Jak poprawić jakość nagrania dźwiękowego

Ostatnio nie miałem zbyt dużo wolnego czasu co znalazło - niestety - odzwierciedlenie w częstotliwości pisania postów na niniejszym blogu. Sorry za to.

Coraz więcej osób spotyka się w koniecznością podstawowej obróbki dźwięku. Czy to przy tworzeniu nagrań audio, czy wideo, do słuchania / oglądania w rodzinnym gronie lub do publikacji na serwisach społecznościowych.

O ile z jakością obrazu dość łatwo sobie można poradzić kupując w miarę dobrą kamerę oraz odpowiednio wykorzystując oświetlenie, o tyle z poprawną rejestracją ścieżki audio nie jest już tak łatwo. Okazuje się, że nawet zainwestowanie w dość drogie mikrofony nie stanowi całkowitego rozwiązania szumu w nagraniu lub jego niskiej głośności.

Tutaj zaczyna się etap tzw. postprocessingu czyli edycji toru audio w celu dostosowania go do naszych potrzeb.

Postprocessing jest niejako obowiązkiem dla każdej osoby chcącej tworzyć dobry dźwięk. Szczęście w nieszczęściu, że w podstawowym zakresie składają się na niego dość proste kroki nie wymagające zbyt wiele czasu.

Opisy przedstawianych funkcji będą oparte o moje "życiowe doświadczenie" i mogą nie być do końca poprawne z nomenklaturą profesjonalistów.

Przejdźmy zatem do czynu i opiszmy jak sprawć, aby nagranie było głośniejsze, a w dalszej kolejności jak usunąć szum generowany przez aparaturę audio.

W dalszej części tekstu będę się posługiwał nagraniem dźwiękowym zarejestrowanym przy użyciu rejestratora audio Zoom H2n w trybie mikrofonów XY z jakością 44,1kHz /16bit i poziomie czułości mikrofonów (gain) ustawionym na 3 w 10 stopniowej skali. Czułość specjalnie została ustawiona dość nisko, aby widoczne były zmiany w nagraniu po zastosowaniu opisywanych kroków.

W oryginale nagranie nie było poddane żadnej obróbce, a wszelkie operacje będą wykonywane w darmowym programie Audacity.

Nagranie oryginalne

Jest to surowy materiał prosto z rejestratora wrzucony do Soudcloud. Można usłyszeć i zauważyć, że dźwięk jest nagrany cicho.
Ktoś może powiedzieć, że zawsze można spróbować ponowić proces nagrywania z większą czułością mikrofonu. Wtedy jednakże zwiększą się szumy i należy uważać, aby nie wystąpiły tzw. piki - czym one są, zostanie przedstawione dalej.

Nagranie po normalizacji

Normalizacja powinna być podstawową czynnością wykonywaną z każdym nagraniem audio. Powoduje ona zwiększenie głośności całego nagrania do ustalonego przez nas poziomu powodując, że np. nasze nagranie nie będzie brzmiało ciszej niż inne nagrania na youtubie.

W Audacity normalizację znajdziemy w menu Efekty → Normalizuj.

Funkcja normalizacji w Audacity

W przedstawionym obok oknie interesuje nas przede wszystkim poziom normalizacji amplitudy. Można tam wstawiać liczby ujemnie oraz 0,0dB gdzie 0,0dB jest wartością maksymalną powodującą symetryczne podciągnięcie sygnału do granic kanału. Przez "symetryczne podciągnięcie" rozumiem zwiększenie wszystkich poziomów nagrania po równo. Czyli cichsze i głośniejsze partie nagrania zostają w równym stopniu podgłośnione.
Dalsze podnoszenie głośności będzie powodowało utratę danych w miejscach występowania "piku" (czerwona kreska na poniższych screenach) i zauważalną degradację dźwięku.
Im bardziej ujemną liczbę podamy tym normalizacja będzie cichsza.

"Pik" (czerwona kreska) na ścieżce dźwiękowej po jej normalizacji do 0,0dB

"Pik" z powyższego screena w powiększeniu

A poniżej nagranie po normalizacji. Zdecydowanie głośniejsze od oryginału i od "wielkiej biedy" można by poprzestać na tym kroku.

Nagranie po normalizacji i kompresji

Kompresor z domyślnymi ustawieniami

W tym przypadku dodamy jeszcze kompresję. Jest ona dostępna w Audacity w menu Efekty → Kompresor.

Kompresor, podobnie jak normalizacja powoduje słyszalne zwiększenie głośności nagrania. Różnica pomiędzy nimi polega na tym, że normalizacja podciąga wszystkie tony po równo do momentu osiągnięcia granic kanału, natomiast kompresor stara się wyrównać nagranie, czyli tony głośne pozostawia nieruszone, zaś podciąga tony cichsze. Przydaje się to np. w koncertach gdzie występują duże różnice głośności, ale przy "domowym" nagraniu także daje zauważalne efekty.

Jeżeli chodzi o ustawienia kompresora, to ja zostawiam "difultowe" ustawienia, które pozwalają na osiągnięcie w zadowalających efektów.

Nagranie po normalizacji, kompresji i usunięciu szumu

Ostatnim krokiem do "pełni szczęścia" jest usunięcie szumu. W przykładowych nagraniach nie ma go zbyt dużo, ale na odpowiednim poziomie głośności można go najlepiej usłyszeć w dwóch pierwszych sekundach nagrania.
Niemniej jednak, usunięcie szumu nie jest "wielką micyją" i o ile nie ma ku temu wyraźnych przeciwwskazań, to należałoby to uczynić.

Usuwanie szumu znajdziemy w Audacity w menu Efekty → Usuwanie szumu.
Sama procedura składa się z dwóch kroków:

1. Zaznaczenie próbki na nagraniu gdzie występuje sam szum (np. 2 pierwsze sekundy testowego nagrania) i poprzez funkcję Usuwanie szumu poinformowanie programu przyciskiem Uzyskaj profil szumu że to co mu zaznaczyliśmy jest dla nas niepożądane. Po tej czynności w nagraniu nic się nie zmieni. Tym krokiem dopiero poinformowaliśmy program, gdzie w nagraniu występuje szum. 
2. Teraz należy zaznaczyć całe nagranie, w oknie Usuwanie szumu dostosować parametry tak aby nas zadowalały (ja zmieniam jedynie wartość "redukcja szumu") i kliknąć przycisk OK. Dopiero w tym momencie program przeprowadzi usuwanie szumu.

Funkcja usuwania szumu w Audacity

Poniżej zaś można odsłuchać efekt końcowy, który został osiągnięty po normalizacji, kompresji i usunięciu szumu. 

Myślę, że to co osiągnęliśmy jest dużym postępem w stosunku do tego co mieliśmy w oryginalnym nagraniu. Aby to zwizualizować, na poniższym screenie, nałożyłem ścieżki na siebie, tak aby nawet wizualnie można było zauważyć progres.

Porównanie ścieżek: oryginalnej, po normalizacji oraz po normalizacji i kompresji

Nałożone ścieżki:

• niebieska - oryginalne nagranie,
• czerwona (bordowa?) - nagranie po normalizacji,
• zielona - nagranie po normalizacji i kompresji

Jak pisałem na wstępie niniejszego tekstu, tego typu operacje można przeprowadzać na nagraniach audio, ale także na plikach wideo. W tym celu w edytorze wideo należy odłączyć dźwięk od ścieżki wideo i zapisać go do osobnego pliku, tak aby można go było następnie zaimportować do Audacity.

Funkcja Unlink Video and Audio w PowerDirector 13

Jeżeli edytor wideo, którym się posługujecie nie umożliwia odseparowania ścieżki audio i wideo, zawsze możecie do tego celu użyć darmowego odtwarzacza VLC Media Player i wbudowanej w nim funkcji Konwertuj / Zapisz. 

Funkcja Konwertuj odtwarzacza VLC umożliwiająca oddzielenie dźwięku od nagrania video

Dzięki niej otrzymacie osobny plik z samym dźwiękiem, który można następnie znormalizować, skompresować itd.

Podsumowując powyższy tekst warto mieć na uwadze, aby ustawić mikrofon na czułość taką, aby nagranie nie miało "pików", a resztę można będzie już zrobić w postprocessingu, który przedstawiłem powyżej.

To w zasadzie tyle. Mam nadzieję, że powyższe wskazówki okazały się pomocne.