[project-s] 出力する音声が0dBを超えないようにする

[sigprogramming]

内容

出力する音声が0dBを超えないようにします。
Limiterで大きい音を抑え、抑えきれなかった音をClipperで-1～1の範囲にクリップします。

Limiterは内部でDynamicsCompressorNodeを使用していて、パラメーターは以下のように設定しています。

compNode.threshold.value = -5;
compNode.ratio.value = 20; // 最大に設定しています
compNode.knee.value = 8; // 0でも良いかも
compNode.attack.value = 0;
compNode.release.value = 0.25;

DynamicsCompressorNodeではメイクアップゲインが自動で設定されますが、音圧を上げることが目的ではないので、GainNodeを繋いでメイクアップゲインで上がった分を下げています。

correctionGainNode.gain.value = 0.85;

コンプレッションカーブは以下のようになります。

Limiter、Clipperは以下のページを参考に実装しています。

• 15.コンプレッサーの使い方（Web Audio API 解説）
• 1.19. DynamicsCompressorNode インターフェース（Web Audio API 日本語訳）
• 14.ウェイブシェイパーの使い方（Web Audio API 解説）
• 1.31. WaveShaperNode インターフェース（Web Audio API 日本語訳）

コンプレッサーやリミッターについては、以下のYouTubeの動画がわかりやすいです。

• コンプレッサーとは何か？: ミックス初級講座（iZotope Asia）
• Limiter（リミッター）DTM用語集（Sleepfreaks DTMスクール）

関連 Issue

ref #1578

その他

[Hiroshiba]

LGTM！！

理解が浅いのですがちょこっとコメントしています！

[Hiroshiba]

どれくらいこれの影響が出てるか可視化しておくと音声合成の傾向掴めて便利かもと＆なんか音量編になったときのデバッグに便利かもとかちょっと思いました。
.reductionで値が取れるらしいので、どこかで監視しておいてなにか変な値になったらwarn出すと参考になるかも？
（かなり思いつきレベルの提案です）

[sigprogramming]

確かにリダクションが確認できると後々デバッグなどで役立ちそう＆UIでも圧縮中（音が大きすぎる）かどうか確認できると良さそうです。後でこれらも実装したいと思います！

[romot-co]

@sigprogramming @Hiroshiba
ありがとうございます、すごい…！LGTMです！！

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詳細まで見られていない＆自分担当の分の実装する余力ないのにコメントだけするのはだいぶアレかなあなのですが、レビューなので以下、念のため確認です…！

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目的と実装

• ノーマライズではなく、クリップ抑制を目的としたコンプレッサー(リミッター的動作)＋クリップリミッターの実装
• コンプレッサーとしてはスレッショルドが-5db/レシオ1:20/アタック0sec/リリース0.25sec/ニー8で固定値
• おそらく単一トラックではなく、マルチトラック用(未確認)

気になる点

• エンジンからの生音と音(波形)は変わってしまうかも…？(それ込みでVoiceVoxの音とする or パラメータ変更できたりOFFも可能であればよさそう)
• エンジン出力時点でクリップしている場合にはクリップ抑制にならない可能性？(このPRの目的外)

[sigprogramming]

レビューありがとうございます！

@romot-co
目的・実装の整理、ありがとうございます！

エンジンからの生音と音(波形)は変わってしまうかも…？

一応withLimiter変数をfalseに設定することでリミッターOFFで書き出せます！
また、リミッターONの場合でも、 音量がスレッショルド以下であれば音は変わらないので、以下を行うことで極力そのままの音で書き出せると思います。

• スレッショルドを0dBギリギリに設定（ひとまず-5dBに設定していますが、-4dB～-3dBでも良いかも？）
• 歌声のみを書き出す場合は、歌声（トラック）の音量をスレッショルド以下に設定

再生時は音割れ防止のためにリミッターはONのままが良いかなと思います。