Analysis and parametric synthesis of the piano sound

Tässä työssä tutkitaan pianon äänentuottomekanismia sekä akustisia ominaisuuksia. Tarkoituksena on luoda lähtökohdat pianon äänen parametriselle mallintamiselle. Lisäksi tutkitaan pianon äänen tärkeimpiä ominaisuuksia, kuten epäharmonisuutta, osaäänesten monimutkaista vaimenemisprosessia, kaikupohjan ja pedaalin ominaisuuksia sekä näiden tekijöiden vaikutuksia ääneen. Flyygelin ja pystypianon eroja tarkastellaan lyhyesti. Koska digitaalinen aaltojohtomallinnus tarjoaa parhaat lähtökohdat fysikaaliseen soitinmallinnukseen, tämä työ pohjautuu tähän tekniikkaan. Digitaalisen aaltojohtomallinnuksen pääpiirteet esitellään, kuten myös pianon kannalta olennaisimmat mallinnukseen liittyvät asiat. Lisäksi esitellään uusi tekniikka häviösuotimen suunnittelua varten, sekä annetaan muutama esimerkki käytännön suodinsuunnittelusta tällä tekniikalla. Tämän lisäksi tarkastellaan kaikupedaalin mallintamista sekä suoritetaan signaalianalyysi tehokkaan mallinnusalgoritmin löytämiseksi. Analysoitavat signaalit on äänitetty kahdessa äänityssessiossa vuoden 2005 aikana.In this thesis, an overview of the sound production mechanism of the piano is given. The acoustical properties of the instrument are studied in order to make a baseline for a physical and parametric model for the piano. In addition, the most important features of the piano sound, such as inharmonicity, the complicated decay process of the tones and the properties of the soundboard and the pedals, are investigated. The differences between the grand piano and the upright piano are considered in brief. As the digital waveguide technique is the most feasible physics-based sound synthesis technique at the moment, the synthesis procedure that is followed in this thesis is based on this technique. An overview of the main aspects of this synthesis scheme is given, and the most important modeling issues are taken into account from the piano sound synthesis point of view. A novel filter design technique for modeling the losses occurring in the piano sound is presented with some practical design examples. In addition, the modeling of the sustain pedal is discussed and signal analysis is performed in order to gather information for the synthetic sustain pedal algorithm. The analyzed signals are obtained from two recording sessions which were carried out in two parts during the year 2005

Electrochemical sensors annd physicochemical analysis as tools for studying human exposure to indoor air contaminants

Sisäilmayhdistys raportti 37, Toim. Mervi Ahola, Anna Merikari Julkaisija SIY Sisäilmatieto Oy, ISSN 1237-1866; ISBN 978-952-5236-49-1 Painopaikka Grano Oy, VaasaTutkimuskammioihin asennettiin 8 anturia: hiilidioksidi, happi, vetysyanidi, rikkivety, VOC anturi (tVOC ja CO2 ekvivalentti VOC), palavat kaasut, lämpötila, kosteus. Mittaustulokset tallentuivat Arduino-mikrokontrollerin kautta minuutin väliajoin PC-tietokoneelle AgilentVEE 9.3 ohjelmalla, joka toimi myös grafiikkanäyttönä. Vakavasti sisäilmahaittaisista rakennuksista peräisin olleet materiaalit kerryttivät kosteaan kammioilmaan atmosfäärin, jonka mittausvasteet poikkesivat verrokeista. Vetysyanidin lisäys kammioilmaan (> 5 ppm) pysäytti joidenkin materiaalien hiilidioksidi- ja tVOC emissiot, mutta emissiot palautuivat, mikä viittaa päästöjä emittoivien mikrobien syaniditoleranssiin. Kapillaarielektroforeettinen analyysi antoi viitteitä siitä, että sisäilmaongelmaisista tiloista kerätyt tiivistevedet sisälsivät jonitonta tensidiä ja / tai kationista alkyyliammonium kloridia, joita julkisten tilojen siivousaineet yleisesti sisältävät.Tutkimuskammioihin asennettiin 8 anturia: hiilidioksidi, happi, vetysyanidi, rikkivety, VOC anturi (TVOC ja CO2 ekvivalentti VOC), palavat kaasut, lämpötila, kosteus. Mittaustulokset tallentuivat Arduino-mikrokontrollerin kautta minuutin väliajoin PC-tietokoneelle Agilent VEE 9.3 ohjelmalla, joka toimi myös grafiikkanäyttönä. Vakavasti sisäilmahaittaisista rakennuksista peräisin olleet materiaalit kerryttivät kosteaan kammioilmaan atmosfäärin, jonka mittausvasteet poikkesivat verrokeista. Vetysyanidin lisäys kammioilmaan (>5 ppm) pysäytti joidenkin materiaalien hiilidioksidi- ja TVOC päästöt, mutta päästöt palautuivat, mikä viittaa päästöjä emittoivien mikrobien syaniditoleranssiin ja kykyyn tuottaa energiaa alternatiivisella oksidaasilla ympäristöissä, joissa muut mikrobit eivät menesty. Kapillaarielektroforeettinen analyysi antoi viitteitä siitä, että sisäilmaongelmaisista tiloista kerätyt tiivistevedet sisälsivät jonitonta tensidiä ja/tai kationista alkyyliammonium kloridia, joita julkisten tiojen siivousaineet yleisesti sisältävät.Peer reviewe

Analysis, perception, and synthesis of the piano sound

This thesis deals with the signal analysis, auditory perception, and physics-based synthesis of the piano sound. Contributions of this thesis can be grouped into four main categories: Analysis and modeling of the sustain pedal effect, analysis of harmonic and inharmonic musical tones by means of an inverse comb filter, loss filter design for waveguide piano synthesis, and perception of longitudinal vibrations in piano tones. The sustain pedal effect is studied through signal analysis of recorded tones, and the results show that the use of the sustain pedal increases the decay times of middle range tones, increases beating, and makes the sounds more reverberant. Based on the results, an algorithm is designed for simulating the sustain pedal effect. Objective and subjective studies show that the algorithm is capable of producing the main effects of the sustain pedal. The signal analysis of tones played with a partial sustain pedal reveals that the tone decay can be divided into three distinct time intervals, namely the initial decay, the damper-string interaction, and the final free vibration. Additionally, the nonlinear amplitude limitation during the damper-string interaction can excite missing modes in the lowest piano tones. Decomposition of harmonic and inharmonic musical instrument tones to tonal and noise components and selecting single partials with an inverse comb filter structure is discussed. The filters are designed based on the fundamental frequency and the inharmonicity coefficient, and they are found to provide a simple and efficient analysis tool for musical signals. A multi-stage ripple filter structure for modeling the complicated decay process of the piano tones is presented. The filter is capable of accurately matching a desired number of partial decay times or, alternatively, modeling the overall decay characteristics of a piano tone. Finally, the threshold of audibility is sought for perception of longitudinal components in fortissimo piano tones through formal listening tests. The results suggest that the longitudinal components are audible up to note C5 (fundamental frequency 523 Hz), but based on the listeners' opinions modeling the longitudinal components in a piano synthesizer up to note A3 (fundamental frequency 220 Hz) only is sufficient

Elämän loppuvaiheen lähestyessä : Saattohoito-opas omaisille

Hyvään saattohoitoon kuuluu ihmisen yksilöllinen kohtaaminen ja hänen läheistensä huomioiminen. Onnistuessaan saattohoito takaa mahdollisimman kivuttoman, rauhallisen, luonnollisen ja inhimillisen kuoleman. Saattohoidosta on olemassa valtakunnallisia, sekä kansainvälisiä suosituksia ja myös Suomen laki säätelee omalta osaltaan saattohoitoa. Valitettavasti suositusten asettamat kriteerit eivät tällä hetkellä kaikilta osin toteudu Suomessa. Tulevaisuuden haasteena on löytää taloudellisia resursseja terveydenhuollon henkilökunnan kouluttamiseen ja erityisten saattohoitokotien ja yksiköiden perustamiseen. Myös yhteistyötä läheisten kanssa tulisi jatkossa lisätä. Opinnäytetyön tarkoituksena oli tehdä omaisille tarkoitettu saattohoidon opas yksityiseen hoivakotiin. Oppaaseen on koottu oleellisia saattohoitoon liittyviä asioita. Aiheet oppaaseen on valittu yhteistyössä toimeksiantajan edustajan kanssa. Aiheet käsittelevät saattohoitoa yleisesti, siihen liittyviä fyysisiä ja psyykkisiä muutoksia, sekä kivun hoitoa ja omaisyhteistyötä. Oppaan tarkoituksena on antaa tietoa saattohoidosta omaisille ja myös rohkaista heitä keskustelemaan henkilökunnan kanssa. Yksityinen hoivakoti tulee käyttämään opasta jatkossa omaisyhteistyössään.Good terminal care entails encountering the patient as an individual as well as taking his or her close relatives into account. Successful terminal care guarantees as painless, calm, natural and as humane a death as possible. There are national and international recom-mendations concerning terminal care, and also the Finnish law regulates terminal care for its part. Unfortunately, the criteria set by the recommendations do not fully materialize in Finland at the moment. In the future the challenge is to find financial resources to educate health care professionals and also to establish special terminal care homes and units. In addition, cooperation with the dying person’s closest ones should be enhanced. The purpose of this thesis was to produce a relatives’ guidebook about terminal care for a private nursing home. The guidebook contains essential information about terminal care. The topics in the guidebook were chosen in collaboration with the assignor’s representative. The topics deal with terminal care in general, the physical and psychological changes related to it, pain relief as well as cooperation with the relatives. The purpose of the guidebook is to give information about terminal care for the relatives and also to encourage them to discuss with the staff. In future the private nursing home will use the guidebook in their cooperation with the relatives