A+ R A-

Шумы

Автор: Сергей Кайбер

 

В этой статье речь пойдет о шуме, но не о том который нас периодически раздражает, хотя о нем тоже кротко поговорим. Шум здесь носит улучшающий характер, но как и все в больших объемах — может ухудшить трек.

Шум – хаотичные колебания звуковых волн разного происхождения, которые характеризуются сложной временной и спектральной структурами.

Шумы бывают различных типов и делятся на различные категории, которые будут изображены на следующем рисунке. Шум это не всегда дефект. Например, шум от соприкосновения медиатора со струной не препятствует нормальному восприятию музыкальной композиции. Но все зависит от соотношения сигнала и шума. И если подобного шума будет много по отношению к основному сигналу, то тогда его можно назвать дефектом.

 

Шумы бывают (по типам):

Стационарный — характеризуемый постоянством всех параметров (интенсивности, мощности и т.п.).

Квазистационрный — шум являющийся следствием действия множества автономных источников, таких как толпа, море, ветер и т.п.

Нестационарный — шум, длящийся на коротком временном отрезке. Например, шум проехавшего мимо автомобиля, какие-то случайные помехи и т. д.

 

В зависимости от спектральных характеристик шумы делятся на широкополосный и тональный — шум, имеющий в своем спектре какие-то ярко выраженные тона.

Так же шум, в зависимости от его частотных характеристик делится на:

Низкочастотный

Среднечастотный

Высокочастотный

В зависимости от временных характеристик постоянный и непостоянный.

Но помимо этого деления есть еще деление шума по цвету, которое относится к такой процедуре как дизеринг.

Дизеринг/Дитеринг(dither) или же переквантование – представляет собой подмешивание в первичный сигнал пшума разного спектра.  Невольно возникает вопрос- зачем это нужно?

Все дело в разрядности. Дизеринг используется при понижении разрядности аудио файла.

Например, у нас есть 24 битный аудио сигнал и нам нужно записать его на Audio CD(16 bit). В таком случае нам придется избавляться от лишних бит в сигнале, и как следствие непременно потеряем качество звука.

Для наглядности посмотрите на рисунок, с помощью которого я визуализировал разницу в звуке с дизерингом и без.

Разница в звуке с дизерингом и без

 

Цель дизеринга — борьба с ухудшением качества за счет добавления определенного шума и сглаживания ошибок квантования, которые возникают при смене разрядности.

Процесс отсечения лишних битов носит название — транкейт.

Применение дизеринга процесс на самом деле простой — не нужно вручную создавать шумы. Для этого есть специальные приборы, которое как раз и добавляют необходимый шум, в зависимости от того с какой разрядности в какую вы переводите, аудио файл.

Существуют разные варианты приборов дизеринга как в «железном» так и в программном исполнении. Производители варьируют спектральные характеристики, начиная от белого шума и заканчивая сигналами, которые по факту не являются шумовыми.

Спектр шума влияет на качество расширения динамического диапазона. Например, если спектр находится в высокочастотном диапазоне, то на слух такой шум практически не заметен, но тем не мене он все равно выполняет свои функции. При дизеринге мы получаем аудио файл почти идентичный оригинальному файлу. Но, применять дизеринг нужно очень осторожно. На протяжении всего проекта сведения песни им можно воспользоваться один раз, или же использовать его в процессе мастеринга на самой последней стадии.

Теперь поподробнее о самом шуме, который используется при дизеринге. Шум, используемый в дизеригне, носит название «цветного шума». Цвет шума —  система, по которой  некоторые виды шумов имеют свои определенные цвета соответственно с аналогией между спектрами сигналов цветов видимого света.

Цвета шумов

Белый шум — сигнал, которому свойственна равномерная плотность спектра на всех частотах. Такой шум относится к стационарному, так как имеет одинаковую мощности на  всех частотах.

 

Розовый шум — сигнал, спектральная плотность которого пребывает в обратно пропорциональной зависимости от его частоты. Другими словами этот сигнал равномерно убывает в логарифмической шкале частот. К розовым шумам можно отнести звук пролетающего самолета. В некоторых случаях розовым шумом называют любой шум, у которого спектральная плотность уменьшается с увеличением частоты.

 

Красный шум — (но многие неправильно называю коричневым) — шум имеющий большой запас мощности на низких частотах, по сравнению с высокими. Если сравнивать красный шум с выше перечисленными, то белый будет восприниматься как более приглушенный. На слух красный шум воспринимается как более теплый, по сравнению с тем же белым шумом.

Как можно заметить, он звучит мягко, нет резкости на высоких частотах. Теперь по поводу названия.  Красный  шум носит название «Броуновского шума». В англоязычной терминологии от называется как «броун нойз», и многие думают что «броун» это от английского — коричневый. На самом деле оно происходит от фамилии Броун, в честь которой назвали этот шум.

 

Синий (голубой) шум — сигнал, спектральная плотность которого увеличивается с ростом частоты.. На слух он  воспринимается более резким, нежели белый. Синий шум получается, если продифференцировать розовый шум; их спектры зеркальны.

 

Фиолетовый шум — сигнал, спектральная плотность которого  пропорциональная квадрату частоты и, аналогично белому шуму, на практике он должен быть ограничен по частоте. Фиолетовый шум получается, если продифференцировать белый шум. Спектр фиолетового шума зеркально противоположен спектру красного.

 

Серый шум — сигнал, имеющий одинаковую громкость на всех частотах. Спектр серого шума получается, если сложить спектры броуновского и фиолетового шумов. Спектр данного шума содержит  большой «провал» на средних частотах, но человеческий слух субъективно воспринимает серый шум как равномерный по спектральной плотности

 

Существуют так же другие виды цветных шумов — черный, оранжевый, зеленый и т.п. Но их рассматривать не имеет смысла, так как они достаточно редко используются на практике.


Login