聲音解析的工具 - Adobe Audition 的應(yīng)用

ID:100029 · 發(fā)表于 2015-12-22 19:29

今天在網(wǎng)上找到了一個(gè)很好用的音頻文件解析工具，Adobe 公司的Audition。此前雖然多次看到過(guò)這個(gè)名字，但是從來(lái)沒(méi)有仔細(xì)看過(guò)它到底做啥用途，因?yàn)槲也挥靡粢曨l文件的處理。最近需要處理一些高清音頻文件，只好把它找試用了。

Adobe的工具做的一致性很好，和常規(guī)的Windows 應(yīng)用一樣，不用費(fèi)很多力氣去學(xué)習(xí)基本的操作，就可以找到自己所需的功能著手工作了。這里就做一點(diǎn)介紹。

這個(gè)界面分了幾個(gè)部分，文件信息部分，波形編輯器和頻譜部分，電平表，選區(qū)信息等。打開(kāi)音樂(lè)文件后，音頻波形就顯示在波形編輯器中，可以清楚地看到波形上的具體采樣點(diǎn)的時(shí)間位置和采樣點(diǎn)的電平值。
因?yàn)槭?0KHz的正弦波文件，因此頻譜中只有左右聲道各一個(gè)10K對(duì)應(yīng)的直線。
在系統(tǒng)的狀態(tài)行中，可以看到文件名，持續(xù)時(shí)間，編碼方式，聲道數(shù)，采樣率，文件大小，位深度等基本信息。

在波形編輯區(qū)區(qū)域，放大時(shí)間軸的顯示刻度，可以看到在具體波形上的采樣點(diǎn)。使用顯示可以看到在改點(diǎn)處的相對(duì)電平幅度。

基本波形的編輯操作
1. 屏蔽單個(gè)聲道，選擇單個(gè)聲道和取消選擇
正常方式(無(wú)選擇，無(wú)屏蔽)

屏蔽某個(gè)聲道(點(diǎn)擊表示L或R的方框，整個(gè)聲道變灰色)

選擇整個(gè)聲道(在波形區(qū)域上方點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇全選),選中的區(qū)域變反白色。

選中以后的其它操作：刪除，粘貼，移動(dòng)等。以刪除為例：點(diǎn)刪除鍵即可。

和其它Windows應(yīng)用一樣，可以通過(guò)Ctrl-Z撤銷(xiāo)最近的操作，恢復(fù)文件。
文件另存：修改過(guò)的文件可以另外取名保存。或者撤銷(xiāo)刪除操作。

在文件格式中，有很多格式可以選擇，也可以修改格式的細(xì)則。
文件不用時(shí)，請(qǐng)及時(shí)關(guān)閉，以防無(wú)操作導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞。

二，創(chuàng)建靜音(mute)文件和標(biāo)準(zhǔn)正弦波文件。

自己根據(jù)需要，輸入文件名和其它細(xì)節(jié)，如采樣率，聲道數(shù)，位深度等。

這里選擇采樣率44100，聲道立體聲，位深度16，然后確定。得到一個(gè)空白的聲音文件。

在主菜單-編輯->插入-靜音。

輸入需要的靜音時(shí)間：1:00或者60，代表60s。然后確定。

看到生成的音頻區(qū)，長(zhǎng)度1min，44100Hz,16bit,10.09M大小。

保存以上的音頻文件即可。

如果需要其他格式的數(shù)據(jù)，另存為其它格式。如ape，mp3等。如果需要，還可以選擇壓縮級(jí)別。

請(qǐng)注意，APE并不是無(wú)損格式，同樣存在壓縮級(jí)別的問(wèn)題。

再另外存一份FLAC格式的樣本。

相同操作即可生成其它采樣率和位深度的靜音文件。

三、正弦波文件的生成。
以96Khz 16bit 1kHz Sine 固定頻率波形文件為例。
1. 創(chuàng)建新的音頻文件

在主菜單-效果-生成-音調(diào)

可以看到音調(diào)生成的定義

我們要生成的是單頻正弦波，因此，在基頻的數(shù)據(jù)處點(diǎn)擊，即可修改要生成的波形的基本頻率。如100。其它諧波功能用不到，不用選中。
相應(yīng)地，其它不需要的數(shù)據(jù)(調(diào)制深度，調(diào)制速率等)全部修改為0。

如果要設(shè)置輸出的幅度(相對(duì)于滿(mǎn)幅輸出的相對(duì)比值，使用dB做單位)。需要點(diǎn)擊振幅。此處輸入0，表示最大。

如果需要修改左右聲道的相位差，可點(diǎn)擊高級(jí)，然后選擇和修改需要的相位差(默認(rèn)為0)以及直流偏置值。

另外，還有所需聲音的持續(xù)時(shí)間。跟其他測(cè)試文件一樣，設(shè)置為1分鐘。

確定即可看到生成的波形(必須使用鼠標(biāo)在波形區(qū)域上放大，否則看到連成一片的白色區(qū)域)。

可以看出，以上生成了左右聲道相同的100Hz的同相正弦波。
如果需要反相的波形，可以再設(shè)置一次，生成反相波形和相差90°的波形。

一般情況下，默認(rèn)使用左右聲道同相的波形即可做測(cè)試用。如果要測(cè)試左右聲道串?dāng)_，可考慮使用反相波形。
四，創(chuàng)建掃頻文件
選擇范圍 1Hz-24kHz，也可以選擇更廣的范圍。
選在主菜單-效果，生成-音調(diào)(跟正弦波生成相同)，這次選擇掃描。首先輸入起始掃描的頻率，不能從0開(kāi)始，可以選擇0.01Hz.然后選結(jié)束頻率，最大值為采樣率的1/2。在采樣率為44100時(shí)，結(jié)束頻率最大為22050Hz。

掃描的時(shí)間設(shè)置為10s。然后確定，生成掃頻文件。

這個(gè)音頻文件只有10s。如果要形成1分鐘的重復(fù)文件，就必須做全選，復(fù)制，混合粘貼，其中粘貼方式為插入。重復(fù)次數(shù)為6次。

確定后，可以看到形成的結(jié)果。時(shí)間為1分鐘。

五，噪聲文件生成。
一般會(huì)用到粉紅噪聲(Pink Noise)和白噪聲(WhiteNoise)兩種，粉色噪聲是最常聽(tīng)到的。生成的方法和生成正弦波的操作相同。選擇噪聲的種類(lèi)是粉紅噪聲還是白噪聲，用于單聲道測(cè)試，還是空間立體聲測(cè)試。

直接選擇持續(xù)時(shí)間，即可生成想要的噪聲文件。

六，左聲道正常，右聲道靜音，左聲道靜音，右聲道正常以及單聲道文件的生成。
打開(kāi)一個(gè)雙聲道音頻文件，屏蔽右聲道，全選，刪除，去掉選擇，解除屏蔽。則剩余數(shù)據(jù)為右聲道數(shù)據(jù)。改名保存即可。
七，增加音樂(lè)文件的其它信息。
選擇主菜單-窗口，選中“元數(shù)據(jù)”，即可查看和編輯音樂(lè)文件的其他附加信息。可以為文件填寫(xiě)對(duì)應(yīng)的文件資料，然后保存即可。

八，靜態(tài)本底噪聲的電平檢查。
在電平表的上方，右擊鼠標(biāo)，可以看到電平表的設(shè)置選項(xiàng)。選擇信號(hào)輸入表，則可以顯示當(dāng)前Mic輸入的信號(hào)電平。(在Mic的插孔上插入一個(gè)未連接的LineIn線，可以看到本底電平在50db-60db左右。)

九，電腦高清音頻的設(shè)置
在電腦的設(shè)備管理器“聲音、視頻和游戲控制器”下面，如果有“High Definition Audio設(shè)備”，則說(shuō)明支持高清音頻設(shè)備。

在控制面板的聲音選項(xiàng)中，可以看到“揚(yáng)聲器”是系統(tǒng)的高清音頻設(shè)備。

選擇并點(diǎn)擊“屬性”。然后選擇高級(jí)頁(yè)面，從默認(rèn)格式列表中，可以選擇24為，192000Hz(錄音室音質(zhì))的選項(xiàng)。

同樣，在聲音屬性的“錄制”頁(yè)面下，選擇麥克風(fēng)(高清音頻設(shè)備)，并打開(kāi)其屬性。

同樣，在麥克風(fēng)的屬性高級(jí)選項(xiàng)中，選擇2通道，24位，192000(錄音室品質(zhì))。即可將系統(tǒng)音頻設(shè)置為高清音頻模式。

在此模式下，直接使用系統(tǒng)自帶的錄音機(jī)進(jìn)行錄音，在不連接實(shí)際麥克風(fēng)的情況下，錄制5s音頻并保存為默認(rèn)的wma格式。打開(kāi)此文件，可以看到其錄制的本底噪聲情況。系統(tǒng)繼續(xù)使用默認(rèn)的CD音質(zhì)錄音，并沒(méi)有采用高清格式錄制。錄制的噪聲電平在-80dB左右。

新建一個(gè)192KHz, 24bit采樣的音頻文件，從Mic處直接錄音。然后觀察其噪聲。這里可以看出，本底噪聲在48dB左右。因此，Windows系統(tǒng)錄音時(shí)，可能對(duì)噪聲做了過(guò)濾。

十，本底噪聲及降噪實(shí)現(xiàn)
從上面的錄音中，知道，電腦會(huì)形成較大的白噪聲。把這個(gè)白噪聲經(jīng)過(guò)1KHz正弦波調(diào)制，然后把調(diào)制前后的波形比較。可以看到，因?yàn)樵斐傻念l率遠(yuǎn)高于調(diào)制頻率，因此還是可以被過(guò)濾的。(下圖中可以清晰分辨原始波形，噪聲影響較小)。

在以上圖形的基礎(chǔ)上，可以理解什么是信噪比(SNR,Signal to Noise Ratio)。如下圖：噪聲電平為 -50dB，信號(hào)電平為-20dB。則信噪比SNR= -10dB - (-50dB) = 30dB。如果折合成倍率，則是103 = 1000倍。放大后看的效果。

在全尺度上，看不到信號(hào)上的噪聲。局部放大后，可以看到噪聲的影響。

局部放大后的波形，可以看到附加的噪聲信號(hào)。

從頻譜圖上來(lái)觀察，可以看出在有調(diào)制信號(hào)前后，噪聲頻譜并沒(méi)有發(fā)生明顯變化。下圖中，3.0s前有1kHz的調(diào)制信號(hào)，強(qiáng)度較高，頻譜圖中呈現(xiàn)亮黃色。其余紫色部分為本底噪聲，均勻分布0-60k范圍。

可以通過(guò)捕捉本底噪聲樣本的方式，對(duì)整個(gè)聲音進(jìn)行降噪。降噪前后比對(duì)如下，噪聲降低超過(guò)10dB，相當(dāng)有效。
降噪前的原始信號(hào)，噪聲幅度在-51dB左右。

降噪后的信號(hào)，噪聲幅度在-63dB以下。

從頻譜圖上來(lái)看，背景噪聲的紫色幾乎全部消除。
降噪前的頻譜。

降噪后的頻譜，紫色區(qū)域幾乎全部消除。

通過(guò)對(duì)噪聲采樣并相減的方式，可以有效的降低環(huán)境噪聲。這就是目前市售的耳機(jī)產(chǎn)品中，主動(dòng)式降噪技術(shù)的基礎(chǔ)。

經(jīng)過(guò)此番對(duì)音頻文件的詳細(xì)解析，了解聲音處理的基本功能和方法，便于以后自由使用。

ID:447115 · 發(fā)表于 2018-12-16 10:31

寫(xiě)的挺好的，另外我找到一個(gè)微博，也有很多這方面的材料，微博名是@白菜二叔，大家可以去看看，在里面搜索一下audition

ID:678271 · 發(fā)表于 2019-12-31 11:39

你信噪比那是怎么看出一個(gè)是-50，一個(gè)是-20的，不會(huì)是直接看某一瞬時(shí)的信號(hào)電平和噪音電平吧，這樣我感覺(jué)沒(méi)有平均信號(hào)電平和平均噪音電平靠譜啊。

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