing. Antonín Gazda
      SYNTH → HARDWARE → ART

      		 Antonín Gazda (@gazdovic) • Facebook  

      11.

      		 07.12.2026

      Ing. Jan Kudláček, DiS., Ph.D.
      SYNTH → MUSIC → STAGE

      		  
      12. 14. 12. 2026 – Fyzikální modelování a sonifikace
      • Karplusův–Strongův algoritmus
      • modifikace Karplusova–Strongova algoritmu
      • principy fyzikálního modelování
      • sonifikační techniky a aplikace      		 SYN11.pdf
      SYN12.pdf

      SYN11LAB.txt
      SYN11DU.txt

      SYN12LAB.txt
      SYN12DU.txt
      13. 04. 01. 2027 – Prezentace semestrálních prací
      Synth Challenge 2026      		   Synth Challenge 2025: Nejlepší syntézu zvuku elektromobilu vytvořil Ing. Jakub Dvořák - FEL ČVUT


      		  
               



    • Oznámení Fórum

  • Domácí úkoly



  • Literatura

    http://sami.fel.cvut.cz/syn/