Анализ основных процессов обработки и кодирования звуковой информации

Если прибавить немного высоких и средних частот и совсем не использовать реверберации и дилея, то создаётся популярный в последнее время «эффект присутствия», как будто вокалист поёт прямо в комнате.

Фильтры - это эквализационные схемы, которые накладываются на записанный звук. Фильтры бывают статические и динамические. Статические фильтры просто убирают некоторые частоты трека, добавляя другие, а динамические постоянно меняют соотношение частот по определённой круговой схеме, из-за чего звук кажется «плавающим».

2.6 Звуковые редакторы. Общий обзор

В данном разделе мной будут рассмотрены некоторые наиболее известные звуковые редакторы. Конечно же в рамках данной работы не получится рассмотреть все существующие редакторы, поскольку в их в мире существует больше количество, как просто малоизвестных, так и узкоспециализированных, т.е. направленных на обработку трека, каким-либо определенным фильтром. Так же одной из главных проблем при выборе музыкального редактора остается поиск бесплатной программы. К сожалению возможности бесплатных программ, зачастую сильно ограничены. И так рассмотрим некоторые звуковые редакторы, не подразделяя их на бесплатные и платные.

Goldwave 5.08.

Первые версии данного редактора начали появляться ещё в конце 90-х.

Рис. 4. Основное окно Goldwave

Внешний вид основного окна стандартный. Специфическое деление каналов по цветам. Кроме того, есть два независимых окна визуализации. Всего доступно 12 видов визуализации, хотя они носят скорее декоративный характер. Хотя, возможно отображение формы волны или спектра при наведении курсора на волновое окно. Из удобств интерфейса можно отметить то, что встроенные эффекты вынесены на панель инструментов. Редактор поддерживает Direct-X плагины, но, к сожалению, VST-плагины не поддерживаются.

Присутствует CD-Grabber с возможностью конвертирования сразу в mp3, есть возможность применения цепи сразу нескольких эффектов (Tool>Effect chain editor) и есть возможность конвеерной обработки файлов (File>Batch processing). Все эффекты предварительно прослушиваются а затем применяются (как ко всему файлу, так и к выделенному фрагменту).

Рис. 5. Предварительное прослушивание эффекта

Из особых достоинств стоит отметить функциональный процессор (Expression evaluator).

Рис. 6

Этот инструмент можно использовать в разных целях - как генератор, либо как эффект. Все зависит от заданной формулы в поле Expression. Существуют уже готовые выражения в виде эффектов и различных генераторов.

Редактор поддерживает сохранение в сжатых форматах (ogg, mp3, wma), но для mp3 требуется загрузка внешнего кодека.

Audacity 1.2.5.

Рис. 7. Основное окно Audacity

Данный редактор появился относительно недавно. Первым его плюсом следует назвать то что он бесплатный. Но как было писано выше, это одновременно является и минусом.

Так же плюсом редактора поддерживает русский язык, работает под Linux и Mac OS. Насчет функциональности, то тут ее практически нет по сравнению с другими редакторами. Из эффектов поддерживаются только 2 десятка встроенных, ни Direct-X ни VST-плагины не поддерживаются. Естественно, драйверы поддерживаются только стандартные.

Есть поддержка экспорта в wav и ogg, но для mp3 нужен внешний кодек. Кроме того, редактор многодорожечный, каждая дорожка может быть приглушена, выделена и можно регулировать. Также есть анализатор спектра и возможность записи с мониторингом.

Acoustica Premium Edition 4.0.

Данный редактор не очень известный, но довольно интересный, не перегруженный лишним.

Рис. 8. Интерфейс Acoustica

Кроме стандартных редактирования, записи с источника, записи на диск, здесь присутствует еще и очистка старых записей (Cleaning wizard). Интерфейс у программы очень удобный и доступный. Возможности у редактора довольно обширные: запись звука, его реставрация и редактирование. Есть поддержка как VST, так и Direct-X плагинов. Импортирование аудиотреков с компакт диска тоже в наличии. Запись на CD тоже есть.

Wavelab 5.

Возможностями данный редактор обладает внушительными. Поддерживает все форматы плагинов, а так же имеет и свои встроенные. Есть поддержка компрессированных файлов, причем используются высококачественные кодеки (например, Fraunhoffer для mp3). Есть возможность как конвертировать треки с аудио дисков, так и записывать аудио диски и диски с данными. Кроме того, есть режим мультитрекового редактирования.

Рис. 9. Мультитрековый режим Wavelab

Sound Forge 9.

По известности Sound Forge стоит, пожалуй, на первом месте. Его используют не только профессиональные звукорежиссеры, но и обычные пользователи для практических целей. Внешний вид Sound Forge 9.

Рис. 10

Текущая версия поддерживает плагины всех типов, компрессированные файлы, конвертирование аудиодисков, восстановление качества старых записей (демо) и неплохой набор встроенных эффектов. Мультитрекового режима здесь нет. Нету и спектрального анализа в реальном времени, в отличие от других редакторов. Вообще говоря, если рассматривать его исключительно как звуковой редактор, без дополнительных возможностей, то Sound Forge - один из лучших. Простота интерфейса и работы является главным его плюсом.

Adobe Audition 3.0

Рис. 11

Продукты от Adobe известны не только на рынке звуковых программ, но и на в этом направлении они достигают внушительных результатов. Данный звуковой редактор является мощнейшим инструментом для записи и редактирования аудиофайлов. Он сочетает в себе два редактора в одной программе: редактора одиночных аудиофайлов (вид редактора), и редактора треков аудиофайлов или многодорожечного редактора (вида мультитрек (multitrack)).

Естественно у продукта такого уровня есть все возможности характерные для таких программ. Здесь и поддержка плагинов всех типов, и работа с записью (чтением) дисков и мультитрековый режим. Причем, мультитрековый режим в чем-то даже приближается к аудио-секвенсорам - то есть к микшеру. Но самое основное что выделяет Audition - это возможность выбирать рабочие пространства (workspaces) исходя из поставленной задачи. Причем, пользователь может создавать собственные рабочие пространства и сохранять их.

2.7 Проект обработки звука в программе Adobe Audition

Adobe Audition не зря был рассмотрен последним, так как дальнейшая речь пойдет именно о работе в данном редакторе. При работе с аудиозаписями существуют различные способы редактирования. Рассмотрим некоторые из них подробнее.

Имея исходный аудио файл (audio1) можно преобразовать его до неузнаваемости. Конечно, в обычной жизни это кажется только забавным использованием программы, но при профессиональной работе со звуком зачастую обработка с помощью эффектов совершенствует, а иногда и спасает аудио запись.

Одним из распространенных аудио эффектов является delay. Данный эффект применяется прежде всего тогда, когда запись аудио была выполнена с помощью одного микрофона, преобразуя его в стереофоническую композицию. Этот эффект служит основой технологии создания стереозаписи. При обработке трека задается время задержки для обоих каналов (правого и левого), а так же уровень задерживаемого сигнала, добавляемого в исходный. На примере хорошо слышно появление стереовещания. Однако рассмотренная обработка невелика - уровень задержки порядка 80 миллисекунд.

Так же часто используется эффект Echo. Более сложный предыдущего, но в отличии от него дополнительно обрабатывает задержанные копии сигнала, изменяя их спектр. При работе с данным эффектом возможно изменить уровень задержанного сигнала, время его существования, время задержки, и корректировать задержку с помощью эквалайзера.

Reverb относится к наиболее интересным и популярным звуковым эффектам. Сущность реверберации состоит в том, что исходный звуковой сигнал смешивается со своими копиями, задержанными относительно него на различные временные интервалы. Этим реверберация напоминает dilay. Отличие заключается в том, что при реверберации число задержанных копий сигнала может быть значительно больше, чем при dilay (audio4). Данный эффект часто используется звукооператорами при обработке голоса.

Естественно кроме обработки звуковой информации различными эффектами в редакторе можно ”нарезать” трек. Т.е. можно вырезать часть информации, вставить её в другой блок и т.д. Так же аудио файл можно перевернуть, т.е. добиться его звучания в другую сторону. При некотором старании можно получить интересные преобразования даже не прибегая к серьезным эффектам.

Так же особого внимания заслуживает команда Mix past. Данная команда накладывает звуковые данные из буфера обмена на существующую аудиозапись(audio6). Возможна как вставка вместо предыдущего, так и, как показано на примере, наложение.

Так же одной из полезнейших функций любого звукового редактора является Noise Reduktion. С помощью данного редактора можно уменьшить уровень шума, до неощутимого человеком уровня.

Приведенные эффекты только некоторая часть и всевозможных обработок звука. Рассмотренные мной эффекты встречаются практически в каждом редакторе и поэтому самые часто используемые. На самом деле для обработки различной информации подходят различные эффекты и настройки. Естественно что для обработки звука, электрической гитары или камерного органа обработка будет абсолютно различной а следовательно будет различен и результат.

Заключение

звуковой трекерный цифровой преобразователь

Обработка звука бывает разноплановой и зависит от целей, которые вы преследуете. Это может быть подавление шумов, наложение звуковых фильтров, добавление реверберации или дилея, выведение на передний план определённых частот и т.п.

Наиболее необходимой и практически повсеместно используемой процедурой является подавление шумов. Шумы могут быть как внешними, случайно записанными на микрофон фоновыми звуками в помещении с плохой звукоизоляцией, так и внутрисистемными, возникшими вследствие плохого экранирования шнуров и прочего звукозаписывающего оборудования. Шумы имеют свои частоты, диапазон которых сравнительно узок. Это позволяет подавлять их путём простой эквализации, то есть - убирать частоты, на которых больше всего шума и меньше всего нужных звуков. Запись, на которой шумы занимают сравнительно небольшой диапазон, не соприкасающийся с диапазоном других звуков, считается чистой. Запись, на которой шумы звучат почти на всех частотах, считается грязной, так как их практически невозможно подавить без ущерба для нужных звуков.

Реверберация считается вторым по востребованности шагом в обработке звука. Реверберация - это постепенное затухание звука, например, в большом помещении с хорошей акустикой. При небольшой продолжительности она добавляет вокалу или сольным инструментам глубину и выразительность звучания, поэтому её используют довольно часто. В отличие от простого эха, которое просто повторяет звук несколько раз, при этом, затихая, реверберация прогрессивно меняет соотношение частот повторяемого звука, что может создавать самые разнообразные эффекты.

После реверберации по популярности, пожалуй, стоят дилей-эффекты. Или попросту задержки звука. Это может быть как обычное эхо любой частоты затухания, так и более изысканные дилеи. Особенно дилей может понадобиться при обработке моно-звука и превращении его в псевдостерео. Для этого производится совсем незначительная задержка звука в одном из каналов. При этом одному каналу желательно добавить немного «сухости» (средних частот). Тогда бывший моно-звук начинает звучать в разных каналах и чуть-чуть по-разному, что и создаёт эффект стерео.

Если прибавить немного высоких и средних частот и совсем не использовать реверберации и дилея, то создаётся популярный в последнее время «эффект присутствия», как будто вокалист поёт прямо в вашей комнате.

Фильтры - это эквализационные схемы, которые накладываются на записанный звук. Фильтры бывают статические и динамические. Статические фильтры просто убирают некоторые частоты трека, добавляя другие, а динамические постоянно меняют соотношение частот по определённой круговой схеме, из-за чего звук кажется «плавающим».

Компьютерные технологии являются одной из самых развивающихся отраслей современного мира. Буквально каждую неделю создаются всё более новые и усовершенствованные программы и техника. Конечно, это делает информатику сложной наукой, но, в то же время, именно по этой причине она интересна. Обработка звуковой информации представляется сложный, но необходимый в наше время процесс. Однако, благодаря разработке множества средств форматирования аудиозаписей, заниматься этим становится всё проще, даже для обычного пользователя. Изучение данной темы в курсы школьной программы может способствовать развитию у детей интереса к другим предметам, таким как математика, физика, музыка и интегрированному изучению данных предметов. К сожалению, вопрос бесплатного или хотя бы доступного ПО, остается поставленным очень жестко и является большой проблемой для современного образования. Поэтому возможности обработки звуковой информации следует рассматривать не углубляясь, однако, давая материал для самостоятельного размышления и изучения.

Литература

1. Чеппел Д. Создаём свою компьютерную студию звукозаписи. Триумф, 2007.

2. Червяков А. Звукозапись и обработка звука в программе Audacity.

3. Козюренко Ю.И. Звукозапись с микрофона. Altex, 2008.

4. Севашко А.В. Звукорежиссура и запись фонограмм. Профессиональное руководство. Altex, 2008.

5. Л.Ф. Куликовский, В.В. Мотов "Теоретические основы информационных процессов: Учеб. пособие для вузов". - М., 1987.

6. Л.Ф. Куликовский, В.К. Морозов, В.Г. Жиров "Элементы теории информационных процессов: Учеб. пособие. - Куйбышев, КПтИ, 1979.

7. В.П. Косарев и др. "Компьютерные системы и сети: Учеб. пособие. - М.: Финансы и статистика, 1999.

8. В. Дмитриев "Прикладная теория информации". - М., 2009.

9. Рош У.Л. Библия мультимедиа - Киев: ДиаСофт, 1998- 800с.

10. Информационная культура: Кодирование информации. Информационные модели. 9-10-е классы - М.: Дрофа, 2000 - 208с.

11. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебное пособие для 10-11-х классов. Углубленный курс - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000 - 440с.

12. Еремин Е.А. Представление звуковой информации в ЭВМ. Информатика 2004, № 45, с. 16-17.

Размещено на Allbest.ru