音频编辑软件在音频降噪方面的应用

郇睿

【摘 要】 本文以音频编辑软件Audition CC为例，介绍了音频编辑软件对于不同类型噪声的去除方法。

【关键词】 音频编辑软件；Audition CC；同期声录制；降噪

文章编号： 10.3969/j.issn.1674-8239.2014.01.016

【Abstract】Taking audio editing software Audition CC as a example， this paper introduces noise reduction methods for different types of noises.

【Key Words】audio editing software ； audition CC； location sound recording； noise reduction

随着现代计算机技术的发展，可以利用计算机存储、播放和处理数字化的音频素材，克服了音频材料的连贯性、速度和音量等不易改变的弊端，也能解决扩展音轨、声音反相检测、提取人声或伴奏、改变节拍和音高、回声效果处理、制作特效音效以及降噪处理等实际问题。

目前，计算机音频编辑软件很多，在功能应用上也各有特色。本文将重点探讨音频编辑软件Audition CC在音频降噪方面的应用，为个性化计算机音频制作提供技术支持。Audition CC是Adobe公司于2013年6月发布的一款用于录音、编辑和混录的音频应用软件，可以采用可视化的手段消除各种恼人的噪声，对多轨的对白、音乐和音响进行混录，还可以用内置的各种音频效果器提升音频质量。

1 录音中的噪声

通常，同期声的录制以录制到清晰可懂的对白或采访声为目的，但受到拍摄环境的影响，很多时候录制的人声中总会掺杂一些干扰声，这些声音都可以看作噪声。噪声的存在不仅会降低录制人声的清晰度与可懂度，还会破坏观众本来连贯的观影状态。

从不同的角度可对噪声进行多个层面的分类。按照噪声来源的不同，可将噪声分为室内噪声和室外噪声。如室内的空调或冰箱压缩机工作时产生的嗡嗡声属于室内噪声；而在马路边拍摄时，过往车辆所形成的交通噪声则属于室外噪声。按照噪声频率的不同，可将噪声分为低频噪声和高频噪声。如由于音频线屏蔽不良而产生的电流嗡嗡声属于低频噪声；而由于录音电平设置过高产生过载失真而形成的咔嗒声则属于高频噪声。按照噪声持续时间的不同，可将噪声分为短暂噪声和稳态噪声。如录制人声过程中出现的咳嗽声或电话铃声都属于短暂噪声；而在一个喧闹的环境里录音时，持续不断的嘈杂背景噪声则属于稳态噪声。

由此可以看出，在同期声的录制过程中，各种不同类别的噪声都有可能出现，从而对录音形成干扰。克服这些噪声受到多方面因素的影响，如拍摄所处的环境、拾音传声器的选择、同期录音设备的选择、传声器拾音的方法和位置等都会影响噪声出现的强度和次数。由于在前期拍摄现场没有控制好上述因素，使得噪声出现在录制的人声中，这时，即可利用Audition CC音频软件在后期制作环节对噪声进行降低和消除，对人声进行最大程度的修复。

2 降噪方法

2.1 利用频谱频率显示窗口的选择工具

Audition CC在音频显示上最为突出的特点是可以对音频的频谱、频率进行显示。以往的音频编辑软件在显示音频方面一般仅能显示音频的幅值信息，即音频信号幅值随着时间变化而变化的波形。但该软件除了可以显示音频信号的幅值波形外，还可以显示音频信号的频谱频率信息，即音频信号在不同频率上能量随时间变化的频谱图。这对于分析和查找出一些频率较为固定的噪声提供了很大的帮助。图1中显示的是同一段音频的两种显示方式。

图1中的上半部分显示了一段音频的幅值波形，下半部分显示了同一段音频的频谱频率。在幅值波形显示窗口中，音频信号的幅值以分贝值为单位，-∞代表绝对的无声，而离-∞越远，表明此处的信号幅值越高、音频响度越大。在频谱频率显示窗口中，音频信号的显示以频率为单位，图中颜色越明亮的部分，代表音频信号在那一区域对应的频率范围内具有的能量越多；反之，颜色越暗淡的部分，则代表音频信号在那一区域所对应的频率范围内具有的能量越少。通过频谱频率显示，可以清晰地看出一段音频信号在不同频率上能量的变化情况，尤其可以显示出频率单一的噪声信号。

图2是一段采访声中夹杂着电话铃噪声的频谱图。从图中可以明显看到，在频率3 kHz附近有两条交替出现的折线状频谱，该频谱显示的就是夹杂在采访声中的电话铃声。在波形显示窗口却无法看到如此清晰的噪声显示图形。

频谱频率编辑器可提供三种选择工具：“框选工具”、“套索选择工具”和“画笔选择工具”。每种工具都可以在频谱频率显示窗口中对某一区域进行选择。“框选工具”适用于选择形状规则的矩形区域；“套索选择工具”适用于手动画出不规则形状的区域；“画笔选择工具”适用于使用画笔手动画出希望选择的区域。由于上述电话铃声频率的形状比较规则，所以采用“框选工具”来将其选中，如图3所示。选中此区域后可以按播放键来播放选中区域的音频信号，进一步确定所选择的范围是否为噪声所在的频谱范围。

利用选择工具选中噪声的频谱范围之后，就可以对噪声进行删除。删除电话铃噪声之后的频谱图见图4。由于删除的噪声部分仅占整个频率范围中很小的一部分，因此，从听感上基本听不出删除的痕迹。若在幅值显示窗口中删除此电话铃噪声，在这一时间范围内的采访声也将被删除。而在频谱频率显示窗口中删除此电话铃噪声，对于采访声基本没有影响。因此，频谱频率显示窗口的选择工具特别适用于去除频率较为单一的短暂噪声。

2.2 利用频谱频率显示窗口的污点修复画笔工具

先利用“污点修复画笔”画出频谱图中的噪声区域，然后软件自身会自动分析画笔所画区域附近的频谱特点，并利用这些特点来覆盖画笔画出的噪声区域，从而使音频信号在噪声出现的位置尽可能受到最小的影响。如图2所示的电话铃噪声，也可以使用“污点修复画笔工具”对其进行处理，如图5、图6所示。endprint

对比图6和图4，可以看出，采用“污点修复画笔工具”对噪声区域进行处理之后，除了噪声被消除，在噪声原有的区域，软件自动填充了与相邻区域类似的频谱信号，从而增强了有噪声部分音频信号的修复效果，在听感上更不易被察觉。这一方法不仅适用于去除频率单一的噪声，对于频率范围分布较为广泛的宽频短暂噪声也有很好的去除效果。

2.3 捕捉噪声样本

在喧闹的环境录制人声时，由于存在大量的背景噪声，削弱了对白或采访声的冲击力，这种嘈杂的噪声是不被观众所接受的。很多时候，如果不努力仔细听，根本听不清楚字词，只能通过加字幕的方式弥补。对于这种稳态噪声，由于其频率覆盖范围广、持续时间长，采用前文介绍的两种方法均不能获得理想的去除效果，而是需要通过“捕捉噪声样本功能”来去除此类噪声。

首先，需在音频片段中选中只有稳态噪声存在的片段，一般可以选取人声的间隙部分或开头结尾处没有人声的部分。如图7所示，用时间选择工具确定了一段音频中的噪声部分。

接下来，选择效果→降噪/恢复→捕捉噪声样本，或者选择效果→降噪/恢复→降噪（处理）进入降噪处理对话框，单击对话框左上方的“捕捉噪声样本”，则可以把当前所选择的区域作为噪声样本。完成上述步骤之后，软件会对所选噪声样本进行频谱分析，然后在对话框中显示出分析结果，如图8所示。

在噪声样本的频谱分析图中，所有黄色的点表示的是噪声样本在每个频率点上的最高幅值，对应图中标示“高”的噪声基准；所有红色的点表示的是噪声样本在每个频率点上的最低幅值，对应图中标示“低”的噪声基准；所有绿色的点表示的是在每个频率点上实际设置的降噪程度，对应图中标示“阈值”的噪声基准。所以，当拖动频谱图下方的降噪百分比滚动条至100%时，所有黄色的点都会被绿色的点覆盖，意味着全部的采样噪声都会被去除；而当拖动降噪百分比滚动条至0%时，所有红色的点都会被绿色的点覆盖，意味着没有任何的采样噪声被去除。

实际的降噪效果是由降噪百分比和降噪幅度两个参数共同决定的，通常最佳的降噪效果并不是把两个参数设置到最大值。当把两个参数设置得过高时，虽然噪声得到了最大程度的抑制，但会严重影响到人声的音质，留下人工处理的痕迹。所以，上述两个参数设置到令人满意的程度，实际是对背景噪声的抑制程度与对人声音质的损伤程度相权衡的结果，一般情况下都需要通过耳朵反复去听处理过的音频片段，不断调整两个参数，最终得到令人满意的处理效果。

2.4 了解声音模型

“了解声音模型”功能可以移除录制音频中不需要的音频源。这里所说的音频源与上文提到的噪声有所区别。上文中移除的都是背景中的噪声，而“了解声音模型功能”移除的则是前景中的音频源，即这种声音出现在与所录制的音频同样明显的听感位置上。如某段采访声中始终夹杂着的周期性的警报声就属于这种情况，如图9所示，通过频谱频率图可以看出，在这段采访声中同一个周期性的警报声重复出现了三次。

此时，可以通过“了解声音模型功能”对这一警报声进行去除。首先，需要选择合适的声音模型范围。由于警报声是周期性出现的，所以，选择声音模型的范围应该恰好覆盖一个完整周期，如图10所示，用时间选择工具确定了声音模型范围。

接下来，选择效果→降噪/恢复→了解声音模型，或者选择效果→降噪/恢复→声音移除（处理）进入声音移除处理对话框，单击对话框左上方的“了解声音模型”，就可以把当前所选择的区域作为声音模型。然后，在声音移除对话框的预设下拉菜单中选择“移除警报声”选项，之后软件会根据所选择的声音模型对整段音频中与和模型相似的音频源进行去除，去除效果如图11所示。从图中可以看出，明显的警报声频谱波纹基本消失。

3 总结

通过以上论述，可以看到音频编辑软件在移除噪声方面强大的功能和优势。针对不同类型的噪声，使用的移除方法也有所区别。对于频率较为单一、持续时间较短的点噪声，可以使用频谱频率显示窗口中的“选择工具”，选中噪声进行删除，或使用“污点修复画笔工具”对噪声进行修复；对于频率范围较为广泛、持续时间较长的背景噪声，可以使用“捕捉噪声样本功能”对其进行去除，设置好降噪百分比和降噪幅值是关键；对于音调周期性变化的前景噪声，则可以使用“了解声音模型功能”对其进行去除，选择合适的预设模式可达到较为理想的效果。

计算机音频编辑软件还可以应用到其他更为广泛的领域，有待于业内同行共同探索。endprint