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多媒体制作中的音频噪声处理

2014-07-28张振球

电脑知识与技术 2014年18期
关键词:降噪多媒体

张振球

摘要:多媒体制作过程中的录音操作很容易引入各种噪音,通过计算机音频处理技术可以对录音文件中的噪音进行分析和处理。该文重点介绍多种情况下应用软件技术进行的噪声处理方法。

关键词:噪声消除;多媒体;降噪;Audition

中图分类号:TP37 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)18-4271-03

自20世纪90年代以来,多媒体技术的媒体文本、图像、声音和视频开始迅速发展,通过计算机综合技术处理,将多媒体元素有机地组合起来,完成一系列随机性交互操作。其中,在多媒体制作过程中经常要涉及到音频录制与处理。在没有专业录音设备和设施的条件下,在声音的录制过程可能会因为多种因素出现各种类型的噪声,如传声器屏蔽不良的声音,计算机风扇转动的声音,空调运转的声音,脚步声以及开关门窗等突发的噪声。如果主要声音的效果被这些噪声所破坏,就需要对其进行适当地处理。

Cool Edit、Sound Forge、Creative WaveStudio等处理音频的软件目前有很多,该文现以Adobe公司开发Audition音频处理软件为例介绍具体的处理方法。

1 关于录音中的噪声

从不同的环境中得来的噪声可以说是各种各样的,有些场合出现的噪声,比如汽车噪声、飞机噪声、工厂噪声等,其结构较为复杂。噪声可能是平稳的或周期平稳的,也可是缓慢变化的或剧烈变化的。从音响技术的角度来看,只要是在信号传输过程中对节目信号起到干扰作用的(非节目中应有的)声音或是从传声器中拾取来的声音,都可以看成噪声。

噪声一般可以分为环境噪声和本底噪声。环境噪声一般指录音过程中因为工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活所产生的干扰周围生活环境的声音。本底噪声也称作背景噪声,指的是电声系统中除有用信号以外的总噪声,包括音响设备噪声和放音环境噪声。根据频率的高低,本底噪声一般分为低频噪声和高频噪声两种:1)在电声系统中由于音频电缆屏蔽不良、设备连接不实等原因产生的“嗡嗡”交流声(200Hz以下)称之为低频噪声;2)由于录音媒介、放大器、调频广播产生的“嘶嘶声”(8KHz以上)称之为高频噪声或白噪声。较强的背景噪声,不但会破坏声音的主要内容,还容易淹没主要声音中较弱的某些细节,降低声音的信噪比和动态范围,再现声音质量受到损坏。

如何避免和消除这些噪声是一个复杂而且考验细心的过程。在录音前可以进行的处理:如环境因素,隔音处理,传声器设备的选择,录音设备的选择、安装、接地等。此文主要针对的就是录音后的噪声处理。

2 噪声的处理

2.1 稳定噪声的降噪处理

有些噪声是在录音过程中不可避免且一直存在并保持不变的,这样的噪声一般具有很强的重复性,有着明显的特征,该文称之为稳定的噪声。要想将噪声从录制好的音频文件中分离出去,必须借助软件的运算工具,因为这些稳定的噪声具有固定的特征。

噪声与录制的声音之间并没有物理本质上的区别,因为它本质上也是一种波形声音。由于录音的整个过程中这类噪声无法避免,因此我们可以将录音文件中某一段没有内容只有噪声的波形(也可以称之为纯噪声),提取出来,获取它的特征信息。

以下仅以Adobe Audition CS6为例讲述上述的噪声处理过程。

1)导入音频文件。选择文件 \ 导入 \ 文件,进入导入对话框,选择要处理的录音音频文件。

2)噪声的分析与确定。要对噪声进行处理,要确定噪声是关键,也就是它要找出哪里是“噪声”。方法是选择一段没有录音内容的间隙部分,听一听噪声的响度,通过波形的高度检查噪声的振幅。如图1所示。为了更好的查看噪声的波形和细节,可以通过界面下方的放大工具进行波形放大操作。要确定噪声的效果,可以放大音量进行背景噪声的感受和查验。

3)噪声特征的提取和降噪。首先选中图1中的噪声部分波形。选择效果 \ 降噪/修复 \ 降噪(破坏性处理),进入降噪对话框,如图2所示。

选择“采集噪声样本”,软件将会把选中的部分作为噪声进行提取,得到相应的曲线。图2是系统默认状态,图中曲线就是所选择的噪声特性曲线,下面的“降噪”级别默认是降噪最强的100%,对于降噪的效果可以点击对话框最下方的播放按钮进行试听。试听的结果一般是明显感受到噪声的降低,尤其是声音的间隙几乎没有一点的背景噪声。为了避免细节的过滤,使得低频声音足够饱满、圆润,通常需要对“降噪”级别调整到80%即可。如图3所示。

4)全部降噪。当噪声确定后,一般都是将得到的特性曲线数值直接应用到所选的波形文件之中,即选择“降噪”对话框中的“选择整个文件”按钮,执行“应用”按钮即可。软件可以根据确定的噪声特征数值进行运算,很快就可以得到降噪后的整个文件的声音效果。当然,特性曲线数值也可以保存作为其他文件的降噪依据。

2.2 电源干扰导致的突发噪声的降噪处理

某些噪声规律不明确,没有重复性,而且持续时间很短。比如在开关某些一定功率的设备时,可能会对电网产生一定的冲击,这种冲击就会影响音响设备,在录音中出现“咔哒”声。这种冲击造成的噪声的振幅比较大,通常会比录制的主要声音要大,持续时间很多,单个冲击持续时间不会超过0.01s。

在Adobe Audition CS6软件中提供了一种专门处理这种噪声的方法。

排除器会先自动在波形中查找到可能的突发噪声并进行消除,具体操作步骤为先选中一段要处理的波形或整个波形,选择效果 \ 降噪/修复 \ 自动咔嗒声移除,按下“应用”按钮。但是在某些特殊情况下,还需要适当调整探测的阈值(Threshold)和复杂性(Complexity)参数。例如突发噪声的幅度并不突出,自动去除可能会漏掉一部分噪声,或将某些正常的声音误认为是噪声等等。如图4所示。

2.3 其它突发的环境噪声的处理

有些其他活动引起的突发噪声既没有很强的周期性,又具有一定的持续时间,很难找到噪声规律,因此不能用上面的方法进行降噪处理,只能对含有这些噪声的整个波形段进行切除。

在录制过程中,产生了一些无法避免的其他噪声时,不要将录音停止,而是将噪声产生这段时间的录音内容重复一次(以句子为单位进行重复)。在整个录制结束之后,应用Adobe Audition的编辑功能对含有噪声的一段进行切除,并将其余部分连接起来。对于录音中的内容表述错误的情况,也可以采用这种方法。

3 结束语

多媒体作品的内容质量和技术质量是相辅相成的,好的多媒体内容没有好的音频质量会直接降低整个多媒体作品的最终效果。声音质量的好坏就会直接影响到多媒体作品的运行效果,因为音频在多媒体作口的制作中是一种较常见和重要的信息表达形式。该文所述方法不仅可以用于多媒体制作过程中录音时的噪声消除,也可以用于诸如界面麦克风拾音的扩音系统的噪声消除。因此,该文的方法具有较为广泛的应用价值。

参考文献:

[1] Ghafoor A C,Chen Y R.Special Issue on Multimedia Processing and Technology.Journal of Parallel and Distributed Computing.1995.

[2] 张杰,王红军,于明杰,等.浅谈广播节目的录音制作技巧[J].电声技术,2008,32(9):79-81.

[3] 王喜成.音响技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,1997.

[4] 夏仁康.Audition对于音频的降噪处理[J].电声技术,2012(36):71-72.

[5] 田振清.电声系统与电声教学[M].呼和浩特:内蒙古教育出版社,2001.endprint

摘要:多媒体制作过程中的录音操作很容易引入各种噪音,通过计算机音频处理技术可以对录音文件中的噪音进行分析和处理。该文重点介绍多种情况下应用软件技术进行的噪声处理方法。

关键词:噪声消除;多媒体;降噪;Audition

中图分类号:TP37 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)18-4271-03

自20世纪90年代以来,多媒体技术的媒体文本、图像、声音和视频开始迅速发展,通过计算机综合技术处理,将多媒体元素有机地组合起来,完成一系列随机性交互操作。其中,在多媒体制作过程中经常要涉及到音频录制与处理。在没有专业录音设备和设施的条件下,在声音的录制过程可能会因为多种因素出现各种类型的噪声,如传声器屏蔽不良的声音,计算机风扇转动的声音,空调运转的声音,脚步声以及开关门窗等突发的噪声。如果主要声音的效果被这些噪声所破坏,就需要对其进行适当地处理。

Cool Edit、Sound Forge、Creative WaveStudio等处理音频的软件目前有很多,该文现以Adobe公司开发Audition音频处理软件为例介绍具体的处理方法。

1 关于录音中的噪声

从不同的环境中得来的噪声可以说是各种各样的,有些场合出现的噪声,比如汽车噪声、飞机噪声、工厂噪声等,其结构较为复杂。噪声可能是平稳的或周期平稳的,也可是缓慢变化的或剧烈变化的。从音响技术的角度来看,只要是在信号传输过程中对节目信号起到干扰作用的(非节目中应有的)声音或是从传声器中拾取来的声音,都可以看成噪声。

噪声一般可以分为环境噪声和本底噪声。环境噪声一般指录音过程中因为工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活所产生的干扰周围生活环境的声音。本底噪声也称作背景噪声,指的是电声系统中除有用信号以外的总噪声,包括音响设备噪声和放音环境噪声。根据频率的高低,本底噪声一般分为低频噪声和高频噪声两种:1)在电声系统中由于音频电缆屏蔽不良、设备连接不实等原因产生的“嗡嗡”交流声(200Hz以下)称之为低频噪声;2)由于录音媒介、放大器、调频广播产生的“嘶嘶声”(8KHz以上)称之为高频噪声或白噪声。较强的背景噪声,不但会破坏声音的主要内容,还容易淹没主要声音中较弱的某些细节,降低声音的信噪比和动态范围,再现声音质量受到损坏。

如何避免和消除这些噪声是一个复杂而且考验细心的过程。在录音前可以进行的处理:如环境因素,隔音处理,传声器设备的选择,录音设备的选择、安装、接地等。此文主要针对的就是录音后的噪声处理。

2 噪声的处理

2.1 稳定噪声的降噪处理

有些噪声是在录音过程中不可避免且一直存在并保持不变的,这样的噪声一般具有很强的重复性,有着明显的特征,该文称之为稳定的噪声。要想将噪声从录制好的音频文件中分离出去,必须借助软件的运算工具,因为这些稳定的噪声具有固定的特征。

噪声与录制的声音之间并没有物理本质上的区别,因为它本质上也是一种波形声音。由于录音的整个过程中这类噪声无法避免,因此我们可以将录音文件中某一段没有内容只有噪声的波形(也可以称之为纯噪声),提取出来,获取它的特征信息。

以下仅以Adobe Audition CS6为例讲述上述的噪声处理过程。

1)导入音频文件。选择文件 \ 导入 \ 文件,进入导入对话框,选择要处理的录音音频文件。

2)噪声的分析与确定。要对噪声进行处理,要确定噪声是关键,也就是它要找出哪里是“噪声”。方法是选择一段没有录音内容的间隙部分,听一听噪声的响度,通过波形的高度检查噪声的振幅。如图1所示。为了更好的查看噪声的波形和细节,可以通过界面下方的放大工具进行波形放大操作。要确定噪声的效果,可以放大音量进行背景噪声的感受和查验。

3)噪声特征的提取和降噪。首先选中图1中的噪声部分波形。选择效果 \ 降噪/修复 \ 降噪(破坏性处理),进入降噪对话框,如图2所示。

选择“采集噪声样本”,软件将会把选中的部分作为噪声进行提取,得到相应的曲线。图2是系统默认状态,图中曲线就是所选择的噪声特性曲线,下面的“降噪”级别默认是降噪最强的100%,对于降噪的效果可以点击对话框最下方的播放按钮进行试听。试听的结果一般是明显感受到噪声的降低,尤其是声音的间隙几乎没有一点的背景噪声。为了避免细节的过滤,使得低频声音足够饱满、圆润,通常需要对“降噪”级别调整到80%即可。如图3所示。

4)全部降噪。当噪声确定后,一般都是将得到的特性曲线数值直接应用到所选的波形文件之中,即选择“降噪”对话框中的“选择整个文件”按钮,执行“应用”按钮即可。软件可以根据确定的噪声特征数值进行运算,很快就可以得到降噪后的整个文件的声音效果。当然,特性曲线数值也可以保存作为其他文件的降噪依据。

2.2 电源干扰导致的突发噪声的降噪处理

某些噪声规律不明确,没有重复性,而且持续时间很短。比如在开关某些一定功率的设备时,可能会对电网产生一定的冲击,这种冲击就会影响音响设备,在录音中出现“咔哒”声。这种冲击造成的噪声的振幅比较大,通常会比录制的主要声音要大,持续时间很多,单个冲击持续时间不会超过0.01s。

在Adobe Audition CS6软件中提供了一种专门处理这种噪声的方法。

排除器会先自动在波形中查找到可能的突发噪声并进行消除,具体操作步骤为先选中一段要处理的波形或整个波形,选择效果 \ 降噪/修复 \ 自动咔嗒声移除,按下“应用”按钮。但是在某些特殊情况下,还需要适当调整探测的阈值(Threshold)和复杂性(Complexity)参数。例如突发噪声的幅度并不突出,自动去除可能会漏掉一部分噪声,或将某些正常的声音误认为是噪声等等。如图4所示。

2.3 其它突发的环境噪声的处理

有些其他活动引起的突发噪声既没有很强的周期性,又具有一定的持续时间,很难找到噪声规律,因此不能用上面的方法进行降噪处理,只能对含有这些噪声的整个波形段进行切除。

在录制过程中,产生了一些无法避免的其他噪声时,不要将录音停止,而是将噪声产生这段时间的录音内容重复一次(以句子为单位进行重复)。在整个录制结束之后,应用Adobe Audition的编辑功能对含有噪声的一段进行切除,并将其余部分连接起来。对于录音中的内容表述错误的情况,也可以采用这种方法。

3 结束语

多媒体作品的内容质量和技术质量是相辅相成的,好的多媒体内容没有好的音频质量会直接降低整个多媒体作品的最终效果。声音质量的好坏就会直接影响到多媒体作品的运行效果,因为音频在多媒体作口的制作中是一种较常见和重要的信息表达形式。该文所述方法不仅可以用于多媒体制作过程中录音时的噪声消除,也可以用于诸如界面麦克风拾音的扩音系统的噪声消除。因此,该文的方法具有较为广泛的应用价值。

参考文献:

[1] Ghafoor A C,Chen Y R.Special Issue on Multimedia Processing and Technology.Journal of Parallel and Distributed Computing.1995.

[2] 张杰,王红军,于明杰,等.浅谈广播节目的录音制作技巧[J].电声技术,2008,32(9):79-81.

[3] 王喜成.音响技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,1997.

[4] 夏仁康.Audition对于音频的降噪处理[J].电声技术,2012(36):71-72.

[5] 田振清.电声系统与电声教学[M].呼和浩特:内蒙古教育出版社,2001.endprint

摘要:多媒体制作过程中的录音操作很容易引入各种噪音,通过计算机音频处理技术可以对录音文件中的噪音进行分析和处理。该文重点介绍多种情况下应用软件技术进行的噪声处理方法。

关键词:噪声消除;多媒体;降噪;Audition

中图分类号:TP37 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)18-4271-03

自20世纪90年代以来,多媒体技术的媒体文本、图像、声音和视频开始迅速发展,通过计算机综合技术处理,将多媒体元素有机地组合起来,完成一系列随机性交互操作。其中,在多媒体制作过程中经常要涉及到音频录制与处理。在没有专业录音设备和设施的条件下,在声音的录制过程可能会因为多种因素出现各种类型的噪声,如传声器屏蔽不良的声音,计算机风扇转动的声音,空调运转的声音,脚步声以及开关门窗等突发的噪声。如果主要声音的效果被这些噪声所破坏,就需要对其进行适当地处理。

Cool Edit、Sound Forge、Creative WaveStudio等处理音频的软件目前有很多,该文现以Adobe公司开发Audition音频处理软件为例介绍具体的处理方法。

1 关于录音中的噪声

从不同的环境中得来的噪声可以说是各种各样的,有些场合出现的噪声,比如汽车噪声、飞机噪声、工厂噪声等,其结构较为复杂。噪声可能是平稳的或周期平稳的,也可是缓慢变化的或剧烈变化的。从音响技术的角度来看,只要是在信号传输过程中对节目信号起到干扰作用的(非节目中应有的)声音或是从传声器中拾取来的声音,都可以看成噪声。

噪声一般可以分为环境噪声和本底噪声。环境噪声一般指录音过程中因为工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活所产生的干扰周围生活环境的声音。本底噪声也称作背景噪声,指的是电声系统中除有用信号以外的总噪声,包括音响设备噪声和放音环境噪声。根据频率的高低,本底噪声一般分为低频噪声和高频噪声两种:1)在电声系统中由于音频电缆屏蔽不良、设备连接不实等原因产生的“嗡嗡”交流声(200Hz以下)称之为低频噪声;2)由于录音媒介、放大器、调频广播产生的“嘶嘶声”(8KHz以上)称之为高频噪声或白噪声。较强的背景噪声,不但会破坏声音的主要内容,还容易淹没主要声音中较弱的某些细节,降低声音的信噪比和动态范围,再现声音质量受到损坏。

如何避免和消除这些噪声是一个复杂而且考验细心的过程。在录音前可以进行的处理:如环境因素,隔音处理,传声器设备的选择,录音设备的选择、安装、接地等。此文主要针对的就是录音后的噪声处理。

2 噪声的处理

2.1 稳定噪声的降噪处理

有些噪声是在录音过程中不可避免且一直存在并保持不变的,这样的噪声一般具有很强的重复性,有着明显的特征,该文称之为稳定的噪声。要想将噪声从录制好的音频文件中分离出去,必须借助软件的运算工具,因为这些稳定的噪声具有固定的特征。

噪声与录制的声音之间并没有物理本质上的区别,因为它本质上也是一种波形声音。由于录音的整个过程中这类噪声无法避免,因此我们可以将录音文件中某一段没有内容只有噪声的波形(也可以称之为纯噪声),提取出来,获取它的特征信息。

以下仅以Adobe Audition CS6为例讲述上述的噪声处理过程。

1)导入音频文件。选择文件 \ 导入 \ 文件,进入导入对话框,选择要处理的录音音频文件。

2)噪声的分析与确定。要对噪声进行处理,要确定噪声是关键,也就是它要找出哪里是“噪声”。方法是选择一段没有录音内容的间隙部分,听一听噪声的响度,通过波形的高度检查噪声的振幅。如图1所示。为了更好的查看噪声的波形和细节,可以通过界面下方的放大工具进行波形放大操作。要确定噪声的效果,可以放大音量进行背景噪声的感受和查验。

3)噪声特征的提取和降噪。首先选中图1中的噪声部分波形。选择效果 \ 降噪/修复 \ 降噪(破坏性处理),进入降噪对话框,如图2所示。

选择“采集噪声样本”,软件将会把选中的部分作为噪声进行提取,得到相应的曲线。图2是系统默认状态,图中曲线就是所选择的噪声特性曲线,下面的“降噪”级别默认是降噪最强的100%,对于降噪的效果可以点击对话框最下方的播放按钮进行试听。试听的结果一般是明显感受到噪声的降低,尤其是声音的间隙几乎没有一点的背景噪声。为了避免细节的过滤,使得低频声音足够饱满、圆润,通常需要对“降噪”级别调整到80%即可。如图3所示。

4)全部降噪。当噪声确定后,一般都是将得到的特性曲线数值直接应用到所选的波形文件之中,即选择“降噪”对话框中的“选择整个文件”按钮,执行“应用”按钮即可。软件可以根据确定的噪声特征数值进行运算,很快就可以得到降噪后的整个文件的声音效果。当然,特性曲线数值也可以保存作为其他文件的降噪依据。

2.2 电源干扰导致的突发噪声的降噪处理

某些噪声规律不明确,没有重复性,而且持续时间很短。比如在开关某些一定功率的设备时,可能会对电网产生一定的冲击,这种冲击就会影响音响设备,在录音中出现“咔哒”声。这种冲击造成的噪声的振幅比较大,通常会比录制的主要声音要大,持续时间很多,单个冲击持续时间不会超过0.01s。

在Adobe Audition CS6软件中提供了一种专门处理这种噪声的方法。

排除器会先自动在波形中查找到可能的突发噪声并进行消除,具体操作步骤为先选中一段要处理的波形或整个波形,选择效果 \ 降噪/修复 \ 自动咔嗒声移除,按下“应用”按钮。但是在某些特殊情况下,还需要适当调整探测的阈值(Threshold)和复杂性(Complexity)参数。例如突发噪声的幅度并不突出,自动去除可能会漏掉一部分噪声,或将某些正常的声音误认为是噪声等等。如图4所示。

2.3 其它突发的环境噪声的处理

有些其他活动引起的突发噪声既没有很强的周期性,又具有一定的持续时间,很难找到噪声规律,因此不能用上面的方法进行降噪处理,只能对含有这些噪声的整个波形段进行切除。

在录制过程中,产生了一些无法避免的其他噪声时,不要将录音停止,而是将噪声产生这段时间的录音内容重复一次(以句子为单位进行重复)。在整个录制结束之后,应用Adobe Audition的编辑功能对含有噪声的一段进行切除,并将其余部分连接起来。对于录音中的内容表述错误的情况,也可以采用这种方法。

3 结束语

多媒体作品的内容质量和技术质量是相辅相成的,好的多媒体内容没有好的音频质量会直接降低整个多媒体作品的最终效果。声音质量的好坏就会直接影响到多媒体作品的运行效果,因为音频在多媒体作口的制作中是一种较常见和重要的信息表达形式。该文所述方法不仅可以用于多媒体制作过程中录音时的噪声消除,也可以用于诸如界面麦克风拾音的扩音系统的噪声消除。因此,该文的方法具有较为广泛的应用价值。

参考文献:

[1] Ghafoor A C,Chen Y R.Special Issue on Multimedia Processing and Technology.Journal of Parallel and Distributed Computing.1995.

[2] 张杰,王红军,于明杰,等.浅谈广播节目的录音制作技巧[J].电声技术,2008,32(9):79-81.

[3] 王喜成.音响技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,1997.

[4] 夏仁康.Audition对于音频的降噪处理[J].电声技术,2012(36):71-72.

[5] 田振清.电声系统与电声教学[M].呼和浩特:内蒙古教育出版社,2001.endprint

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