Схемы шумопонижения долби. Технология активного шумоподавления в наушниках: принципы работы, преимущества и недостатки

Шумоподавитель Долби

Л. ИВАНОВ

Как известно, принцип действия шумоподавителя Долби состоит в сжатии динамического диапазона высокочастотных составляющих сигнала при записи и соответствующем расширении его при воспроизведении. Эти преобразования происходят при малых уровнях сигнала, когда шумы магнитной ленты особенно заметны. Нелинейные искажения, неизбежно возникающие при этом в шумоподавителе, мало ощутимы на слух. Предлагаемое вниманию читателя устройство (выполнено на микросхемах серии К140УД1Б и полевых транзисторах КП103Л) несложно в налаживании и может быть использовано как в составе магнитофона, так и в качестве приставки практически к любому магнитофону.

Рассмотрим работу шумоподавителя (рис. 1) в режиме записи (переключатели S1 и S2 в положениях, показанных на схеме). Напряжение звуковой частоты через регулятор уровня R1 поступает на вход истокового повторителя на транзисторе V1, который вместе с сумматором на операционном усилителе А1 образует основной канал шумоподавителя. Его коэффициент передачи при нажатой кнопке S2 из-за равенства сопротивлений резисторов R5 и R7 равен —1.

С выхода сумматора через нормально замкнутые контакты S1.3 сигнал подается на вход оконечного каскада усилителя записи. Так как по постоянному току микросхема А1 работает со 100%-ной отрицательной обратной связью, то уровень постоянной составляющей на ее выходе не превышает напряжения смещения нуля ±10 мВ.

Канал дополнительной обработки сигнала включает в себя управляемый делитель напряжения на полевом транзисторе V2, истоковый повторитель на транзисторе V3, неинвертирующий усилитель на микросхеме А2, усилитель на транзисторе V6 и детектор сигнала на диодах V7 и V8. С истокового повторителя основного канала через фильтр верхних частот C2R12 (частота среза 1,6 кГц) сигнал поступает на управляемый делитель напряжения, состоящий из резистора R13 и сопротивления канала полевого транзистора V2.

Истоковый повторитель устраняет влияние неинвертирующего усилителя на работу делителя.

Коэффициент передачи управляемого делителя напряжения зависит от уровня высокочастотных составляющих сигнала. Если он менее —36 дБ, транзистор V2 закрыт отрицательным напряжением на его истоке, которое устанавливают подстроечным резистором R11. При этом коэффициент передачи делителя максимален и близок к единице. А так как сигнал с делителя после усиления микросхемой А2 подается на сумматор в фазе с основным сигналом, то на выходе последнего получается усиленный сигнал.

С увеличением уровня высокочастотных составляющих коэффициент передачи делителя уменьшается, так как на затвор транзистора V2 поступает все большее отрицательное напряжение с устройства, состоящего из усилителя на транзисторе V6 и выпрямителя, собранного по схеме удвоения напряжения на диодах V7 и VS. При уровне высокочастотных составляющих сигнала выше —20 дБ транзистор V2 откроется настолько, что коэффициент передачи управляемого делителя становится близким к нулю, и канал дополнительной обработки перестает оказывать на сигнал существенное влияние. Таким образом, для сигналов большого уровня устройство имеет коэффициент передачи, равный единице, а малого — больше единицы. При уровне сигнала, составляющем примерно —40 дБ, подъем усиления составляет 10 дБ (3,16 раза). Достигается это при вполне определенном коэффициенте усиления К неинвертирующего усилителя канала дополнительной обработки, который нетрудно рассчитать по формуле:

где Км — необходимый коэффициент усиления малого сигнала. При Км, равном 3,16, и сопротивлениях резисторов R5 и R6, указанных на схеме, коэффициент усиления канала дополнительной обработки должен быть равен 21,6. Необходимое усиление устанавливается подстроечным резистором R16, который регулирует коэффициент передачи цепи отрицательной обратной связи неинвертирующего усилителя.

Ограничитель амплитуды, выполненный на диодах V4 и V5, уменьшает перегрузку входа сумматора А1 при возможном превышении выходным сигналом, поступающим с микросхемы А2, нормального уровня. Превышение обусловлено инерционностью выпрямителя (V7, V8) при очень быстрых изменениях входного сигнала. Возникающие при этом нелинейные искажения на слух практически незаметны, так как добавочный сигнал достаточно мал по сравнению с сигналом в основном канале.

В режиме воспроизведения сигнал напряжением 250 мВ (его устанавливают подстроечным резистором R2) с линейного выхода магнитофона поступает на вход основного канала, а с его выхода — на вход усилителя. В канал дополнительной обработки сигнал подается с выхода сумматора основного канала. Так как этот сигнал инвертирован относительно входного линейного сигнала, то после суммирования результирующее напряжение оказывается уменьшенным и при малых уровнях коэффициент усиления шумоподавителя на 10 дБ меньше, чем для сигнала с номинальным уровнем.

На рис. 2 представлено семейство амплитудно-частотных характеристик при разных уровнях входного сигнала.

На рис. 3 изображены амплитудные характеристики шумоподавителя в режимах записи и воспроизведения, а также сквозная, имеющая малую нелинейность.

В устройстве применены постоянные резисторы МЛТ-0,125, подстроечные резисторы СПЗ-16 (R2, R11, R16 и R21), конденсаторы КЛС (С2, С4, С5, С6, С7, С9), КМ (С10, С12), К50-6 (С1, СЗ, С8, С11).

Сопротивления резисторов R1 и R2 выбирают из условия согласования с выходными сопротивлениями соответственно источника записываемых сигналов и усилителя воспроизведения. Транзистор V2 (КП103Л) желательно подобрать по напряжению отсечки, которое должно быть в пределах 2,6—3,6 В.

Настройку шумоподавителя начинают с проверки соответствия режимов по постоянному току указанным на схеме значениям. Затем к затвору транзистора V1 через конденсатор емкостью 0,1 мкФ подключают генератор сигналов звуковой частоты, а к выходу шумоподавителя — вольтметр переменного тока. Ручки резисторов R1 и R2 должны быть в верхнем по схеме положении, ручки всех подстроечников — в среднем положении. Настраивать шумоподавитель можно как в режиме записи, так и в режиме воспроизведения.

При установке в режим записи на вход подается сигнал частотой 5 кГц и напряжением 2,5 мВ, что соответствует уровню —40 дБ. При нажатой кнопке S2 на выходе микросхемы должно быть также напряжение 2,5 мВ. После отпускания кнопки выходной сигнал возрастает. Теперь подбирается положение ручки подстроеч-ного резистора R11, при котором транзистор V2 будет закрыт и не будет наблюдаться заметного увеличения выходного сигнала. После этого с помощью подстроенного резистора R16 устанавливают необходимый коэффициент усиления микросхемы А2 (K = 21), при котором на выходе шумоподавителя будет напряжение 7,9 В. Далее, подав от генератора на вход устройства номинальный сигнал 250 мВ, устанавливают подстроечником R21 необходимый для полного открывания транзистора V2 минимальный коэффициент усиления каскада на транзисторе V6. При этом выходной сигнал не должен существенно превышать 250 мВ. Отрегулировав таким образом шумоподавитель, снимают его амплитудные и амплитудно-частотные характеристики.

При работе шумоподавителя в качестве приставки к магнитофону положение ручки регулятора уровня последнего должно быть неизменным и соответствовать входному сигналу 250 мВ. Это положение определяется экспериментально по показаниям индикатора, подавая на вход усилителя сигнал 250 мВ. В дальнейшем установку уровня записи осуществляют резистором R1 шумоподавителя по показаниям индикатора. В режиме воспроизведения положение ручки резистора R2 должно быть таким, чтобы с него снимался номинальный сигнал 250 мВ.

Как работает активное шумоподавление в наушниках | Наушники | Блог

Выбирая наушники для улицы и поездок, большое внимание стоит уделить степени их шумоизоляции. Существует пассивная и активная шумоизоляция. В первом случае посторонние звуки глушатся массивными амбушюрами, вкладышами особой конструкции и другими ухищрениями. Однако чтобы наушники с тяжелыми амбушюрами не сползали, приходится делать тугие дужки, от которых может разболеться голова. Вкладыши «елочкой», похожие на беруши и лучше всего защищающие от шумов, подойдут не каждому уху. Да и полностью изолировать от внешних звуков все эти ухищрения все равно не могут. С таким справится только активная шумоизоляция, она убирает внешние звуки с помощью электронных схем.

Минутка истории

Первые наушники Bose с активным шумоподавлением

Первые патенты касательно активного шумоподавления появились еще в 1930-х годах. Однако долго не существовало возможности создать достаточно точную электронную начинку. Первые попытки сделать наушники с «шумодавом» были предприняты в конце 50-х, впервые же гарнитура с активным шумоподавлением была использована только в 80-х годах астронавтами во время полета вокруг Земли, а затем применялась в авиации. Ее изобрел профессор Амар Бозе, впоследствии он основал компанию Bose, которая одной из первых начала производить наушники с активным шумоподавлением для массового рынка.

Как работает 

Звук — это акустические волны. Если взять звуковую волну шумов с улицы, инвертировать фазу, т.е. отзеркалить ее, а затем направить на исходную — они друг друга компенсируют «в ноль». Поэтому активное шумоподавление в наушниках состоит из:

1. Микрофона, который обычно располагается с тыльной стороны каждого наушника. Он ловит все звуки окружающей среды.
2. Электронной начинки, которая инвертирует на 180˚ все, что услышал микрофон и посылает в динамик наушника.
3. Аккумулятора или батарейки, потому что такое устройство требует электричества для работы.
4. Динамика, который играет музыку вместе с «антишумом».

Внешний шум попадает в микрофон наушника, инвертируется и подается в динамик. В итоге волны с улицы и их отзеркаленные копии взаимно уничтожают друг друга, и в теории слушатель наслаждается музыкой в абсолютной тишине, без лишнего шума и призвуков.

Есть два основных способа сделать инверсию сигнала. Первый — аналоговый, на транзисторах, схемы подобных шумодавов просты, появились довольно давно и сегодня нередко применяются в аудиотехнике, к примеру, предусилителях и звуковых картах.

Однако для реализации качественного шумоподавления недостаточно простой инверсии, нужно учесть еще целый ряд нюансов: убрать шум микрофона и возникающие в схеме гармоники и резонансы, преобразовать звук с учетом АЧХ микрофона и АЧХ динамиков, вычесть сигнал из динамиков: музыку, которую неизбежно будет ловить рядом расположенный микрофон, учесть изменения шумового сигнала при прохождении через корпус наушников и т. д. Получается довольно сложная цепочка обработки, для реализации которой в современных наушниках применяется DSP-процессоры. То есть, аудиосигнал преобразуется в нули и единицы, потом с ним выполняются все «фокусы», далее он снова преобразуется в волну и только затем поступает в динамик наушника.

DSP-процессор в наушниках Sony WF-1000XM3

Несмотря на все высокие технологии, активное шумоподавление работает наиболее эффективно лишь с определенным диапазоном частот — от 100 до 1000 Гц. Это связано с ограниченным АЧХ небольших микрофонов, установленных в наушниках. Впрочем, частоты ниже 100 Гц глушить бесполезно — они настолько мощные, что все равно улавливаются всем телом. Частоты выше 1000 Гц хорошо глушат только наушники с несколькими микрофонами, один из которых настроен на низкие частоты, а  другой — на высокие.

Тем не менее, именно на участке от 100 до 1000 Гц находятся наиболее раздражающие шумы: гул транспорта, завывание ветра, разговоры других людей. Так что активной шумоизоляции, работающей на этих частотах, в сочетании с пассивной — вполне достаточно для снижения шума на 20-30 Дб. В таких наушниках будет на 70 % тише, чем в обычных.

Помимо потребительского рынка технология активного шумоподавления востребована операторами станков на шумных производствах, персоналом аэропортов, пилотами, спортсменами (особенно байкерами, гонщиками и стрелками), а также всеми, кому нужно общаться в условиях повышенной шумности.

Минусы активного шумоподавления

Кроме ограниченного спектра частот и очевидной зависимости от батарейки (позволяющей системе работать 15–30 часов), у активного шумоподавления есть и более существенные недостатки.

Во-первых, младшие и дешевые модели наушников с шумодавом» далеко не всегда справляются со своей задачей. Чтобы уловить звук и обернуть его по фазе нужно некоторое время, и слабый микроконтроллер дешевых наушников может просто не успеть в отведенные ему микросекунды. Ведь он должен выполнить свою задачу пока звук, зарегистрированный микрофонами на тыльной стороне наушника, добирается до его динамика. К примеру, расстояние между микрофоном и динамиком всего 1 см, тогда электронике нужно успеть все сделать за 0.0002 секунды! Если не уложится в это время, тогда волна и «антиволна» уже не будут полностью идентичны друг другу, и волшебства не произойдет.

Именно из-за этих технологических особенностей активное шумоподавление так долго не могло выйти на массовый рынок. Даже сегодня до сих пор ведутся исследования, призванные улучшить точность такой системы. К примеру, недавно ученые создали систему, позволяющую устройствам заранее видеть приближающиеся акустические волны и просчитывать «антишум» наперед.

Второй большой минус связан с качеством звучания. Многие слушатели отмечают его ухудшение при включенном режиме активного шумоподавления. Хотя многие топовые модели выдают по-настоящему взрослый и качественный звук, их младшие собратья не всегда могут этим похвастаться. Нередко шумодав — это компромисс между качеством звука и комфортом.

Наконец, третий недостаток. Для некоторых он может оказаться решающим. Дело в том, что у 5–7 % пользователей наушники с активным шумоподавлением вызывают симптомы, схожие с морской болезнью. Как правило, если человека часто укачивает в обычной жизни, то нормально пользоваться этой технологией вряд ли получится. Это происходит из-за попытки обмануть вестибулярный аппарат. Ведь человек слышит не только ухом, но и всем телом. При этом уши никаких звуков не слышат, в итоге мозг думает, что тело в полном покое, хотя оно посылает совершенно противоположные сигналы. Из-за этого могут возникать тошнота и головные боли.

Есть и другой момент. Исследования показали, что абсолютная тишина совсем не так полезна для организма, как некоторые себе представляют. В компаниях, создающих аудиотехнику, всегда есть «комната абсолютной тишины» (еще ее называют «безэховой камерой»). Она спроектирована так, чтобы рассеивать и поглощать все возникающие в ней звуки. Человеку трудно находиться в такой комнате дольше часа. Сначала появляются иллюзии вроде едва улавливаемого писка комара, затем дискомфорт начинают доставлять звуки организма: дыхание, стук сердца, урчание живота, после чего тревога и волнения нарастают настолько, что большинство посетителей с ужасом выбегают наружу. Конечно, наушники вряд ли могут оказать схожий эффект, ведь в них звучит музыка. Однако не всем слушателям эффект музыки в полной тишине может оказаться по душе. Некоторые находят звучание наушников с активным шумоподавлением слишком стерильным и раздражающим. Впрочем, это дело вкуса.

Так выглядит безэховая камера

Так или иначе, очень важно перед покупкой наушников с активным шумоподавлением послушать их 2-3 часа, чтобы понять реакцию своего организма на эту технологию.

Преимущества наушников с шумодавом

На 2019 год производители решили большинство недостатков. Появилось множество моделей наушников с по-настоящему качественным шумоподавлением. Они дают ощущение полной тишины, словно слушатель находится в заглушенной студии звукозаписи. Пользователи отмечают, что особенно хорошо они справляются с назойливыми монотонными шумами: метро, улица, поезд, автобус, самолет и т.д.

Не все наушники с активным шумоподавлением представляют собой громоздкие «головные телефоны». Не так давно Apple выпустила AirPods Pro — миниатюрные затычки с активным шумоподавлением, но похожие модели были и до этого релиза, как, например, проводные Audio-Technica ATH-ANC100BT или беспроводные Sony WF-1000XM3.

Начинка AirPods Pro

Конечно, малый размер «затычек» ограничивает их возможности. Для размещения микрофона и остальной электроники остается очень мало места. Поэтому они не могут заглушить резкие и громкие звуки, вроде внезапного грохота или криков детей, хотя шум дороги и транспорта устраняют без проблем.

По-настоящему почувствовать себя в вакууме космоса позволят только накладные полноразмерные наушники. Их размер дает возможность разместить в них сразу несколько микрофонов. Один устанавливается снаружи и улавливает средние и высокие частоты, а второй — внутри для низкочастотного гула. В сочетании с мягкими амбушюрами, отлично защищающими от внешнего мира, получается эффект почти  абсолютной тишины.

Системы шумопонижения Dolby

Dolby (Долби) — семейство систем шумопонижения (СШП) для профессиональной (Dolby A, Dolby SR) и бытовой (Dolby B, Dolby C, Dolby S) аналоговой магнитной записи, разработанное в 1960—1980-е годы Реем Долби и коммерциализированное компанией Dolby Laboratories.

СШП Dolby принадлежат к компандерному типу: при записи кодер Dolby сжимает динамический диапазон сигнала и приподнимает тихие фрагменты записи над уровнем шума магнитной ленты. При воспроизведении декодер Dolby восстанавливает (экспандирует) исходный динамический диапазон. Все СШП Dolby построены по принципу минимального вмешательства в звуковой сигнал: система сжимает или расширяет его динамический диапазон только на малых уровнях и делает это настолько медленно, насколько это позволяет слух человека. Все СШП Dolby совместимы с обычными магнитофонами: умеренная степень сжатия и спектральных предыскажений исходного сигнала позволяет воспроизводить ленты, записанные с применением кодера Dolby, на обычных магнитофонах, не оснащённых декодером Dolby. При этом все СШП Dolby чувствительны к точности настройки магнитофонного тракта воспроизведения. Отклонение его характеристик от стандарта приводит к неприемлемо высоким искажениям спектра и динамики сигнала на выходе декодера.

Благодаря инженерной интуиции и деловым качествам Рея Долби, его стратегии обратной совместимости и его лицензионной политике, системы Dolby A (1966) и Dolby B (1970) стали де-факто отраслевыми стандартами для студийной и бытовой аппаратуры. Dolby B широко применялась в массовом производстве записанных компакт-кассет, а Dolby A стала составной частью кинематографических систем объёмного звука Dolby Stereo. Конкурировавшая СШП dbx смогла закрепиться лишь в нижнем сегменте рынка студийных и полупрофессиональных магнитофонов. В 1981 году Долби столь же успешно вывел на рынок бытовую СШП нового поколения Dolby C, призванную приблизить отношение сигнал/шум кассетного магнитофона к характеристикам цифровых носителей, а в 1986 году — профессиональную СШП Dolby SR. Её коммерческий успех на несколько лет задержал переход индустрии звукозаписи с аналоговой на цифровую запись. Непосредственным развитием Dolby SR стала бытовая СШП последнего поколения Dolby S.

Замысел конструктора

В 1950-е годы молодой Рей Долби, в то время работавший конструктором видеомагнитофонов в компании Ampex, всерьёз заинтересовался проблемой шумопонижения. Шумопонижение давно применялось в кинематографе, телефонной и радиосвязи, но ни одно известное решение не было пригодно для высококачественной звукозаписи. Идея внедрить шумопонижение в студийную практику, скомпрометированная неудачными опытами и откровенным шарлатанством, в тогдашнем сообществе инженеров считалась нереализуемой. Долби воспринял её как уникальный шанс сделать то, что не удавалось никому другому.

Решение, со слов самого Долби, пришло к нему годы спустя, во время работы техническим советником ООН в Индии (1963—1964). Долби, неожиданно для самого себя, нашёл причину неудач своих предшественников: их шумоподавители, в точном соответствии с принципом компандирования, сжимали записываемый сигнал, что порождало неприемлемо высокие нелинейные искажения на высоких уровнях. Долби понял, что манипулировать громкими сигналами нельзя. Сигнал высокого уровня маскирует собой шумы ленты, он не нуждается в шумопонижении и потому должен проходить со входа на выход устройства неизменным. Активное шумопонижение требуется лишь относительно слабым сигналам. Поэтому для сжатия динамического диапазона следует использовать отдельный усилитель слабых сигналов, размещённый параллельно основному тракту. На малых уровнях сигнала коэффициент передачи параллельного канала максимален, и именно он определяет коэффициент передачи всего устройства и эффективность шумопонижения (в практических СШП Dolby — около 10 дБ). По мере роста уровня входного сигнала коэффициент передачи параллельного канала падает до нуля: на средних уровнях параллельный канал отключается, и на выход проходит лишь неискажённый сигнал основного канала. При записи сигналы двух каналов суммируются, а при воспроизведении сигнал параллельного канала вычитается из сигнала основного канала. Отрицательная обратная связь, охватывающая декодер воспроизведения, гарантирует, что его передаточная характеристика всегда обратна передаточной характеристике кодера записи.

Двухканальная топология компандера с билинейной (ломаной) передаточной характеристикой параллельного канала, запатентованная Долби ещё до возвращения из Индии, стала основой всех СШП Dolby. В простейшей Dolby B используется один такой компандер, в Dolby С два компандера включены последовательно, в Dolby А четыре компандера включены параллельно и так далее. Недостаток всех СШП Dolby, обусловленный именно их билинейными передаточными характеристиками, — требовательность к равномерности АЧХ и к согласованию коэффициентов передачи трактов записи и воспроизведения. Условные «0 дБ» кодера и декодера Dolby, от которых отсчитываются точки перелома их передаточных характеристик, должны не только совпадать друг с другом, но и точно соответствовать стандартному уровню намагниченности ленты. В противном случае возникает ошибка компандирования: лента, записанная на одном магнитофоне, не может быть корректно воспроизведена на других магнитофонах. В бытовых СШП Dolby B и Dolby C, компандирующих лишь средне- и высокочастотные составляющие сигнала, ошибка компандирования приводит к «завалу» верхних частот, «подрезке» реверберационных послезвучий и разрушению стереосцены. Эталон намагниченности, по которому настраиваются магнитофоны с СШП Dolby, получил имя «уровня Dolby» (англ. Dolby level). Для настройки студийной аппаратуры на этот уровень используются особые патентованные испытательные сигналы: в СШП Dolby A — частотно-модулированный синусоидальный «тон Долби» (англ. Dolby tone), в СШП Dolby SR — широкополосный розовый «шум Долби» (англ. Dolby noise). Присутствие этих сигналов в начале фонограммы указывает на то, что запись была сделана с применением СШП Dolby.

Другим принципиальным решением конструктора был отказ от быстродействующих детекторов, управляющих параллельным каналом. Долби считал, что динамические манипуляции с сигналом должны производиться плавно — настолько медленно, насколько позволяет психоакустика человеческого слуха. Поэтому постоянная времени детекторов выбрана относительно долгой, порядка нескольких десятков миллисекунд. Обычно это способствует снижению искажений в параллельном канале, однако при резких скачках уровня сигнала детектор запаздывает и не успевает вовремя запереть параллельный канал. На выход схемы проходит аномально высокий сигнал, перегружающий магнитную ленту. Для противодействия перегрузкам в СШП Dolby применяются три механизма. Во-первых, наиболее подверженные перегрузкам высокочастотные составляющие записываемого сигнала ослабляются пассивными фильтрами предыскажений; при воспроизведении исходный спектр сигнала восстанавливается фильтром с обратной характеристикой. Это решение было впервые применено в СШП Dolby C. Во-вторых, при резком росте уровня детектируемого сигнала система ускоряет постоянную времени детектора до величины порядка 1 мс. Если и эта мера оказывается недостаточной, вступает в действие диодный ограничитель уровня на выходе параллельного канала. Вносимые ограничителем искажения электрического сигнала — меньшее зло по сравнению с искажениями из-за перегрузки ленты. В отличие от последней, они не приводят к ошибке компандирования.

Приверженность Долби принципу наименьшего вмешательства в звуковой сигнал была предопределена его личным опытом и вкусом. Долби принадлежал к школе конструкторов, воспитанных исключительно на классической музыке. Так же, как старшие коллеги по цеху Питер Уокер (Quad) и Гилберт Бриггс (Wharfedale), Долби был способным музыкантом-любителем; так же, как они, Долби считал главной целью конструктора точное воспроизведение классической музыки, прежде всего точность передачи тембров инструментов симфонического оркестра. Компандеры, отлаженные самим Долби на фортепианной и оркестровой музыке, оказались вполне пригодны и для музыки популярных жанров; «вывести их из себя» могли лишь специальным образом запрограммированные синтезаторы. Кинематографические системы Dolby Stereo, отлаженные на музыкальных фильмах, справлялись с большинством музыкальных жанров, но систематически давали сбой при воспроизведении речи и шумовых эффектов. Этот недостаток удалось исправить только жёсткими ограничениями на расстановку проблемных источников звука в стереопространстве.

Dolby A

Вернувшись в Англию, в мае 1965 года Долби обсудил свою идею со специалистами лондонской студии Decca. Заручившись их поддержкой, в течение лета 1965 года он отладил первый прототип своей СШП (будущей Dolby A) и в ноябре 1965 года передал его на испытания в Decca. Прототип, со слов Долби, выдержал проверку импульсными сигналами, фортепианной, гитарной и оркестровой музыкой, и после нескольких месяцев ожидания, в марте 1966 года, Долби получил заказ на первую серию из девяти каналов шумопонижения.

Один канал Dolby A состоит из четырёх параллельно включённых компандеров, работающих в полосах частот 20…80, 80…3000, 3000…20000 и 9000…20000 Гц. Границы низкочастотной и высокочастных полос задаются активными фильтрами второго порядка, а среднечастотная полоса формируется вычитанием сигналов трёх других полос из входного сигнала. В каждом из компандеров применены прецизионный двухполупериодный детектор уровня и двухступенчатый аттенюатор параллельного канала на паре полевых транзисторов. Точки перелома билинейных характеристик находятся на отметках −40 дБ и −20 дБ относительно уровня Долби, предельное усиление слабого сигнала равно 10 дБ (1:3,16). Эффективность шумопонижения в полосе ниже 5000 Гц составляет 10 дБ, а в полосе 5000…20000 Гц, где одновременно работают два из четырёх компандеров, — до 15 дБ. Номинальные уровни записи и воспроизведения не должны отклоняться от уровня Долби более чем на ±0,3 дБ (±3,5 % по напряжению), в противном случае декодер не может корректно восстановить динамику записанного сигнала. Для настройки уровней все СШП Dolby A комплектовались генератором сигнала Долби и индикатором точной настройки по уровню Долби.

Первые грампластинки, записанные Decca с применением Dolby А, — двойной диск с записью Второй симфонии Малера в исполнении Лондонского симфонического оркестра под управлением Георга Шолти — поступили в продажу в ноябре 1966 года. Зимой 1966—1967 года Долби договорился о поставках Dolby A с крупнейшими американскими студиями. В первые год или два студии применяли Dolby A лишь для сведения многодорожечных записей (этот процесс был наиболее подвержен шумам), а затем Dolby A постепенно стала использоваться на всех этапах производства фонограмм, от записи до мастеринга. К 1973 году в звукозаписывающей отрасли США служили 14 тысяч каналов шумопонижения Dolby, к осени 1976 года их число превысило 20 тысяч. В соответствии со стратегией Рея Долби все устройства Dolby A производились самой Dolby Laboratories, продавались только студиям звукозаписи и могли применяться только в профессиональной работе. Конкурировавшая система шумопонижения dbx, вышедшая на рынок в 1974 году, поначалу продавалась столь же активно, но к концу 1970-х годов проиграла Dolby. Опрос крупнейших студий США, опубликованный в ноябре 1980 года, показал, что Dolby A использовалась в 51 % сессий звукозаписи на «медленной» скорости 38,1 см/c, а dbx — всего лишь в 3 %. Звукорежиссёры, специализировавшиеся на записях классики и джаза, отказались от dbx из-за чувствительности материала к характерным для dbx искажениям нарастания и спада импульсных сигналов. Абсолютное превосходство Dolby A продолжалось до перехода студий на Dolby SR в конце 1980-х годов, но и в конце 1990-х годов в медиа-индустрии служили около 200 тысяч каналов Dolby A.

Внедрение Dolby A в кинематограф заняло десятилетие: кинопрокатчики не желали вкладывать капиталы в новейшую аппаратуру, а киностудии не были готовы к выпуску фильмокопий со звуковыми дорожками разных форматов. Долби понимал, что для завоевания консервативного рынка кинопроката одного шумопонижения мало, и сосредоточился на продвижении Dolby A киностудиям. Первое применение Dolby A в большом кино состоялось в 1971 году по инициативе Стэнли Кубрика. Шумопонижение позволило Кубрику использовать в фонограмме «Заводного апельсина» до пяти последовательных перезаписей, но зрители выгод от новой технологии не ощутили: оптические звуковые дорожки прокатных копий фильма были записаны традиционным способом, без применения кодера Dolby. Выпуск фильмов с монофоническими оптическими дорожками, кодированными Dolby A, начался в 1974 году. «Долбизированные» фильмы 1974—1975 года демонстрировались без применения декодера Dolby; опыт показал, что при этом субъективно воспринимаемое качество звука было не хуже, а лучше обычных фонограмм. В 1975 году на рынок вышла разработанная Долби и Роном Улигом система объёмного звука Dolby Stereo. Стереофонические оптические дорожки Dolby Stereo записывались с применением Dolby A, а полноценное декодирование трёхканального сигнала предполагало использование декодеров Dolby A. Система была полностью совместима с традиционными, монофоническими киноустановками и при этом недорога. Массовое техническое перевооружение киносетей США новой аппаратурой, впоследствии названное «вторым пришествием звука в кино», началось в самом конце 1970-х годов, на волне коммерческого успеха «Близких контактов третьей степени» и «Звёздных войн».

Через несколько десятилетий после создания СШП Dolby Laboratories разработала её программный эмулятор для обработки оцифрованных архивных фонограмм. Задача оказалась необыкновенно сложной. Линейные процессы в аналоговых фильтрах имели точное математическое описание и легко переводились на язык цифровой обработки сигналов, но взаимосвязанные нелинейные процессы в аттенюаторах, ограничителях уровня и детекторах не поддавались лобовой атаке. Аттенюатор можно было свести к элементарному умножителю сигналов, главную же сложность представлял синтез нелинейной управляющей функции. Разработчики эмулировали такие зависимости двумя методами — либо с помощью табличных функций, либо с помощью разложения сложной зависимости на элементарные полиномиальные составляющие. Оба метода требовали тщательных, всесторонних лабораторных обмеров моделируемых цепей.

Dolby B

В апреле 1967 года американский инженер и предприниматель Генри Клосс предложил Долби разработать упрощённый вариант его СШП для установки в бытовой катушечный магнитофон. Для потребительского рынка многоканальная СШП была слишком дорога и, по мнению Долби, не нужна. Главной составляющей шума бытовых магнитофонов, работавших на низких скоростях, был высокочастотный шум («шип») ленты; относительно слабые низкочастотные помехи (фликкер-шум усилителя, копирэффект и тому подобное) не требовали особого внимания. Поэтому конструктор решил, что СШП бытового магнитофона должна действовать только на средних и высоких частотах. Шумопонижение только высоких частот, как показал опыт, было недостаточно; полоса действия СШП должна была начинаться как минимум на отметке 500 Гц.

Новая, одноканальная СШП получила имя Dolby B. Её единственный компандер был заметно упрощён и удешевлён по сравнению с компандерами Dolby A: управляемый аттенюатор выполнен на единственном полевом транзисторе, детектор построен по однополупериодной схеме. В первом прототипе, собранном самим Долби, использовалось всего пять транзисторов и пять диодов. Небольшой, не более +10 дБ, подъём высоких частот при записи позволяет воспроизводить ленты Dolby B без применения соответствующего декодера. Эффективность подавления шума паузы в полосе частот 4000…20000 Гц достигает 10 дБ; на частоте 500 Гц она снижается до 3 дБ. Схемотехническая «изюминка» Dolby B — включённый на входе параллельного канала RC-фильтр с перестраиваемой частотой среза (англ. sliding band, «скользящая полоса»). Сопротивлением этого фильтра служит сопротивление канала транзистора-аттенюатора. Чем выше напряжение на выходе параллельного канала, тем большее затухание вносит аттенюатор и тем выше частота среза фильтра. Фильтр как бы следит за самыми мощными составляющими сигнала: чем выше их частота, тем уже полоса пропускания параллельного канала. Таким способом Долби эффективно решил проблему «дыхания шума» в такт мощным низкочастотным составляющим сигнала.

С июня 1968 года Dolby B серийно устанавливалась в магнитофоны KLH. В течение двух лет компания Клосса была единственным, эксклюзивным лицензиатом Dolby B, сам же Долби сосредоточился на адаптации Dolby B к кассетным магнитофонам. Первые кассетные деки с Dolby B, укомплектованные лентопротяжными механизмами Nakamichi, поступили на прилавки Северной Америки летом 1970 года. Одновременно в США и Великобритании начался выпуск серийных кассет с записью, кодированных по системе Долби; к середине 1970-х годов абсолютное большинство кассет с записью выпускались с применением Dolby B.

Именно «долбизированные» кассеты стали предпосылкой коммерческого успеха СШП Dolby, да и самого формата компакт-кассеты. Прозорливый Долби не брал за их выпуск никаких лицензионных платежей; его единственным требованием была обязательная маркировка таких кассет торговым знаком Dolby System. В результате в странах Запада возник мощный потребительский спрос на магнитофоны, оснащённые СШП Dolby; производители спешили удовлетворить его и были готовы платить Долби лицензионные отчисления. Долби навсегда отказался от предоставления кому бы то ни было эксклюзивных лицензий. С 1971 года его компания предлагала всем заинтересованным производителям типовое лицензионное соглашение с переменной ставкой платежа за каждый выпущенный магнитофон: чем больше аппаратуры выпускал лицензиат, тем меньше он платил в расчёте на единицу продукции. Лицензиаты могли применять Dolby B только в бытовой, но не в профессиональной технике; Dolby Laboratories, в свою очередь, обязывалась не конкурировать с лицензиатами на потребительском рынке. В 1971 году лицензию Долби приобрели более 30 японских компаний; в 1972 году число лицензиатов достигло 40, а доход Dolby Laboratories превысил один миллион фунтов стерлингов. В январе 1973 года начались испытания первой интегральной схемы Dolby B (Signetics NE545).

К 1981 году количество выпущенных магнитофонов с Dolby B превысило 100 миллионов. Массовая эксплуатация выявила главный недостаток Dolby B: требования системы к точности настройки магнитофона были практически недостижимы в бытовых условиях. В студийной практике было принято настраивать аппаратуру перед каждой сессией грамзаписи; в домашних условиях это было невозможно (а в XXI веке эталонные испытательные ленты стали и вовсе недоступны). Без регулярной настройки по лабораторному эталону бытовые магнитофоны быстро накапливали «критическую массу» больших и мелких механических дефектов, исключавшую корректную работу СШП. Декодеры таких магнитофонов «заваливают» верхние частоты настолько, что пользователи вынужденно отказываются от использования Dolby.

Dolby C

На рубеже 1970-х и 1980-х годов звукозаписывающая промышленность начала подготовку к массовому выпуску компакт-дисков. В новых условиях Dolby B казалась устаревшей. Производителям кассетной аппаратуры срочно потребовалась новая система шумопонижения, способная приблизить отношение сигнал-шум бытового магнитофона к характеристикам компакт-диска. Компании JVC, Sanyo, Telefunken и Toshiba вывели на рынок конкурирующие СШП нового поколения Super ANRS, Super D, High Com и ADRES, обеспечивающие шумонижение 20…30 дБ, а Panasonic, TEAC и Yamaha выбрали уже проверенную СШП dbx Type II. Dolby Laboratories предложила собственное решение, СШП Dolby C, в конце 1980 года.

Технически, каждый канал кодера или декодера Dolby C состоит из двух последовательно включённых компандеров по схеме Dolby B. В режиме записи первый из них (в документации Dolby «ступень высокого уровня», англ. high level stage) сжимает сигналы в диапазоне −30…-10 дБ, второй («ступень низкого уровня») — сигналы в диапазоне −50…-30 дБ. Две билинейные передаточные характеристики точно стыкуются у отметки −30 дБ относительно уровня Долби. Начальная частота среза управляемых фильтров (и, следовательно, частотная полоса эффективного шумопонижения) сдвинута вниз, с 800 до 200 Гц. Чтобы снижение частоты не порождало пульсации управляющих напряжений, однополупериодные детекторы Dolby B заменены двухполупериодными. На входе кодера записи включена патентованная «цепь спектрального скоса» (англ. spectral skewing network) — низкодобротный резонансный фильтр предыскажений, ослабляющий высокочастотные составляющие исходного сигнала; ещё одна пассивная «цепь антинасыщения» (англ. anti-saturation network) встроена в основной канал низкого уровня. На выходе декодера Dolby C включается фильтр с обратной характеристикой, восстанавливающий исходный спектр. «Cпектральный скос» защищает магнитную ленту от перегрузки высокочастотными составляющими сигнала и уменьшает их влияние на детекторы СШП, что заметно снижает ошибку компандирования, но одновременно снижает эффективность шумопонижения. Её величина в полосе частот 1…10 кГц составляет около 20 дБ, а реальный динамический диапазон тщательно настроенного магнитофона с Dolby C не превышает 75 дБ.

Война форматов шумопонижения, которую ожидали в 1981 году эксперты, не состоялась: Долби блестяще воспользовался конкурентным преимуществом фактического монополиста. Примерно 120 производителей, уже обладавших лицензиями на Dolby B, автоматически получили право на установку Dolby C. Дополнительных лицензионных отчислений за установку в магнитофон обеих СШП Dolby не требовалось (что не только ускорило внедрение Dolby C, но и продлило жизнь Dolby B). Себестоимость установки новой СШП оказалась невелика: уже осенью 1981 года на рынке появилась специализированная микросхема процессора Dolby B/C производства Hitachi. За ней последовали микросхемы Philips и Panasonic, а компания Sony выпустила несколько линеек таких микросхем, включая ставшую самой массовой серию CX20027…CX20187. В результате, по данным Dolby Laboratories, уже к февралю 1982 года было выпущено более миллиона магнитофонов с Dolby C, а количество выпускаемых моделей перевалило за сотню. В течение 1983 года набор из Dolby C и Dolby B стал де-факто стандартом верхнего сегмента рынка. Не востребованные рынком системы-конкуренты, несмотря на объективно лучшие характеристики, были быстро сняты с производства.

Долби не только сохранил монопольное положение на рынке стационарной бытовой аппаратуры, но и попытался войти с новой системой на рынок полупрофессиональной техники: Dolby C стала частью репортажных видеосистем Betacam и Betacam SP. Однако внедрить Dolby C на рынок записанных кассет и тесно связанный с ним рынок карманных плееров Долби не смог. Звукозаписывающие компании сочли Dolby C недостаточно совместимой с обычными магнитофонами и продолжили использование Dolby B.

Dolby SR

Долби вспоминал, что уже в 1974 или 1975 году специалисты Philips предлагали ему разработать новую студийную СШП, превосходящую по эффективности Dolby A. В те годы качественная реализация такого проекта казалась невозможной; конструктор вернулся к теме «преемника Dolby A» лишь в 1980 году, в ходе проектирования Dolby C. Dolby SR, как и Dolby C, была создана Долби единолично, в его домашней лаборатории. Разработка SR заняла шесть или семь лет; за годы затворничества Долби, с его слов, почти утратил связь с компанией, носившей его имя.

Dolby SR (англ. Spectral recording, «спектральная запись») — двухполосная, трёхкаскадная система шумопонижения. Dolby SR манипулирует сигналом только в пределах звукового диапазона и практически не влияет на передачу инфразвуковых и ультразвуковых сигналов; это снижает и интермодуляционные искажения, и модуляцонный шум. АЧХ входных цепей «спектрального скоса» выбрана близкой к кривым равной громкости Робинсона — Дадсона. Каскады высокого, среднего и низкого уровня сжимают входной сигнал в диапазонах −5…-30 дБ, −30…-48 дБ и −48…-62 дБ; их передаточные характеристики стыкуются на отметках −30 дБ и −48 дБ по образцу Dolby C. Каскады высокого и среднего уровня содержат по два звена, высокочастотное и низкочастотное, с частотой раздела 800 Гц, а каскад нижнего уровня — только высокочастотное звено. В четырёхоктавной полосе 200…3000 Гц одновременно работают все пять звеньев. Каждое из пяти звеньев Dolby SR (три ВЧ и 2 НЧ) включает в себя два последовательно-параллельно соединённых компандера. В первом из них (ведущем) частота среза входного фильтра зафиксирована на отметке 800 Гц, во втором (ведомом) она перестраивается по образцу Dolby B. Это фирменное решение получило название Action Substitution, «замена [механики] действия»: в зависимости от спектра входного сигнала звено самостоятельно выбирает оптимальную конфигурацию фильтра. Ещё одна патентованная подсистема — распределённая цепь коррекции коэффициентов передачи компандеров — получила названия Modulation Control («управление модуляцией»). Во всех предшествующих СШП каждый компандер детектировал уровень входного сигнала независимо от других компандеров; в Dolby SR показания индивидуальных детекторов корректируются общей управляющей цепью.

Каждое из пяти звеньев Dolby SR подавляет шум на 8..9 дБ, а общая эффективность шумопонижения составляет 27 дБ на частотах выше 800 Гц и 19 дБ на частотах ниже 800 Гц. Динамический диапазон аналоговой 24-дорожечной записи с Dolby SR достигает 90 дБ, динамический диапазон двухдорожечных магнитофонов с Dolby SR ещё выше — 95…100 дБ во всём диапазоне звуковых частот. Качество звучания такой записи сопоставимо с качеством студийного цифрового тракта с разрешением 22…24 бит и частотой дискретизации 96 кГц, без каких-либо заметных на слух модуляционных шумов и искажений. Благодаря уменьшенной глубине компандирования SR менее склонна к перегрузкам, чем все её предшественники, и менее чувствительна к рассогласованию характеристик трактов записи и воспроизведения.

Вышедшая на рынок в 1986 году система быстро заняла место Dolby A в производстве музыкальных записей и на несколько лет задержала переход отрасли на цифровую звукозапись. К 1990 году Dolby SR использовали около 43 тысяч студий звукозаписи и телерадиотрансляции; к 1997 году количество установленных каналов Dolby SR превысило 120 тысяч. В кинематографе жизненный цикл новинки оказался коротким. В 1987 году на экраны вышли первые фильмы, озвученные в Dolby Stereo с применением Dolby SR, — «Внутреннее пространство» и «Робокоп». Выигрыш Dolby SR в качестве звучания, с точки зрений киностудий, был недостаточным. Студии требовали от инженеров ещё большего динамического диапазона, достижимого лишь в цифровой технике. Первая полностью цифровая система, шестиканальная Kodak CDS, вышла на североамериканский рынок в 1990 году. Kodak опередил всех конкурентов, включая Dolby, но совершил стратегическую ошибку, отказавшись от обратной совместимости с аналоговой аппаратурой, — что позволило Dolby завоевать рынок с обратно-совместимой, цифро-аналоговой системой Dolby SR-D (1991).

Dolby S

В начале 1990 года Dolby Laboratories продемонстрировала новую СШП для бытовой магнитной записи — Dolby S, основанную на проверенной студийной практикой Dolby SR. Осенью 1990 года началось производство специализированных микросхем Sony (эта компания стала единственным поставщиком ИС Dolby S), в ноябре 1990 года на рынке появились укомплектованные Dolby S 24-дорожечные студийные магнитофоны Tascam, в декабре 1990 года — бытовые кассетные деки Harman-Kardon. Затем BMG Entertainment начала выпуск записанных кассет, кодированных СШП Dolby S. Компакт-кассета ещё оставалась востребованным носителем информации: цифровые магнитофоны DAT и установки записи на компакт-диски были слишком дороги для массового потребителя.

Dolby S стала первой раз

Dolby Atmos что это в кинотеатре и телефоне

Раньше звук улучшался за счёт увеличения каналов. Увеличивалось количество звуковыводящих устройств. Их мощность и расположение. В этой статье вы узнаете все о новом, революционном формате звука Dolby Atmos — что означает это в кинотеатре и вашем смартфоне

История появления Dolby

История компании Dolby начинается в 1964 году в Нью-Йорке. Её основал инженер Рей Долби. Позже компания переехала в Сан-Франциско. Впервые мир узнал о Долби в 1971 году. В это время появляется система шумоподавления в записях на магнитных лентах. В следующем году компания демонстрирует оптический способ звукозаписи на киноплёнку.

В 1975 году компания создаёт аналоговую технологию Dolby Stereo. В ней уже 4 звуковых канала. Они вмещают правый, левый каналы — для музыки. Центральный канал для речи или диалогов, а также четвёртый канал — окружение (Surround). Последний может дополнять звуковую дорожку атмосферными или фоновыми звуками. Максимальную огласку компания Dolby получила с выходом в свет фильма «Звёздные войны» в 1977 году.

Когда режиссёр фильма сказал, что продолжение уже на тот момент популярного фильма будет снят с Dolby Stereo, технологией заинтересовались все кинотеатры Америки. И если на то время всего около 50 кинотеатров в США имели поддержку Долби, то после выхода нового эпизода «Звёздных войн» фильмы с технологией можно было увидеть везде.

Это интересно: поиск музыки по звуку онлайн.

Что такое Долби Атмос в кинотеатре?

Впервые создатели Dolby Atmos представили свою разработку в Dolby Theatre (в Лос-Анджелесе) в 2012 году. Первый фильм, который использовал новую технологию, стал «Храбрая Сердцем», созданный студией Pixar. Atmos с точки зрения организации звуковой дорожки является революционным открытием. По условиям звук базируется не на каналах, а на звуковых объектах. Таким образом появляется новый термин — «звуковой объект». Это звук, который порождается определённой сценой в фильме.

Определить звуковые объекты на ТВ или в телефоне очень просто: шум работы двигателя автомобиля, крик человека, взрыв.

Каждый отдельный звук сцены и является звуковым объектом. Таким образом, звукорежиссёрам проще работать со звуком Dolby Atmos. С технологией гораздо проще определить, где находится источник звука. И как он будет перемещаться в кадре фильма. Тем временем, как в обычной звуковой схеме режиссёр должен определять, из какой колонки будет выходить тот или иной звук.

Применяя Dolby Atmos, группа создателей кино сосредотачиваются только на том, что будет происходить на экране. К примеру, по какой траектории будет двигаться вертолёт, который взлетел в воздух. Не зависимо от того, где установлена система Долби Атмос, звук точно распределяется так, как того хотел звукорежиссёр. Разницу между обычным звуком и звуком в фильме с DA не заметить невозможно. Он поражает слух в кинотеатре перемещением объектов в пространстве. Вы можете услышать, как в фильме вертолёт пролетает точно над вашей головой.

Это может быть полезным: FLAC что за формат.

Возможности технологии

Мы узнали, что Dolby Atmos сменила способ реализации звука в кино, сделав его объектоориентированным. За счёт этого голоса, фоновые звуки, взрывы и выстрели не смешиваются в одном потоке звука, а регулируются объектами. Технология поддерживает до 128 звуков в реальном времени. Можно регулировать в каждом из потоков: громкость, подстраивать эффекты (каждого), регулировать качество и т. д.

В некоторых случаях применение технологии не является оправданным. Например, в сценах, где преимущественно фоновые и второстепенные звуки. Долби позволяет работать также с обычными звуковыми каналами. Которые не нуждаются в пространственном кодировании. Для работы со звуком DA не нужно покупать специальное оборудование в кинотеатрах. Вполне сгодится и существующее. Но необходимо докупить специальный рессивер. А также провести калибровку для него.

8 лучших плагинов для очистки звука и шумоподавления для восстановления звука

Последнее обновление 15 октября 2020 г.

Если вы имеете дело со звукозаписями каждый день, вы, вероятно, заинтересованы в том, чтобы заставить их звучать хорошо. Независимо от того, был ли звук записан профессиональным рекордсменом или новичком, иногда возникают аномалии и проблемы с шумом, от которых просто невозможно избавиться, даже если вы соблюдаете все правила для получения отличного звука на съемочной площадке.

Программа шумоподавления — ваше спасение. Есть несколько действительно надежных инструментов, о некоторых вы наверняка слышали, а о других, возможно, нет. Давайте разберем некоторые из ваших лучших вариантов.

1. Accusonus ERA (N / R / D) — Магия шумоподавления
   

Accusonus — одна из тех компаний, о которых никто не слышал в отношении ремонта аудиосистемы, и это досадно, поскольку их предложения доступны по цене, просты в использовании и способны дать быстрые результаты.Вот краткий обзор их комплексных пакетов ERA. ERA Bundle Standard (149 долларов США) содержит 4 однокнопочных плагина, каждый из которых решает различные проблемы со звуком:

● ERA Noise Remover
● ERA Reverb Remover
● ERA Plosive Remover
● ERA De-Esser

Accusonus ERA Bundle Pro (499 долларов США) содержит 4 однокнопочных плагина, а также ERA D, плагин для совместного уменьшения шума и реверберации для профессионалов почтовой связи.

Вы можете задаться вопросом о резком обновлении, когда ERA-D выполняет практически те же функции, что и средство удаления шума ERA и средство удаления реверберации ERA.Секрет в том, что ERA-D делает то, чего не делают другие инструменты: 2-канальное интеллектуальное шумоподавление. Это означает, что вы можете использовать 2 разных канала (например, boom и lav), и эти 2 канала будут информировать друг друга о контенте, что значительно упростит процесс шумоподавления с меньшим количеством артефактов. Если это соответствует вашей ситуации, я бы сказал, что стоит потратить немного денег на версию высшего уровня.

Преимущества инструментов Accusonus в том, что вы можете запускать их в режиме реального времени и быстро получать результаты.Функциональность в стиле одной ручки делает их чрезвычайно простыми в использовании для гениев, не связанных с аудио. Это определенно того стоит для видеоредакторов, независимых режиссеров или звукорежиссеров, которым нужно чистое и быстрое решение.

Попробуйте бесплатно и убедитесь в этом сами.

2. iZotope RX (стандартный / расширенный) — король ремонта звука
   
   

RX, пожалуй, самая известная на сегодняшний день программа для восстановления звука. Начиная с версии 1, iZotope проводит исследования и разработки, чтобы сделать это программное обеспечение непревзойденным.

RX предоставляет вам полнофункциональный редактор форм сигналов и спектров с многочисленными способами просмотра и выбора звука и полным набором инструментов, включая:

• Снижение шума
• Де-щелчок
• De-Crackle
• De-Hum
• Де-зажим
• De-Bleed (используется
• Взрывоопасный
• De-Ess (с легкостью устраняет сибилянт)
• Де-реверберация
• Устранение шороха
• De-Wind
• Интерполировать
• Dialogue Isolate (алгоритмы, предназначенные для уменьшения шума без появления артефактов)
• Spectral De-Noise
• Подавление шума
• Mouth De-Click
• Deconstruct (способность фильтровать и разделять тональные и широкополосные звуки)
• Ambience Match & Extraction (нет тона помещения? Нет проблем!)
• EQ Match
• Auto Leveler (экономия времени, помогает добиться согласованного звучания звука без сжатия)
• Манипуляции со временем и высотой звука
• Извлечение содержимого центра
• Найти похожие (использует машинное обучение для поиска звуковых событий в записи, которые похожи на выделенное вами)
• Общие инструменты, включая: усиление, фазу, нормализацию, коррекцию азимута, панорамирование, передискретизацию, генератор сигналов и т. Д.
• Пакетная обработка (это важно, если у вас постоянно много плохого звука)

Излишне говорить, что флагманское программное обеспечение iZotope само по себе может гарантировать целую серию блогов.Если вы инди-режиссер, видеоредактор, звукорежиссер или звукорежиссер, в этой программе наверняка есть несколько инструментов, которые сразу же пригодятся в вашей повседневной работе. Расширенная версия будет стоить вам немалых денег, но если вы можете позволить себе стандартную версию, вы все равно получите большинство доступных инструментов, за вычетом нескольких замечательных.

Elements RX : $ 99

Стандартный RX : 299 долларов

Advanced RX : 999 долларов США

Многие видеоредакторы хорошо знакомы с Audition, поскольку он поставляется в комплекте с пакетом Creative Cloud (это означает, что многие из вас уже имеют его, не тратя ни копейки).

Audition — это не просто программа для шумоподавления, а полноценная цифровая звуковая рабочая станция, способная выполнять многодорожечное редактирование, микширование, звуковой дизайн, мастеринг и спектральное редактирование звука. Хотя инструменты шумоподавления относительно просты по сравнению с некоторыми другими вариантами, у него, вероятно, есть инструменты, которые вам нужны больше всего:

• Снижение шума
• Удаление щелчка
• Удаление попа
• Удаление шума
• Удаление звука (для нечетных, случайных звуков)
• Адаптивное шумоподавление (для постоянно меняющихся звуков, например, при пролете самолета)
• Удаление шипения
• Регулировка громкости
• Коррекция высоты звука
• Плюс весь набор инструментов и плагинов, которые может предложить Audition.

Эти инструменты вместе со своим спектральным редактором (в комплекте с инструментами выделения, подобными фотошопу) дают вам возможность устранять наиболее распространенные проблемы со звуком.

Если вы редактор Premiere Pro с ограниченным бюджетом, это не проблема. Научитесь использовать Audition так же хорошо, как Premiere или After Effects, и вы станете золотыми. Если у вас нет пакета Adobe CC, но вы хотите Audition, это будет стоить вам 20,99 долларов в месяц.

4. Cedar Studio — серьезное восстановление звука
   
   

Кедр — прародитель шумоподавления, первого крупного конкурента в отрасли и того, что большинство профессионалов используют, когда на кону стоят жизни людей, например, в случае судебно-медицинских расследований.

Cedar доступны как в программном, так и в аппаратном исполнении, с различными инструментами для разных целей, например, для снижения шума в реальном времени, когда абсолютно необходимо решение с нулевой ошибкой и нулевой задержкой, или в настройках сервера, где огромная массовая обработка должна происходить в 100 раз быстрее, чем в реальном времени, чтобы не отставать от огромного количества аудио, которое необходимо обработать.

Но большинство профессионалов студий на этом уровне полагались бы на Cedar Studio; их полный набор программного обеспечения, которое работает внутри DAW, например Pro Tools.Конечно, этот набор инструментов будет стоить около 13000 долларов, при этом каждый модуль будет стоить не менее 3000 долларов каждый. Хотя многие из преимуществ этих инструментов можно найти в более дешевом программном обеспечении, дополнительный высший уровень качества, скорости и эффективности является потребностью, предназначенной только для избранных.

Скорее всего, если вам нужен Cedar, вы не читаете эту статью, но было бы хорошо знать программное обеспечение, с помощью которого все остальные будут оцениваться с точки зрения качества и надежности.

5. Волны (WNS / W43 / NS1 / X-Noise / Z-Noise) — быстрая очистка звука
   
   

Если вы звукорежиссер, вы наверняка знаете о плагинах Waves все.Они существуют уже долгое время и являются основным продуктом всех музыкальных и почтовых изданий по всему миру. За это время они выпустили несколько отличных плагинов шумоподавления, которые я разделю на 2 категории:

Интеллектуальный:

Руководство:

• X-шум
• X-Hum
• X-Click
• X-Crackle
• Z-шум

Ручные плагины — это их старый набор инструментов и имеют параметрические функции для набора порога, управления полосой и многого другого после того, как вы научите плагин, как выглядит шумовая печать.

Интеллектуальные плагины — это их новые инструменты, которые используют расширенную логику DSP для различения сигнала и шума, позволяя вам установить порог, а в случае W43 и WNS настроить этот порог для нескольких диапазонов, чтобы набрать его немного больше .

Самая большая часть их интеллектуальных плагинов заключается в том, что они работают очень быстро, практически с нулевой задержкой. Это означает, что вы можете добавить его на звуковую дорожку и не потерять синхронизацию, что значительно сэкономит время.

Из этого набора инструментов W43 может иметь лучшую цену, всего за 49 долларов (в зависимости от дня, так как у Waves всегда есть распродажи) и дает вам 4-полосный контроль.Если вам нужен не только шум, но и удаление щелчков и гудения, эти плагины стоят около 89 долларов, или вы можете купить весь интеллектуальный набор за 399 долларов.

6. SOUND FORGE Pro 14 — ранее MAGIX Spectral Layers Pro
   

Совершенно уникальный инструмент, Magix (купившая это программное обеспечение у Sony) предлагает то, что некоторые называют «фотошопом для аудио». Программное обеспечение дает вам спектральный вид вашего аудио, расширенный выбор, кисть, клонирование (да, штамп клонирования для аудио!) И инструменты стирания, а также возможность извлекать отдельные элементы в «слои» и обрабатывать их по отдельности.

Хотя Sound Forge Pro обеспечивает исключительную степень детализации при редактировании звука, которую на самом деле не предлагает ни одно другое программное обеспечение (даже RX не предлагает некоторых из этих функций, таких как рисование частот, изменение высоты тона отдельной выбранной гармоники или спектральное литье / формование), это инструмент еще не получил широкого распространения среди профессионалов.

Конечно, они также включают инструменты для «снятия отпечатков пальцев», но вы не найдете такого количества интеллектуальных алгоритмов, доступных для удаления шума, как в iZotope RX.Spectral Layers — это все о ручном управлении, и если вы знаете, как просматривать спектрограмму, чтобы находить звук, и использовать инструменты для управления им, вам может быть так же хорошо с этим программным обеспечением.

Sound Forge Pro за 399 долларов представляет собой впечатляющий инструмент, который предлагает уникальные функции и становится ценным компонентом в наборе инструментов звукового редактора.

7. Antares SoundSoap — Легендарный и простой очиститель звука

Soundsoap от Antares (да, компания по автонастройке) прошел долгий путь с тех пор, как принадлежал BIAS (до 2012 года), и стал одним из самых простых, быстрых и дешевых вариантов шумоподавления.Несмотря на то, что BIAS больше не существует, гений, стоящий за легендарными инструментами BIAS, теперь является генеральным директором Antares, так что вы можете быть уверены, что разработка программного обеспечения находится в надежных руках.

С самой базовой версией, начинающейся с единовременной платы в размере 74,50 долларов (ничего из этой ерунды подписки), вы получаете интеллектуальное решение для шумоподавления, которое будет работать в любой профессиональной среде программного обеспечения для редактирования аудио или видео. В то время как их программное обеспечение Soundsoap + за 250 долларов предлагает несколько улучшенных алгоритмов и более точный контроль, для плохого и грязного решения в середине быстро развивающегося проекта редактирования видео Soundsoap может быть всем, что вам нужно.

Если вы ищете более конкретный набор инструментов для восстановления, возможно, вам стоит заглянуть в Zynaptiq. С момента своего основания эта компания была сосредоточена на создании инструментов, которых никто раньше не делал. Для своих продуктов для ремонта аудио они предлагают следующие инструменты:

Un-Veil: изучить и уменьшить эффекты естественной реверберации в записях

Un-Chirp: удаление «водянистых» артефактов, вызванных кодированием с низкой скоростью передачи данных и фильтрацией шума

Un-Filter: «Отключите эквалайзер» вашего звука от таких вещей, как резонансы, гребенчатая фильтрация, спады и многое другое.

Если вы мало разбираетесь в восстановлении звука, знайте, что эти инструменты делают успехи в направлении возможностей, ранее невиданных в отрасли. Хотя они и не идеальны, они работают на удивление хорошо, учитывая математические инженерные умения, необходимые для создания подобных инструментов. Стоит проверить, есть ли у вас деньги. Комплект на все 3 обойдется вам примерно в 799 долларов.

Дополнительные средства снижения шума

Если вы не нашли ничего в своем ценовом диапазоне, вам повезло! Доступно множество плагинов для шумоподавления.Многие из них похожи на те, что мы перечислили, но просто не подходят и, вероятно, способны делать то, что вам нужно. Многие другие (обычно простые базовые плагины) также часто уже включены в программное обеспечение, например Premiere Pro, Final Cut Pro X и Audacity (бесплатное звуковое приложение).

Изучите и найдите, что лучше всего подходит для вас в вашем ценовом диапазоне и что совместимо с вашим программным обеспечением и вашим рабочим процессом. Знайте разницу между интеллектуальным уменьшением, ручным шумоподавлением и стробированием, которые могут предложить ваш звук.И имейте в виду, что не все эти плагины будут работать одинаково. Используйте свои уши и прислушивайтесь, когда вы уменьшаете слишком много шума. Нет ничего хуже аудиофайлов с фильтрами.

Помните, что если вы выберете правильное оборудование с самого начала, например, малошумящие микрофоны и записывающие устройства с малошумящими предусилителями, вероятность того, что вам понадобится шумоподавление, вероятно, значительно снизится. Ознакомьтесь с нашими руководствами по покупке бюджетного микрофона или диктофона, чтобы начать работу.

Soundsnap

Скорее всего, если вы работаете редактором, звуковым дизайнером и т. Д., Вам понадобится отличный источник звуковых эффектов для ваших проектов.Soundsnap имеет более 360 000 профессиональных звуковых эффектов (и музыкальных циклов) в каждой категории и используется такими компаниями, как HBO, Pixar, Vice и другими. Мы делаем варианты покупки гибкими, позволяя покупать сразу несколько или оплачивать неограниченное количество загрузок в течение всего года всего за 199 долларов.

Подавление шума — Руководство Audacity

Чтобы использовать шумоподавление, вам нужна область сигнала, содержащая только шум, который вы хотите уменьшить.

Имейте в виду, что может быть невозможно получить удовлетворительное удаление, когда шум очень громкий, когда шум переменный, когда музыка или речь не намного громче, чем шум, или когда частоты шума очень похожи на частоты шума музыку или речь.

Доступ:

Шаг 1. Получение профиля шума

Этот первый шаг учит Audacity о шуме, который вы хотите удалить, путем определения минимального уровня шума различных частот , которые составляют шум.

1. Выберите область формы волны , которая содержит только шум . Требуется минимум 2048 отсчетов (0,05 секунды при 44100 Гц , частота дискретизации ), ниже которых будет отображаться ошибка. Более длинный профиль лучше. Если в разных местах трека присутствуют очень разные типы шума, с ними лучше всего справиться, взяв профиль для первого типа, уменьшив шум для него, а затем захватив профиль следующего типа шума и уменьшив его.
2. Щелкните.
3. Нажмите Получить профиль шума .

Дублирование очень короткой выборки шума для получения достаточно длинной выборки для профиля шума не поможет. Подавление шума вычисляет статистику шума. Анализ повторяющихся блоков одного и того же шума не изменит статистику.

Шаг 2 — Уменьшите шум

1. Выберите всю область сигнала , в которой вы хотите уменьшить шум , затем установите параметры шумоподавления.Часто это лучше всего делать методом проб и ошибок, регулируя ползунки и используя кнопку «Предварительный просмотр», чтобы прослушать несколько секунд звука после шумоподавления. Прослушивание Residue (звук, который будет отфильтрован при применении «Уменьшить») также может быть полезно для определения того, какой ущерб наносится желаемому (не шумному) звуку.
2. Щелкните.
   • Уменьшение шума (дБ): Управляет степенью уменьшения громкости, применяемой к идентифицированному шуму.Используйте наименьшее значение, которое снижает шум до приемлемого уровня. Более высокие значения, чем необходимо, могут сделать шум еще тише, но приведет к повреждению оставшегося звука.
   • Чувствительность: Контролирует, какая часть звука будет считаться шумом по шкале от 0 (выкл.) До 24 (максимум). Большая чувствительность означает, что будет удалено больше шума, возможно, за счет удаления части полезного сигнала. Более низкие значения могут привести к появлению артефактов в звуке с пониженным шумом.Установите этот элемент управления на минимальное значение, обеспечивающее эффективное удаление шума без появления артефактов.
   • Сглаживание частоты (полосы): При значениях 1 или выше этот элемент управления распределяет шумоподавление на указанное количество соседних полос. Это изменяет сигнал, который вы намеревались сохранить, но если в звуке с пониженным шумом остаются артефакты, сглаживание может сделать звук этих артефактов более приемлемым. Существует вероятность того, что сглаживание сделает желаемый звук менее четким, поэтому, если желаемый сигнал сильный и имеет широкий частотный диапазон, а шум небольшой, попробуйте оставить этот элемент управления на 0 (выключено).

     Если вы слышите артефакты в звуке с уменьшенным шумом после максимально возможной настройки чувствительности без устранения желаемого звука, попробуйте установить «Сглаживание частоты» на значение от 1 до 6 полос. Ширина (в герцах) полосы частот зависит от частоты дискретизации дорожки. Ширина = частота дискретизации / 2048 = 21,53 Гц при частоте дискретизации 44100 Гц.

     Сглаживание времени всегда применяется с помощью шумоподавления (атака 20 миллисекунд и освобождение 100 миллисекунд), но настройки не могут быть изменены.Любое запрашиваемое вами частотное сглаживание применяется после временного сглаживания.

     Значение по умолчанию — 3, значения ниже, чем это, как правило, в пользу музыки, а высокие настройки, как правило, в пользу произнесения слов.

   • Шум:
     • Уменьшить: Выберите этот параметр, чтобы отфильтровать шум из выделения.
     • Остаток: Выберите этот параметр, чтобы слышать звук, который будет отфильтрован, если вы выберете «Уменьшить». Это полезно для поиска оптимальных настроек, которые не повредят звук.Если вы можете услышать узнаваемые фрагменты желаемого звука в остатке, вероятно, вы установили слишком высокое шумоподавление или слишком высокую чувствительность.

Кнопки

Нажатие на командные кнопки дает следующие результаты:

• Предварительный просмотр воспроизводит короткий предварительный просмотр того, как будет звучать звук, если эффект применяется с текущими настройками, без внесения фактических изменений в звук. Продолжительность предварительного просмотра определяется вашей настройкой, значение по умолчанию — 6 секунд.
• ОК применяет эффект к выбранному звуку с текущими настройками эффекта и закрывает диалоговое окно.
• Отмена отменяет эффект и оставляет звук без изменений, закрывая диалоговое окно.

Артефакты могут возникать, если минимальный уровень шума выше, чем было оценено, либо из-за того, что Чувствительность была установлена ​​слишком низкой, либо из-за того, что профиль шума не отражал шум на всей дорожке.Хотя большую часть шума будет подавляться большую часть времени, могут возникать случайные артефакты, которые могут быть даже более нежелательными, чем исходный шум. Для более технического объяснения артефактов см. Как работает шумоподавление Audacity в Wiki.

подсказок

После создания профиля шума Ctrl + R или применит Подавление шума с текущими настройками.

Уменьшение шума обычно приводит к некоторым искажениям. Это нормально, и вы ничего не можете с этим поделать.Когда шума совсем немного, а сигнал (то есть голос, музыка или другой желаемый звук) намного громче, чем шум, этот эффект работает хорошо и слышны очень небольшие искажения. К сожалению, когда шум очень переменный или очень громкий (сигнал не намного громче шума), результат может быть слишком искаженным.

Если проблема не исчезнет, ​​могут помочь следующие советы.

• Выберите «Остаток» из опций « Шум: », нажмите «Предварительный просмотр», отслеживая нежелательные следы желаемого сигнала.Обычно вы можете уменьшить количество желаемого звука в остатке, уменьшив Чувствительность или уменьшив Подавление шума .
  • Уменьшение Чувствительность снижает вероятность потери звука, который вы хотите сохранить (на что указывает прослушивание фрагментов желаемого звука в остатке), но увеличивает вероятность появления артефактов, звучащих как «звенящие колокольчики» при применении эффекта с Уменьшить выбранное.
  • Уменьшение Подавление шума также снижает вероятность потери звука, который вы хотите сохранить (на что указывает прослушивание фрагментов желаемого звука в остатке), но увеличивает количество шума, остающегося в результате, при применении эффекта с выбранным параметром «Уменьшить» .
• Когда вы нашли настройки Чувствительность и Шумоподавление , которые, по-видимому, наносят наименьший ущерб желаемому звуку (в зависимости от того, что этого звука мало в остатке), щелкните переключатель Уменьшить, затем нажмите OK, чтобы применить Эффект.
• Усилить или Нормализовать можно до или после подавления шума.
• Выполните какую-либо узкополосную фильтрацию или удаление щелчков.
• Выполнять сжатие или другие эффекты, не упомянутые выше. после подавления шума, но не до этого.

Ограничения

• Создание профиля шума на дорожке с одной частотой дискретизации и последующее удаление шума на другой дорожке с другой частотой приведет к плохим результатам и, следовательно, запрещено с ошибкой «Частота дискретизации профиля шума должна совпадать с частотой дискретизации звука, который нужно обработать. «.
• Создание профиля шума на двух или более дорожках с разной частотой дискретизации

Программное обеспечение для адаптивного шумоподавления с двумя микрофонами