Секреты звукозаписи не проблема, если знаешь как их раскрыть. Так если у вас возникнет желание спасти старые аудиозаписи или просто записать что-то на простеньком оборудование то вы можете столкнуться с такой распространенной проблемой как наличие шумов. О том, как с ними бороться я и предлагаю поговорить в этой заметке.

Перед тем же как приступить к делу, давайте попробуем ответить на простой вопрос: как можно изменить звук? Ну, можно повлиять на частотные характеристики аудиосигнала, но что это такое и с чем его едят? Частотная коррекция похожа на фильтр резкости в том же фотошапе – визуально картинка делается четче и разборчивее, однако деталей от этого не стало больше. При обработке частот звука происходит что-то похожее.

]Думаю, если вам довелось слушать музыку в наушниках, у вас возникала необходимость “подкрутить эквалайзер”, чтобы добавить бас или вытянуть высокие частоты. При этом, сильно выпяченные высокие частоты увеличивают шум. Подавление же шума, с помощью частотной коррекции, несет в себе другую проблему. Вместе с шумом могут исчезнуть определенные спектры вокала и музыки, что приводит к потере полезной информации.

Другой способ - “изменение” звука, т.е. использование эффектов. На мой взгляд, такой вариант имеет смысл только когда вы работаете над сведением аудиоматериала и имеете четкое представление о том, что вы делает. Иногда даже фильтр искажения может заставить аудиофрагмент звучать естественно. К тому же, аудиофильтры часто помогают скрыть или замаскировать некоторые дефекты звуковой дорожки. Например, если в конце записанной интструменталки слышен сторонний звук или эхо, это можно исправить вырезав или приглушив проблемный участок и “погрузив” концовку в плавное эхо с эффектом затухания.

Еще один способ - редактирования цифрового аудио. Заключается он в том, что для исходной записи создается волновая форма - диаграмма, по которой можно визуально проследить изменение амплитуды звука во времени. Современные пакеты для редактирования звука позволяют вносить изменения в форму этой "синусоиды" - изменять форму пиков, сжимать или раздвигать их, удалять фрагменты и видоизменять характер кривой. Перед пользователем, который задался целью обработать звук, это открывает широкие возможности: в исходном аудиоматериале. На волновой форме можно легко найти щелчки и помехи, а затем удалить их и т.д.

Шум (англ. noise) – это естественный процесс, присутствующий везде и во всем. Любая аудиозапись, будь то запись на автоответчике или музыкальные композиции с аудиодиска, имеет свой уровень шума. Избавиться от него полностью невозможно. Природа шума бывает самая разная – от жужжания дрели до шелеста листьев, поэтому идеального алгоритма, который мог бы очистить звук от шума несуществует.

Какой выбрать инструмент для борьбы с шумом? Выбор инструмента для обработки звука зависит от финансовых предпочтений и личных навыков, выбор тут велик. Например, существуют профессиональные приложения, которые используют уникальные алгоритмы обработки звука и стоят тысячи долларов. Возможности специализированного ПО могут быть куда шире и не ограничиваться одним удалением шумов. Так некоторые приложения могут удалять из звуковой дорожки определенные звуки, например, случайный шум проезжающего автомобиля. Понятно, что такое позволить далеко не все. Для пользователя со средним достатком подойдут Sound Forge Pro или Adobe Audition. Ну, и как эконом-вариант можно предложить Audacity.

Удаление шума в паузах между аудиотреками в Sound Forge Pro

Этот профессиональный пакет для обработки звука содержит два главных инструмента, с помощью которых можно "победить" шум. Первый называется Noise Gate. Представьте себе старенькую запись с аудиокассеты, где в паузах слышен резкий шипящий звук. Возможно, кто-то сочтет этот шум обязательным атрибутом музыки восьмидесятых и не захочет избавляться от него при оцифровке раритетных записей. Но если вы не находите в этом шуме никакой романтики, можно легко подавить его, причем, без вреда для основной композиции. Для этого используется фильтр, который убирает сигнал, если он опускается до некоторого порогового значения.

Откройте аудиофайл в Sound Forge Pro и выделите участок трека, который необходимо обработать. После этого в меню программы выберите Effects > Noise Gate. Как и в большинстве других инструментов приложения, фильтр имеет несколько предустановок и возможность предварительного прослушивания результата с выбранными настройками.

Удаление фонового шума в Sound Forge Pro

В Sound Forge Pro для борьбы с шумами используется модуль Noise Reduction, который находится в меню Tools. Присутствие шума обычно означает потерю исходной информации. Компьютер при устранении случайных помех должен каким-то образом восстановить эти данные. Однако, по большому счету, это невозможно, поскольку удаление частот, содержащих шум, приводит к потере оригинального звучания и возникновению "булькающих" артефактов.

Когда шум имеет случайный характер, его трудно описать математически. Другое дело – если этот шум вызван зациклен. В этом случае можно предугадать, как следует откорректировать волновую форму, чтобы получить на выходе неискаженный сигнал. Для борьбы с такими "предсказуемыми" типами помех используется метод захвата фонового шума. Суть его сводится к тому, что программа записывает фрагмент "чистого" шума, а затем вычитает его из аудиозаписи. Такой фрагмент может быть очень коротким, продолжительностью менее секунды.

Sony Noise Reduction позволяет автоматически или вручную выполнить захват шума. В режиме ручного подавления, модуль генерирует картинку частотного спектра и отмечает на нем контрольные точки, определяющие характер подавления шума. Те данные на графике, которые расположены над огибающей, будут оставлены без изменений. А к тем, которые расположены под ней, будет применено затухание. Соответственно, при ручном переносе контрольных точек вверх, эффект подавления шумов будет сильнее, и наоборот.

Следует отметить, чтоSony Noise Reduction может использовать один из четырех алгоритмов подавления помех, которые так и называются: Mode 0, Mode 1, Mode 2 и Mode 3.

По умолчанию используется режим Mode 2, который хорошо подходит для большинства случаев. Но разработчики рекомендуют всегда проверять, как программа справляется с удалением шума во всех возможных режимах, и выбирать оптимальный. Рассмотрим и другие режимы.

• Mode 0, как правило, подходит для устранения шумов с низким уровнем амплитуды. Однако при его использовании увеличивается вероятность появления искажающих артефактов.
• Mode 1 похож на режим Mode 0, но при его использовании меньше шансов получить артефакты. С другой стороны, и шума он удаляет меньше.
• Mode 3 – это наиболее щадящий режим подавления шумов, при котором возникновение дефектов звука сведено к минимуму.

Обычно музыкальную запись, переведенную в цифровой вид с виниловой пластинки, сопровождают треск и щелчки. В этом случае недостаточно использовать профиль шума, поскольку треск пластинки непредсказуем. В Sound Forge Pro есть специальный инструмент для устранения наиболее часто встречающихся помех при оцифровке аудиозаписей. Для его вызова выполните команду: Tools > Audio Restoration.

Помимо выбора порогового значения шума и прочих параметров подавления фонового шума, этот инструмент также дает возможность настроить подавление щелчков. За это отвечает ползунок Click Removal Amount. По умолчанию его значение установлено посередине, и для большинства записей подходит оптимально. Если переместить ползунок вправо, будет удалено больше щелчков, однако при этом программа может также случайно удалить элементы основной аудиозаписи, например, звук ударов барабана.

Удаление фонового шума в Audacity

Для удаления шума в бесплатном редакторе Audacity можно использовать те же приемы, что и в случае с Sound Forge. Например, подойдет модуль "Удаление шума", написанный Домиником Маццони, собственно, одним из авторов Audacity. Чтобы воспользоваться этим фильтром, нужно выделить несколько секунд для создания профиля шума, а затем выбрать команду: Эффекты > Удаление шума.

После этого нужно нажать на кнопку Создать модель шума и, выделив весь обрабатываемый аудиофрагмент, снова вызвать данный фильтр. Теперь в окне с настройками можно подобрать силу подавления шума (Noise reduction), настроить чувствительность фильтра, указать частоту сглаживания и время атаки, характеризирующее реакцию фильтра на появление шумов.

Если хорошо знать инструменты звуковых редакторов, можно устранять помехи, используя средства звукового редактора комплексно, а не только одним фильтром "шумодава". Предположим, вы столкнулись с еще одной разновидностью шума - постоянным писком на определенной частоте. Такой тип помех может возникнуть, например, при сильных наводках радиоаппаратуры. В этом случае используется принцип вырезания полосы частот, которая содержит нежелательный шум.

Прежде всего, для этого нужно выполнить частотный анализ трека: Анализ > Построить график спектра.

Теперь внимательно изучите диаграмму - частотный шум на звуковой дорожке будет виден как выпирающий горбик. Подведите курсор к этому участку, чтобы узнать точную частоту этого пика. Запомните это значение. Теперь выделите весь трек и выберите в меню программы: Эффекты > Запрос Nyquist.

В появившемся окне напишите примерно такое выражение:

• (vector (notch2 (aref s 0) 6230 50) (notch2 (aref s 1) 6230 50) ) для стереотрека
• (notch2 s 6230 50) — если у вас одна аудиодорожка

Число 6230 - это частота, на которой слышны помехи. Цифра 50 - это параметр, с которым вам, возможно, придется поэкспериментировать, чтобы вырезаемая частота не делала слишком заметного провала в частотном спектре аудиозаписи. Убедиться в том, что шум удален, можно как по заново сгенерированному частотному спектру, так и просто на слух.

Заключение

Использование качественной аппаратуры: дорогих микрофонов, высококлассных усилителей и т.д. – несомненно, способствует уменьшению количества шумов. Но в тех случаях, когда невозможно повлиять на качество записи, стоит вспомнить о цифровой обработке звука. И даже если полностью избавиться от сторонних помех не удастся, во многих случаях запись станет приятнее для слуха. Поэтому если вы зададитесь целью восстановить старые записи с катушечного или кассетного магнитофона, обязательно пробуйте все возможные варианты для устранения шумов, ведь, как известно, совершенству нет предела.

Источник: Удаление шума с аудиозаписей в Audacity и Sound Forge Pro на сайте 3domen