Александр Загуменнов - Компьютерная обработка звука

Применение функции Learn

Перед началом анализа новой пары звуков – исходного и обрабатываемого – нажмите кнопку Reset (Сброс), что гарантирует удаление всех данных предыдущего анализа из памяти. Наличие таких данных может фальсифицировать результаты нового исследования.

По той же причине нельзя менять характеристики банка фильтров – Lin (Линейный) или Log (Логарифмический), – пока не проведены оба анализа.

Процедура анализа такова.

Сначала загрузите звуковой файл, который будет употребляться в качестве исходного. При работе с программой WaveLab можно также воспользоваться любым другим звуковым источником, выполнив команду Windows → Live Input (Окна → Вход реального времени) из меню View (Просмотр).

Нажмите кнопку Source (Источник). Зажгутся кнопки Source и Learn. Запустите воспроизведение исходного звукового материала. Теперь FreeFilter анализирует исходный звуковой материал. Остановите воспроизведение.

Поэкспериментируйте с длительностью анализа. В зависимости от сложности и объема звукового материала FreeFilter может проанализировать файл полностью или частично.

Текущий процесс анализа можно в любое время остановить и затем запустить с помощью кнопки Learn.

Теперь загрузите звуковой файл, который хотите обработать при помощи автоматически сгенерированной кривой фильтра. Нажмите кнопку Dest. Зажгутся кнопки Dest. и Learn. Запустите на воспроизведение обрабатываемый звуковой файл; именно его теперь анализирует FreeFilter. Остановите воспроизведение.

Если теперь нажать на кнопку Match (Соответствие), в частотном мониторе будет выведена новая сгенерированная кривая, такая, например, как на рис. 2.14.

Регулятор Morph (Изменение состава) позволяет одновременно усилить подъемы и ослабить спады в полученной таким образом частотной характеристике.

При помощи описанного модуля можно сравнить записи, сделанные в разных студиях, с собственными.

Глава 3 Реставрация старых записей

Качественные компьютерные системы шумопонижения сделали возможным появление множества программ для реставрации старых звукозаписей. Система реставрации – это не только шумопонижение. Это целый комплекс взаимодополняющих функций, таких, например, как декликер (удаление щелчков), система распознавания и удаления характерного шипения грампластинки и др. Одна из самых трудных задач при реставрации звукозаписей – устранение нелинейных искажений.

Как известно, архивные записи, хранящиеся на магнитофонных лентах и виниловых пластинках, со временем теряют первоначальное качество звучания. На них появляются различные шумы и помехи, мешающие нормальному прослушиванию и портящие общее впечатление от записи. Наиболее часто встречающиеся дефекты – это импульсные помехи (щелчки) и фоновые шумы (шипение магнитофонной ленты, шум при воспроизведении с винилового диска), вызываемые плохими условиями хранения или недостаточно хорошим качеством первоначальной записи.

С возрастанием мощности современных компьютеров и появлением более сложных алгоритмов обработки звуковых сигналов открылась возможность восстанавливать архивные фонограммы путем сложной вычислительной обработки исходного сигнала при помощи компьютера. Такой способ восстановления звука обладает чрезвычайно высокой эффективностью и гибкостью, позволяет устранять помехи, щелчки, фоновый шум и другие дефекты записи. Без сомнения, это одно из важнейших достижений в области компьютерной обработки звука. Главное достоинство данного метода состоит в том, что в отличие от обычных систем шумопонижения, действующих по принципу фильтрации частот, компьютерная реставрация, по мнению разработчиков программ, не оказывает практически никакого отрицательного влияния на основной сигнал (это утверждение, однако, оспаривается многими экспертами и любителями музыки).

Средства удаления шумов с фонограмм включаются в профессиональные редакторы звука обычно в виде дополнительных программных модулей. Кроме того, разработаны программы, предназначенные специально для восстановления аудиозаписей. Одной из них является выпускаемая фирмой ZH Computer, Inc. программа DART Pro 32, которая содержит полный набор средств, позволяющих качественно удалить с записи импульсные помехи и фоновые шумы. Кроме того, с ее помощью пользователь может редактировать восстановленную фонограмму. Таким образом, DART Pro 32 позволяет достичь отличных результатов при реставрации любых фонограмм.

Для аудиоредактора Sound Forge фирма Sonic Foundry выпускает дополнительный модуль Noise Reduction, удаляющий шипение магнитной ленты, помехи, вызванные электромагнитными наводками электросетей, и прочие шумы.

В программе WaveLab для реставрации используются два дополнительных модуля – DeNoiser и DeClicker.

Кроме того, в базовый комплект поставки WaveLab входит модуль эффектов Grungelizer, который выполняет функции, прямо противоположные описанным выше. Он используется для имитации старых «зашумленных» записей путем добавления в исходный сигнал таких специфических помех, как фон, создаваемый наводками переменного напряжения, щелчки и треск, характерные для виниловых звуконосителей, высокочастотное шипение, которое наблюдается при воспроизведении звука с помощью аналогового магнитофона. В дополнение ко всему перечисленному с помощью рассматриваемого модуля можно сужать частотный диапазон сигнала и имитировать перегрузку усилителя.

Шумоподавитель Noise Reduction

Производитель: Sonic Foundry, Inc.

Предполагает установленный DirectX.

Встраиваемое приложение Noise Reduction состоит из трех модулей:

• собственно Noise Reduction (Шумоподавление);

•  Click Removal (Устранитель щелчков);

•  Vinyl Restoration (Восстановитель записей с виниловых носителей – грампластинок).

Модуль Noise Reduction разработан для анализа и удаления из звуковых записей фоновых шумов: шипения ленты, электрических импульсных помех (наводок электросетей) и монотонного гула. В отличие от обычного фильтра он не оказывает влияния на исходный материал. Для этого в звуке выделяются его частотные составляющие и определяется так называемый noiseprint (отпечаток шума), чтобы отделить нежелательный шум от полезного сигнала.

Отпечаток шума создается при анализе той части записи, где отсутствует полезный сигнал, то есть в записи тишины. Из нее извлекается информация о частоте и амплитуде шума в записи. Как только отпечаток шума сгенерирован, пользователь может изменить его характеристики для уточнения той части частотного спектра, в области которой сигнал подлежит удалению. Однако такая ручная настройка требуется далеко не всегда.

Алгоритм шумоподавления хорошо справляется с подавлением постоянного фонового шума. Резкие щелчки или «ошибочный» шум вроде гула пролетающего самолета или щелчков виниловой грампластинки им не обрабатываются. Тем не менее, может быть удален самый разнообразный шум, если только генерировать свой отпечаток для каждого случая. И конечно, может быть затруднена (или даже невозможна) очистка записей, в которых уровень громкости шума достигает или превосходит громкость полезного сигнала.

Итак, первое, что надо сделать, – снять отпечаток шума. В подлежащем реставрации звуковом файле выделите фрагмент, содержащий тот фоновый шум, от которого надо избавиться. Затем запустите Noise Reduction.

Модуль запускается из меню, предназначенного для размещения встраиваемых приложений DirectX (в Sound Forge – DirectX) по команде Sonic Foundry Noise Reduction. Откроется одноименное окно, вкладка General которого показана на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Вкладка General окна Sonic Foundry Noise Reduction

Опция Name (Наименование) служит для загрузки стандартных (поставляемых с программой) или сохраненных пользователем предустановленных параметров диалога. Конкретная предустановка выбирается из раскрывающегося списка.

При первом открытии параметры окна соответствуют предустановке, которая с наибольшей вероятностью даст хорошие результаты. Самый важный параметр – Reduce Noise (Снижение шума). Им определяется уровень уменьшения шума.

Так, установка 6 дБ означает, что фоновый шум ослаблен на -6 дБ (50 %). При 0 дБ шумопонижения не будет, а при 100 дБ применяется максимальное снижение. Значения от 10 до 20 дБ дают наилучшие результаты, с более высокими значениями возможны искажения, а с меньшими удаляется меньше шумов.

Для удобства этот же параметр дублируется на вкладке Noiseprint (Отпечаток шума).