Александр Загуменнов - Компьютерная обработка звука

• Название: Компьютерная обработка звука
• Автор: Александр Загуменнов
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература

Возможности современных программ и компьютеров, а также их относительная доступность по цене позволяют выполнять серьезную работу по обработке звукового материала – в том числе и профессиональную – не только на специализированной звуковой рабочей станции в студии звукозаписи, но и на персональном компьютере, в домашней студии.

В книге, которую вы держите в руках, рассмотрены основные методы обработки звука при помощи персонального компьютера, совместимого с IBM PC. Приводится подробное описание их использования на примере наиболее распространенных в России программ обработки звука, работающих под управлением операционной системы Microsoft Windows: Sound Forge, WaveLab, SAW Plus 32, Samplitude 2496, Cakewalk Pro Audio, а также программы ведения нотной записи Finale 98.

---

Рис. 1.31. Рассчитанные размеры смещения по постоянному току после выполнения операции Eliminate DC Offset

Если на том же оборудовании производились другие записи, с ними может возникнуть та же проблема. Она устраняется аналогичным образом. Устранение смещения по постоянному току в SAW Plus 32

В меню Edit размещены две команды для устранения смещения по постоянному току.

Первая команда – Calibrate DC Offset (SoundFile) (Калибровка смещения по постоянному току в звуковом файле). Функция используется для определения смещения по постоянному току в файле. Выполняется она следующим образом.

В окне SoundFile View следует максимально увеличить самый тихий фрагмент звукового файла (лучше пустой, с записью тишины) и нажать кнопку Up (или клавишу Page Up), чтобы увеличить размах волны. В качестве волновой формы сигнала вы будете видеть только горизонтальные линии и в левом, и в правом каналах. По мере увеличения размеров изображения вместо линий станут появляться волновые формы шума, но и они должны быть сбалансированы у центральных линий в каждом канале. Если баланс нарушен и имеется сдвиг, значит, есть смещение DC.

Выделите небольшую область звукового файла и выполните описываемую операцию. SAW Plus 32 вычислит среднее смещение по постоянному току для области, сообщит значения для каждого канала, как показано на рис. 1.32, и сохранит их.

Рис. 1.32. Результат калибровки смещения по постоянному току: вычисленное смещение по постоянному току для каждого канала

Apply DC Offset (SoundFile) (Устранить смещение по постоянному току в звуковом файле). Эта функция использует значения, вычисленные при выполнении функции Calibrate DC Offset, и применяет их к помеченной области звукового файла.

Выполнив функцию Calibrate DC Offset, отметьте весь звуковой файл или его часть и выберите функцию Apply DC Offset (Sound-File). Программа применяет значения, полученные при калибровке, и выравнивает по центру форму волны, тем самым избавляя звук от потенциальных прерываний.

Устранение смещения по постоянному току в Samplitude 2496

Данная функция автоматически устраняет смещение по постоянному току в выделенном фрагменте волнового проекта (RAP или HDP). Для этого в меню Effects (Эффекты) выберите команду Remove DC Offset, и функция выполнит все необходимые операции самостоятельно.

Нормализация

Нормализация применяется для максимально возможного увеличения громкости без усечения пиков сигнала. При этом просматривается (сканируется) аудиозапись и используется операция усиления сигнала, чтобы поднять его уровень к определенному (часто очень высокому) значению.

Нормализация в Sound Forge

Команда Normalize доступна из меню Process и настраивается для работы с одной из двух опций: Peak level (По пиковым уровням) или Average RMS power (По средней мощности RMS). Вид диалогового окна Normalize показан на рис. 1.33.

Рис. 1.33. Диалоговое окно Normalize

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

Если активизирована опция Peak level, звуковой файл нормализуется по максимальным (мгновенным) обнаруженным значениям. Именно по ним рассчитывается допустимое усиление сигнала (если это возможно), которое считается константой и затем применяется ко всему звуковому файлу.

При выборе опции Average RMS power звуковой файл нормализуется, используя обнаруженные средние значения RMS звука (RMS – среднеквадратичные значения сигнала). Таким образом, постоянное усиление, которое будет применено к звуку, рассчитывается по этим значениям. Как правило, оно больше рассчитанного по пиковым уровням, что достаточно удобно при соотнесении громкости различных записей.

Регулятор Normalize to (Нормализовать к) указывает уровень, к которому будет нормализован звуковой файл. Например, если при использовании опции Peak level определен пиковый уровень -10 дБ, а регулятор Normalize to установлен в позицию -3 дБ, ко всему файлу будет применяться постоянное усиление 7 дБ.

При использовании опции Average RMS power нормализация к 0 дБ означает усиление сигнала до громкости 0 дБ (это очень громко). Если использовать данное значение, динамический диапазон сигнала будет сильно сужен, а все пики – отсечены или серьезно сжаты. Таким образом, нормализация к 0 дБ по пиковым значениям является нормальной, а нормализация по RMS более чем к -6 дБ небезопасна.

Параметры Scan settings определяют настройки для сканирования звукового файла по мощности RMS.

Регулятор Ignore below (Игнорировать ниже) служит для задания уровня амплитуды материала, который вы хотите включить в RMS-вычисление. Звук, который имеет уровень ниже установленного порогового значения, будет при вычислении игнорироваться. Эта функция оказывается полезной для устранения любых тихих фрагментов из вычисления RMS. Данный параметр следует установить на несколько децибелов выше того уровня, который вы считаете тишиной.

Если установить рассматриваемое значение в минус бесконечность (-Inf.), то будут использованы все звуковые данные. Если значение установить слишком высоко (от -10 дБ), есть шанс, что значение RMS будет всегда ниже порогового. В таком случае никакой нормализации не произойдет. Поэтому следует проверить пороговое значение, воспользовавшись кнопкой Scan Levels (Сканировать уровни).

Опция Attack time (Время атаки) устанавливает инертность определения пиков при сканировании звукового файла. При медленной атаке имеется тенденция к игнорированию резких пиков сигнала. Допустимые значения: от 1 до 500 мс.

Опция Release time (Время отпускания) определяет, насколько быстро следует прекратить измерение пика сигнала. Большие значения увеличат количество материала, включенного в вычисление RMS. Допустимые значения: от 1 до 500 мс.

Если пометить опцию Use equal loudness contour (Использовать контур равногромкости), то при сканировании будет применена функция равногромкого контура Флетчера-Мансона (Fletcher-Munson). Как известно, очень низкие и очень высокие звуковые частоты менее различимы на слух, чем звук в средней полосе частот. При включенной опции в вычисление RMS добавляется средневзвешенный коэффициент, учитывающий эту особенность восприятия звука.

Кнопка Scan Levels запускает функцию сканирования на выделенном фрагменте и отображает оба найденных максимальных уровня: пиковый и RMS. Используйте их для установки уровня Normalize to.

Звездочка (*) после значения уровня (при первом открытии диалогового окна или при изменении выделения) указывает, что отображенные значения не являются текущими. Если сканирование еще не производилось, вместо значений будут указаны два прочерка. Чтобы обновить значения, нажмите кнопку Scan Levels.

При подготовке к нормализации следует просканировать весь файл, даже если будет нормализована лишь его часть. Нажав кнопку Scan Levels, вы сохраните текущие значения пиков и RMS. Это позволит попробовать разные уровни Normalize to без повторного сканирования всего файла.

Если уровень RMS не достигает порога Ignore below, будет отображаться значение -96 дБ. Перед обработкой файла следует понизить порог Ignore below.

Когда отмечена опция Use current scan levels (Использовать текущие уровни сканирования), сканирование не выполняется. Вместо этого применяются указанные в окне уровни сканирования (которые сохраняются даже при закрытии диалогового окна). Эту функцию удобно использовать, когда вы применяете к текущему выделению уровни другого выделения или файла. Таким образом, один и тот же коэффициент усиления можно применять к различным файлам.

Можно действовать следующим методом: отсканировать небольшую часть той дорожки фонограммы, которая имеет самый громкий уровень или постоянные уровни громкости, и затем использовать результаты для нормализации всего файла или различных дорожек фонограммы.

Опция If clipping occurs (Если произойдет ограничение) позволяет выбрать способ обработки, если при использовании RMS произойдет отсечение пиков сигнала. Возможны следующие варианты:

•  Apply Dynamic Compression (Применить сжатие динамического диапазона);

•  Normalize Peak Value to 0 dB (Нормализовать пиковые значения к 0 дБ);

•  Ignore (saturate) (Игнорировать);

•  Stop Processing (Остановить выполнение).

Сжатие динамического диапазона при нормализации применяется для уменьшения искажений. Громкость пиков сигнала, которые могут оказаться отсеченными, снижается до значения 0 дБ. При этом используется ненулевое время атаки и отпускания, как при компрессии. Другими словами, чтобы не произошло жесткого ограничения сигнала, применяется коэффициент усиления, изменяющийся во времени. Эту опцию следует использовать для получения очень громкого и при этом чистого звука, а также при преобразовании 16-разрядного звука в 8-разрядный или в другие компрессированные форматы, если звук был максимизирован перед преобразованием.