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音频处理

环宇声光网 | 时间 : 2019-08-20 09:53:22 590人已浏览

导语:音频处理意味着以某种方式改变音频信号的特性。处理可用于增强音频,修复问题,分离源,创建新声音,以及压缩,存储和传输数据。 以下教程涵盖了一些常见类型的音频处理:

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压缩:减少信号的动态范围。


音频压缩是一种减小信号动态范围的方法。高于指定阈值的所有信号电平都会减少指定的比率。

下面的示例显示了信号电平如何降低2:1(高于阈值的输出电平减半)和10:1(严重压缩)。

压缩输入与输出电平


扩展:扩展信号的动态范围。


音频扩展意味着扩展信号的动态范围。它基本上与音频压缩相反。

与压缩器和限制器一样,音频扩展器具有可调节的阈值和比率。然而,只要信号超过阈值,压缩和限制就会生效,而扩展效应会使信号电平低于阈值。

低于阈值的任何信号都会向下扩展指定的比率。例如,如果比率为2:1且信号下降3dB低于阈值,则信号电平将降低至阈值以下6dB。下图说明了两种不同的膨胀率--2:1和更严重的10:1。
输入电平与输出电平的扩展

一种极端形式的扩展器是噪声门,其中较低的信号电平严重降低或完全消除。10:1或更高的比率可以被认为是噪声门。

注意:有些人还使用术语音频扩展来指代解压缩先前压缩的音频数据的过程。

均衡:增加或减少信号中不同频率的电平。

均衡(简称EQ)意味着提升或降低(衰减)信号中不同频率的电平。

大多数人都熟悉的最基本的均衡类型是家庭音响设备的高音/低音控制。高音控制可调节高频,低音控制可调节低频。这对于非常基本的调整是足够的 - 它仅为整个频谱提供两个控制,因此每个控制调整相当宽的频率范围。

先进的均衡系统可提供精细的频率控制。关键是能够在不影响相邻频率的情况下调整较窄的频率范围。

均衡最常用于校正听起来不自然的信号。例如,如果在强调高频的房间中录制声音,则均衡器可以将这些频率降低到更正常的水平。均衡也可用于诸如使声音更易于理解和减少反馈等应用。

有几种常见的均衡类型,如下所述。

搁置EQ
在搁置均衡中,高于或低于某一点的所有频率都被提升或衰减相同的量。这在频谱中创建了“架子”。

Bell EQ
贝尔均衡增强或衰减以某一点为中心的频率范围。指定点受影响最大,距离点较远的频率受影响较小。

图形均衡器
图形均衡器提供了一种非常直观的工作方式 - 不同频率的单独滑块控制以表示频谱的方式布局。每个滑块调整一个频段,因此您拥有的滑块越多,控制越多。

参数均衡器
参数均衡器使用钟形均衡,通常具有针对不同频率的旋钮,但具有能够选择正在调整哪个频率的显着优点。在混音控制台和一些放大器单元(吉他放大器,小型功放放大器等)上可以找到参数。

限制:将信号的电平限制在指定的阈值。

甲限制器是一种类型的压缩机设计用于特定的目的-的信号的电平限制到一定的阈值。压缩器将平稳地开始减小高于阈值的增益,而限制器几乎完全阻止任何高于阈值的额外增益。限制器就像压缩机设置为非常高的压缩比(至少10:1,更常见的是20:1或更高)。下图显示了无穷大与1的限制比,即高于阈值时根本没有增益。

具有限制阈值的输入电平与输出电平

限制器用作防止信号峰值(削波)的安全措施。它们可以防止偶尔出现太大或失真的信号峰值。限制器通常与压缩机一起使用 - 压缩机提供更高水平的平稳滚降,限制器提供针对非常强的峰值的最终安全网。


混响:为信号添加混响。

什么是混响?


混响,或简称为混响,是指声波在到达听众耳朵之前从各种表面反射的方式。

反射墙壁的声波

右边的例子显示一个人(声音源)在一个小房间里对另一个人说话。虽然声音最强烈地向听众投射,但声波也会向其他方向投射并在到达收听者之前从墙壁反弹。声波可以在它们消亡之前反复多次反弹。

当声波从墙壁反射时,会发生两件事:

  1. 他们需要更长的时间才能到达听众。
  2. 每次反弹都会失去能量(变得更安静)。

听者直接从声源听到初始声音,然后是反射波。反射基本上是一系列非常快速的回声,虽然准确,但“回声”一词通常意味着一种截然不同的独立延迟声音。混响中的回声被合并在一起,以便听者将混响解释为单一效果。

在大多数房间里,反射波会很快散射并被吸收。人们很少有意识地意识到混响,但潜意识里我们都知道“内部声音”和“外部声音”之间的区别。当然,除非您碰巧接近反射表面,否则外部位置没有墙壁,几乎没有混响。

有些房间比其他房间产生更多的混响。一个明显的例子是一个大而光滑的反射墙的大厅。当大厅空无一人时,混响最为明显。当大厅里满是人时,它们会吸收大量的声波,从而减少混响。

使用混响效果



可以使用混响效果人为地将混响添加到声音中。这种效果可以由独立的混响单元,另一个设备(如混音器或多重效果单元)中的混响效果或音频处理软件产生。

添加混响有三个可能的原因:

  1. 恢复听众期望听到的自然声音。例如,除非添加混响,否则在非常低混响的工作室中进行的录音可能听起来不自然。
  2. 增强声音。例如,通常给声乐录音提供比被认为是自然的更多的混响。混响有助于填充声音,使其更具“身体”,通常被认为是一种讨人喜欢的效果。混响甚至可以帮助平滑轻微的声音波动,因此它们不那么明显。
  3. 创建特殊效果,如梦幻序列等。

混响是最常见的音频效果,部分原因是它被用于从音乐工作室到电视制作的很多情况。每个声音操作员都应该很好地理解混响以及如何/何时应用它。

用混响来明智是值得的。因为它非常有效,所以很容易被过度使用。适量的混响可以为歌手的声音创造奇迹,但听起来太愚蠢了。

例子

下面的照片是可安装在机架上的Lexicon PCM 81数字效果处理器。本机具有许多效果,包括混响。

下面的截图来自Adobe Audition,一个声音编辑软件包。它让您了解一些常见的混响设置。请注意大多数预设是如何通过他们模拟的真实效果来描述的,例如,“Concert Hall”和“Medium Empty Room”。这在混响单元中很常见。

Adobe Audition Reverb效果


混响的例子

以下示例显示了混响效果的工作原理。第一个例子是干的,这意味着它没有效果或其他处理。接下来的两个示例应用了不同级别的混响。

鼓 - 干 点击试听


鼓 - 中等混响 点击试听


鼓 - 大厅 点击试听


定相:通过声波相位交互创建有趣的效果。

相移,AKA 相位,是一种音频效果,它利用了声波在相位不同时相互作用的方式。通过将音频信号分成两个信号并改变它们之间的相对相位,可以产生各种有趣的扫描效果。

分阶段效应最早在20世纪60年代受到音乐家的欢迎,并一直是音频工作的重要组成部分。

相位与翻边类似,不同之处在于它使用陷波和升压滤波器来代替频率,而不是简单的延迟。

以下示例显示了一些不同类型的相位效果(MP3):

下面的屏幕截图来自Adobe Audition,并显示了阶段效果中可用的一些常用设置。



翻边:特定类型的定相。

翻边是一种相移。这是一种将原始信号与信号的变化的,稍微延迟的版本混合的效果。原始信号和延迟信号或多或少地混合在一起。

翻边会产生清晰的声音 - 请参阅以下示例(MP3):

术语翻边来自卷到卷盘磁带记录的日子。原始信号记录在第二个卷轴上,并且通过将手指或拇指放在卷轴的边缘(凸缘)上以使其物理减速来实现延迟。翻折在20世纪60年代和70年代的迷幻音乐时代流行起来。

以下示例是Adobe Audition中的镶边设置窗口。它显示了翻边常用的一些设置:



合唱:使单个声源听起来像多个声源的效果。

该合唱效果的最初目的是使一个人的声音听起来就像多个声音在说或唱同一件事,即让独奏者变成大合唱。从那时起它也成为乐器常用的效果。

效果是一种延迟 - 原始信号被复制并以不同的长度和音高播放。这会产生多个来源的效果,因为每个来源都会略微超时并且调整(就像在现实生活中一样)。从技术上讲,合唱类似于镶边。

常见参数包括:

声音数量:源倍增的次数。
延迟:最小延迟长度,通常为20到30毫秒。
扫描深度/宽度:最大延迟长度。
以下示例是Adobe Audition中的合唱设置窗口。


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