Noise Reduction – IV

Noise Reduction Digitale e Software

Per gran parte del 900’ i dispositivi processori utilizzati erano pressoché analogici o digitali con convertitori A/D – D/A non di qualità, successivamente invece con lo sviluppo dei software su computer e ad oggi i quasi esclusivamente utilizzati, nacquero i cosi detti plugin come emulatori dei processori analogici stessi o come processori innovativi veri e propri, in completo dominio digitale.

Il digitale ha permesso inizialmente di ridurre i costi ma adesso il prezzo di Suite Daw per il Noise Reduction che siano plugin nativi o stand alone o ancor più con hardware dedicato è al pari livello a volte anche più di quanto vale ad oggi la più efficiente attrezzatura analogica. Ma in termini di prestazioni come è facile intuire non c’è paragone.

Ad oggi sulle registrazioni in supporti digitali ottici e file audio i rumori di fondo sono bassissimi e per questo non si usano più i metodi e tecniche e processori analogici, solo il RIAA quando c’è da riversare il disco in digitale in quanto come detto il vinile è spesso registrato con equalizzazione RIAA e prima di riversarlo è necessario impostare la curva opposta a meno che lo si ricrei o la si prenda poi da plugin su software.

La riduzione del rumore di fondo è per questo legata esclusivamente al restauro di audio analogico proveniente da dispositivi analogici come vinili e nastri magnetici.

L’utilizzo dei sistemi di riduzione del rumore in ambito digitale è invece legato alla riduzione dei rumori casuali ed occasionali come errori di scrittura e lettura e tutti quei rumori presenti in ambito digitale e di registrazione/playback visti nel primo articolo di questo argomento in ambito rumore digitale ed altri rumori.

A/D – D/A Noise Reduction

Il convertitore A/D – D/A è il primo ed unico strumento hardware utilizzato per la riduzione del rumore in ambito digitale. E’ composto da un convertitore di ingresso ( A/D ), per il segnale analogico da convertire in digitale ed un convertitore di uscita ( D/A ), per il segnale digitale da riportare in dominio analogico per l’amplificazione e diffusione una volta corretto. Il processamento viene effettuato in somme e sottrazioni di numeri binari, tramite chip DSP di processamento integrato che lavora in modo automatico in base alle impostazioni date dall’utente tramite un’interfaccia esterna. Questo sistema di lavorare sul segnale in dominio digitale consente di migliorare le prestazioni, soprattutto in comparazione nei double ended, che come accennato, necessitano di due processori con identiche caratteristiche di lavoro. Il grado di riduzione del rumore è illimitato, dipende dalla capacità del tecnico che utilizza questo strumento, dal tipo di rumore in ingresso al processore, dalla qualità e parametri su cui si può agire per ridurre il rumore.

L’unico limite che hanno, è il rumore ed errori creati dalla conversione A/D – D/A ( non presente invece nei sistemi analogici ), e dalle capacità di elaborazione del segnale da parte del processore, quindi anche le prestazioni del processore faranno la differenza, più è potente e meglio lavorerà sul segnale. Sarà anche quindi giusto scegliere un processore che abbia nelle sue caratteristiche tecniche le migliori qualità di conversione A/D e D/A. Oltre a questo vi è la latenza di processazione, soprattutto in quelli consumer, che può portare ad alterazioni della risposta ed errori digitali ( più è rapido e meno errori ci saranno ).

 

Digital Noise Reduction

La soluzione migliore per il processamento in ambito digitale in caso di restauro audio analogico, è quella di convertire il segnale audio utilizzando il migliore convertitore A/D possibile ( con ingresso a livello di linea i più professionali ), riversando il tutto in registrazione su DAW adibita per il Mastering ( fig. 1 ), ( vedremo il Mastering in altri articoli ), ( es. Pyramix, Sadie, Wavelab, Sequoia ), cosi da ottenere un valore digitale dell’informazione audio. Utilizzare poi come vedremo un tipo di processamento di riduzione del rumore su software tramite plugin emulatori o convolutori di qualità ( vedremo in altre argomentazioni la spiegazione dettagliata sui plugin ), ( es. plugin della Waves, Cedar, iZotope ), risultano ad oggi i più qualitativi, sia per il basso rumore generato che per la corretta simmetria di processazione fino ai più alti livelli di processamento, che per l’elevata capacità di calcolo con minimi errori, che per le numerose possibili impostazioni con cui l’utente può interagire per rendere sempre più fine il processamento, oltre che al giorno d’oggi alla possibilità di trovare un plugin per ogni tipo di rumore esistente.

Fig. 1 2017-11-20_15-09-44.jpg

Plugin Emulatore ( tramite algoritmi, viene emulato semplicemente il funzionamento di un processore fisico ( solo lavora in dominio digitale ), in questo caso i più diffusi Double Ended ).

Plugin Convolutore ( tramite risposte all’impulso come filtri FIR, IIR ed algoritmi, o tramite risposte FFT viene ricreato un processamento nuovo che non necessariamente va ad emulare il funzionamento di dispositivi fisici ). Quasi tutti i plugin per Noise Reduction sono Convolutori, FIR e FFT spesso i migliori e più efficienti, ognuno utile e migliore per ridurre un certo tipo di rumore.

Utilizzare poi il migliore convertitore D/A ( che può essere anche lo stesso convertitore A/D che presenta anche un uscita D/A ) per la conversione di uscita analogica, per l’amplificazione e diffusione cosi da avere un riferimento qualitativo e preciso del lavoro svolto sui diffusori audio ( che a loro volta come vedremo in altre argomentazioni sia amplificatori che diffusori generano un loro rumore di fondo ).

Consigliato una volta elaborato il segnale audio digitale di renderizzarlo e mantenerlo come file audio digitale ( non compresso, in quanto che comprimendolo ad esempio in mp3, aac ed altri formati lossy si andrebbero a perdere informazioni, aumentare il rumore di fondo e rumori digitali ), o al massimo riversarlo su CD per un eventuale commercio o ascolto su apposito lettore ( ma il file audio rimane sempre ad oggi lo standard preferito e più qualitativo per l’ascolto e storaggio, vista la mancanza di perdita di informazioni nel tempo come avviene invece se salvato su supporto ottico o ancor più analogico esterno ).

E’ comunque in certi casi richiesto il restauro per il riversamento ad esempio su vinile per un nuovo commercio, ma qualsiasi sia la sua destinazione è sempre bene effettuare il processamento a livello digitale/software.

In figura 2 una spiegazione grafica riassuntiva di quanto elencato:

Fig. 2 2017-11-20_15-43-59.jpg

Come detto uno dei problemi principali in questa tipologia di processamento è il tipo di processore utilizzato che se software è il computer in possesso. Per cui è consigliato avere un computer prestante in modo da creare meno errori e latenze possibili. Per interfacciare il convertitore con il software DAW per la registrazione e riversamento digitale sul computer è necessaria un’interfaccia audio che presenti appunto come accennato il migliore convertitore A/D (es. fig. 3 ), ancora meglio se solo convertitore ( fig. 4 ), senza la presenza di ulteriori componenti come quello di pre-amplificazione microfonica presente invece nelle interfacce audio.

Fig. 3 orion-studio-front-1.jpg

Fig. 4 2017-11-20_15-20-04.jpg

Senza entrare troppo nel dettaglio del funzionamento di un convertitore A/D audio che vedremo invece in altre argomentazioni, dalla figura 4 vediamo come ad esempio questo convertitore A/D presenti differenti tipologie di connessioni di Input ed Output. Ingresso di linea a livello bilanciato su XLR o JACK TRS, uscita di linea sempre su XLR per un monitoraggio ( ad esempio del segnale registrato/processato ), od invio ad una catena audio in dominio analogico ( quindi dopo riconversione D/A ), connessione USB per interfacciamento con PC, connessioni ottiche su Toslink e digitali su S/Pdif per l’interfacciamento con attrezzatura con questa tipologia di ingressi, oltre che diverse connessioni BNC per la gestione del clock ( clock che vedremo meglio quando parleremo di audio digitale ).

Se al computer ( soprattutto per quelli fissi, generalmente non possibile per quelli portatili ) è possibile collegare un interfaccia PCI ( fig. 5 ), allora in certi casi di specifiche tecniche soprattutto per la velocità di trasferimento dati ( quindi bassa latenza ) è utile acquistare l’interfaccia PCI e un convertitore A/D con uscita digitale compatibile con l’ingresso digitale dell’interfaccia PCI.

Fig. 5 avid-pro-tools-hdx-core-card.jpg

Lo stesso discorso di utilizzo Plugin per il processamento di riduzione del rumore è anche per la riduzione dei rumori in pieno dominio digitale ( con il semplice caricamento del file audio di formato compatibile all’interno della DAW, in caso che non sia compatibile o riconosciuto è necessario convertirlo in formato compatibile ( il file audio deve essere sempre non compresso, es. file raw, wav, aiff, pcm, dsd, il tutto verrà visto meglio e più approfonditamente quando parleremo di audio digitale, deve essere una prima copia del file originale per avere un margine di errori di copia più bassi possibile, in quanto anche la copia digitale può comunque portare errori ). Non utilizzare mai un file audio compresso o convertito da compresso a non compresso perchè mancherà sempre di informazioni ed avrà sempre un rumore digitale più alto. Mantenere sempre il file digitale originale storato in hard disk di qualità ( possibilmente SSD per migliori prestazioni di lettura e scrittura ), utile anche per ulteriori prese e modifiche dello stesso file ( sempre consigliato prima copia del file originale ).

Lo stesso per il restauro e correzione errori e rumori su supporto ottico, in questo caso l’interfacciamento con la DAW di registrazione su computer avverrà collegando l’uscita analogica del lettore ottico all’ingresso dell’interfaccia audio ( meno qualitativo ), oppure utilizzando possibilmente un eventuale uscita audio digitale ( generalmente via S/Pdif o ottico ), da collegare all’ingresso audio digitale del PC ( se non presente, ma generalmente anche se presente di qualità scadente, utilizzare un interfaccia audio con appositi ingressi digitali ), ( scegliere quindi un lettore ottico che abbia uscita audio digitale ).

n.b. Molti computer hanno anche un lettore ottico integrato o comunque c’è la possibilità di acquistarlo a parte ed interfacciarlo direttamente con la scheda madre del PC ( fig. 6 ), per cui si evita il passaggio di uscita dal lettore ottico in dominio digitale ed ingresso digitale nel computer. Questa è sicuramente la soluzione migliore ma anche qui è necessario acquistare un lettore professionale e di qualità.

Fig. 6 dr-504s

n.b. Prima di un qualsiasi processamento è bene convertire se possibile ( in quanto sia la DAW “Digital Audio Workstation” che l’interfaccia audio utilizzata hanno dei limiti risolutivi ), possibilmente tramite apposito software di conversione ( fig. 7 ), ( meglio che con hardware in quanto con utilizzo di processore esterno è poi necessario tramite connessioni e collegamenti digitali uscire dalla computer, entrare nell’hardware di processamento, uscire da esso una volta convertito e rientrare in una nuova registrazione in DAW sul computer, causa di molteplici errori ), il segnale audio da processare ai più alti valori di risoluzione ( campionamento – quantizzazione ) possibili.

Fig. 7  2017-11-20_15-06-40.jpg

Vedi metodi di modifica risoluzione file audio digitale.

Questo consente di rendere il processamento più fedele e qualitativo, intaccando e colorando meno il segnale audio pulito.

n.b. Molto spesso già il convertitore A/D può eseguire un grado di conversione a diversi valori di risoluzione, in questo caso utilizzare sempre quelli più alti possibili, secondo l’attrezzatura a disposizione. Al limite aumentarli con il convertitore su software.

Maggiori dettagli sulla scelta del convertitore di risoluzione file audio digitale si possono trovare all’articolo Test of Digital Audio Product.

 

Hardware Dedicato

Come detto le prestazioni del computer fanno dipendere le capacità di processamento del software plugin in uso. Alcuni produttori per aggirare questo problema ed utile soprattutto a chi non possiede computer prestanti propongono soluzioni di software con hardware dedicato ( fig. 8 ).

Fig. 8 Cambridge-V7 processore esterno controllo plugin cedar

L”hardware dedicato può presentare anche un lettore ottico, si interfaccia su PCI o USB, od uscita digitale al computer.

n.b. I computer moderni più prestanti, se pur più costosi degli hardware dedicati per questo tipo di processamento, hanno capacità e velocità di calcolo superiori, il limite rimane sempre quello che un computer esegue diverse operazioni, non legate solo ai plugin in uso ma ha tutti questi servizi in background, altre applicazioni e programmi aperti simultaneamente, qualsiasi file installato nel pc è sempre ( a diversi livelli ) monitorato dal processore del computer, in cui rientra anche il tipo di ram ed hard disk in possesso, in quanto fungono da salvataggio temporaneo o permanente per la lettura e scrittura dei dati, per cui le loro prestazioni incideranno sulle capacità di processamento ( consigliato sempre i più alti valori di memoria RAM e hard disk SSD ).

Un hardware dedicato è invece costruito esclusivamente per lavorare sul software per cui è stato progettato, per cui anche se di minori prestazioni “sulla carta”, spesso lavora meglio e più veloce per i propri plugin rispetto all’hardware integrato nel computer.

Una volta installati i plugin adibiti con la possibilità di processamento tramite hardware dedicato ( perchè spesso possono essere usati anche solo sfruttando il computer in uso ), si dovrà tramite impostazioni della DAW o tramite matrice di lettura dei plugin dire al sistema di utilizzare per la codifica e decodifica del segnale audio l’hardware dedicato connesso al computer.

Tanto più alta è la risoluzione a cui hardware e plugin riescono a lavorare e tanto meglio è ( i migliori hardware lavorano con profondità di quantizzazione a 40 bit ed una risoluzione di 96 Khz – 192 Khz su formato audio PCM, per quanto riguarda il plugin nativo invece abbiamo risoluzioni a 48 bit – 64 bit – 80 bit e 384 Khz su formato audio PCM e DSD ). Anche la latenza è di fondamentale importanza ( e soprattutto in questo caso “unico difetto rispetto all’utilizzo di plugin nativi” in quanto che il segnale deve passare dal computer all’hardware di processamento che riceve gli input dati dall’interfaccia del plugin e/o hardware stesso, per poi ritornare come segnale processato sul computer all’interno della DAW di registrazione o mastering che sia ), tanto più il processo è breve e tanto migliore sarà, i migliori sistemi hanno latenze di pochi ms.

 

DSP e FPGA o FPGAX

Il tipo di chip integrato nell’hardware di processamento dedicato ma anche interfaccia audio/convertitore è come visto fondamentale per un corretto, rapido e qualitativo processamento. Senza entrare troppo nel dettaglio, che vedremo invece quando parleremo di audio digitale, le comuni schede audio pre-installate nei computer sono di scarsa qualità perchè possiedono al loro interno un sistema di processamento del segnale audio DSP, ancora peggio se di vecchia tecnologia, in quanto che il DSP standard riesce ad effettuare una sola operazione alla volta, avendo un tipo di processamento seriale, causa di colli di bottiglia e rallentamenti nella fase di processazione ( alta latenza ) soprattutto quando sono richieste di eseguire molteplici operazioni simultanee, e questo ne limita anche il numero di impostazioni eseguibili dall’utente.

I più moderni chip FPGA e FPGAX sono invece processori che riescono ad eseguire operazioni multiple in quanto hanno un tipo di processamento parallelo, che garantisce una mole di calcolo superiore e più bassa latenza, in generale una maggiore qualità.

Acquistare per cui tecnologie con processori FPGA o FPGAX.

 

Hardware Noise Reduction

A differenza di quelli appena visti, i prossimi che vedremo sono hardware che non hanno la sola funziona di controllare in remoto un software od un plugin, ma elaborano e processano il segnale al loro interno tramite apposito DSP o FPGA ed è il software su computer che in questo caso funge da controllo remoto dell’hardware.

 

Fig. 9 cedar dns 1500.jpg

In figura 9 un interfaccia audio USB con ingressi AES3 e S/Pdif per il processamento del segnale audio da remoto, in cui è possibile agire con pulsanti logici per definire il tipo di segnale da prelevare per il processamento ( left – right ), e definire il tipo di banda audio su cui lavorare ( lo spettro audio desiderato, bassi – medi – alti ). Vi è anche un controllo logico con funzione di bypass per poter monitorare e paragonare il segnale audio processato con quello non processato. Vi sono poi controlli fader per il livello master del segnale inviato allo stadio di processamento e controlli per amplificazione ed attenuazione di frequenze, definite e programmabili in certi casi tramite software, rientranti nei limiti della banda audio selezionata.

Molto utile per un controllo ottimale in tempo reale nella riduzione del rumore, ad esempio per focalizzare il parlato ed eliminare rumori di fondo e disturbi. Molto usato in ambito forense per la pulizia di registrazioni di video sorveglianze ma anche ascolti in tempo reale.

Fig. 10 cedar dns 2.png

In figura 10 un hardware in grado di processare due canali audio contemporaneamente ( quindi generalmente utilizzato per la pulizia di segnali stereo ). Anche questo molto utilizzato per indagini forense, tramite impostazioni di fabbrica spesso gestibili dall’utente tramite interfaccia su software, è possibile ridurre il rumore ambientale, traffico, aria condizionata, vento e pioggia, borbottio e rumore di fondo generale, attenuazione del riverbero e recupero di informazioni da scarse posizioni del microfono di rilievo. Viste le contenute dimensioni è uno strumento portatile, facilitandone il suo trasporto ed applicazione in differenti location anche in tempo reale.

Questi hardware possiedono spesso anche un pre-amplifcatore microfono ( con phantom di alimentazione a + 48 V ), due ingressi per questo caso a due canali, cosi da poter collegare direttamente il microfono al processore, mentre per il caso di figura 9 è solo un controllo remoto da audio presente su software o su ingresso fisico di linea analogica o digitale.

Presentano spesso anche ingressi digitali ( AES3 e AES11 i più diffusi ). Possono essere alimentati a tensione elettrica 230 V ( per Europa ) – 120 V ( per USA ), ma anche ad esempio a 12 V tramite trasformatore di alimentazione o batterie integrate.

Possiedono spesso anche meter che identificano il livello di riduzione del segnale audio in processamento, il livello del segnale di ingresso ed uscita, ed eventuali altri parametri.

Fig. 11 se1_34left800px.jpg

In figura 11 un’altro esempio di processore hardware per il Noise Reduction con ingressi di linea RCA.

Ogni hardware può presentare anche un’uscita cuffie per il monitoraggio, oppure uscite di linea per l’amplificazione e diffusione tramite diffusori audio.

Possono poi consentire il pre-ascolto del segnale processato ed effettuare un’ascolto di comparazione con quello non-processato.

Possono splittare il segnale per più ascolti contemporanei oppure rendere indipendenti differenti ascolti per differenti uscite.

Ogni dispositivo può incorporare differenti tecnologie di soppressione del rumore tra quelle già viste ed analizzate ed altre che vedremo più avanti. Possono anche presentare limitatori per evitare saturazioni e distorsioni dell’hardware.

Fig. 12 cedar dns 8.png

In figura 12 un processore Noise Reduction ad 1 unità rack per l’alloggio in rack, per un facile trasporto dal vivo cosi da riparare lo strumento da urti e possibili danni, od una situazione fissa e permanente in studio. E’ un processore multicanale ( 8 canali ) in pieno dominio digitale, per la gestione e processamento di più canali simultanei, con ingressi AES3 su connessione XLR bilanciato, ( quindi utilizzabile anche con sorgenti a grandi distanze, a differenza del precedente in figura 11 che presenta ingressi sbilanciati analogici e quindi non potendolo utilizzare ad esempio per processamento in tempo reale con sorgente superiore a 10 metri di distanza ). Presenta 4 canali di uscita sempre bilanciata AES3 su XLR, un ingresso 8 canali AES3 su D-Sub DB25.

Come anche negli altri hardware visti presente manopole settabili per differenti funzioni con cui è possibile interagire per gestire il livello di un determinato tipo di processamento.

Presenta anche la possibilità di connetterlo alla rete internet per un monitoraggio e processamento remoto ( quindi la possibilità di controllare e gestire il rumore da differenti location ), oltre che un eventuale interfacciamento con il computer in uso.

Presenta anche una connessione BNC per la gestione del clock e sincronizzazione con altre apparecchiature digitali.

E’ uno strumento pensato ed adatto a situazioni in tempo reale.

Fig. 13 2017-11-27_14-39-46.jpg

Esistono anche versioni di hardware con un monitoraggio grafico a bordo macchina più sofisticato, come l’analisi spettrale FFT, e l’informazione dettagliata dei vari parametri di processamento come quello in figura 13. Con differenti funzionalità di riduzione del rumore, dipendentemente dal costruttore ( come ad esempio, gestione del rumore su segnale stereo diviso tra parte M ed S ( mid – side ), presenza di un click e/o crackel removal, de-reverb, ecc.. ). Possibilità di controllo remoto tramite MIDI o RS232.

Fig. 14 NoiseReduction_GML-9550-DNF_Med_1

In figura 14 un modello più vecchio di DNS ( de noiser ), realizzato su di un’unità rack che rappresenta il processore, ed un controllo remoto tramite banco di fader simile a quello di figura 9, solo che quello di figura 9 si presenta come interfaccia audio vera e propria, mentre quello di figura 14 è un solo controllo remoto per l’interfaccia di processamento su rack.

 

Plugin Noise Reduction

Esistono molteplici plugin software utilizzabili per la riduzione del rumore, per ogni esigenza, per ogni tipo di rumore e molti altri ne verranno fuori nel corso del loro sviluppo, che siano emulatori o convolutori. Vediamo adesso quelli più diffusi e ritrovabili con alcuni esempi di applicazione.

Real Time

I plugin per Noise Reduction caricati ed utilizzati all’interno di software DAW come quelli per recording e mastering ( fig. 15 ), lavorano quasi tutti in tempo reale, e cio’è una volta caricati, il segnale audio in riproduzione nel software verrà inviato al plugin o ai plugin in cascata con ordine di successione di processamento generalmente dall’alto al basso, il quale segnale attraversando il/i plugin subirà il processamento con le impostazioni date dall’utente attraverso la sua interfaccia grafica.

Fig. 152017-11-27_12-48-58.jpg

Per cui la qualità del processamento del dipendere dalle capacità del software DAW stesso, il quale dipende a sua volta dalle caratteristiche del processore su cui è installato ( il computer ). La codifica e processamento in tempo reale porta un notevole consumo energetico da parte del processore ( CPU – RAM – Grafica ), ed è spesso posto sotto stress e se non abbastanza efficiente può portare a degli errori di codifica.

Il software DAW dipenderà anche dall’interfaccia audio collegata al computer, attraverso la quale sarà possibile prelevare il segnale da portare all’amplificazione e diffusione cosi da ascoltare il segnale processato, comparato a quello non processato, ma anche registrare e qualsiasi voglia altra operazione.

n.b. Molti software se non riconoscono un’interfaccia audio collegata al computer non consentono nemmeno la fase di playback o recording.

La qualità dell’interfaccia audio sarà per cui fondamentale non solo per la qualità di ascolto ma anche per una corretta riproduzione, plugin più prestanti richiederanno maggiore energia ed efficienza anche all’interfaccia audio. Se l’interfaccia audio non è abbastanza qualitativa nel poter gestire il segnale audio ( prelevarlo in riproduzione dal software DAW in uscita dall’ultimo stadio di processamento ed inviarlo all’uscita della scheda audio, o al contrario prelevare il segnale all’ingresso della scheda audio ed inviarlo al software DAW per la registrazione ), questo segnale subirà delle alterazioni tra cui diversi fenomeni di click, crackel ed altre distorsioni digitali. Fortunatamente il segnale audio all’interno di software è gestito tramite buffer di memoria con cui semplicemente è possibile agire con le dimensioni del buffer per portare un maggiore ritardo nella fase di prelievo ed invio del segnale audio da parte della scheda audio cosi che possa consentire un margine più ampio e meno errori di codifica. Tanto più piccolo sarà il buffer di memoria ( spesso indicato con indicazioni temporali per avere un riferimento sul tempo di ritardo, a volte invece solo semplicemente come un numero unitario con il quale è possibile aggiungere più ritardo aumentano il numero di buffer da ritardare, oppure ancora come il numero di campioni di ritardo per un singolo buffer ), e tanto migliore la qualità audio sarà ( fig. 16 ).

Fig. 16 2017-11-27_13-02-33.jpg

n.b. Più è alta la risoluzione del file audio da processare e tanto più plugin sono attivi in funzionamento contemporaneo real time e tanto più a parità di buffer si creeranno artefatti in quanto sia la DAW che il computer sarà maggiormente sotto stress e richiesta maggiore energia.

Alcuni plugin consentono di impostare il parametro di latenza/buffer in modo indipendente, quindi non vanno ad agire sull’interfaccia audio connessa, ma direttamente sul segnale di uscita dal plugin.

Vedremo più in dettaglio l’argomento plugin e buffer quando parleremo di audio digitale, per adesso basta sapere che il Driver dell’interfaccia audio è quello che ha il compito di prelevare ed inviare ( gestire ) l’audio in entrata ed uscita dalla stessa interfaccia audio.

I driver ASIO sono attualmente quelli più prestanti con più bassa latenza di codifica e decodifica.

Stand Alone

I plugin Stand Alone invece si appoggiano direttamente al processore del computer senza passare dalla DAW, per cui il limite di qualità della DAW viene bypassato ed il tutto è poggiato sulla qualità e prestazioni del plugin e del computer stesso.

La versione Stand Alone generalmente effettua processamento non in tempo reale ( anche se in certi casi lo può permettere, quindi a scelta dell’utente ), questo consente di sfruttare a pieno le potenzialità di processamento, in quanto che in tempo reale parte delle potenzialità del processore e della DAW viene impiegata per le fasi di playback, codifica e decodifica del plugin, ed altri eventuali processamenti attivi in quel momento.

Generalmente la versione Stand Alone di un plugin si presenta come applicazione vera e propria con molteplici funzionalità, superiori a quelle di plugin real time ed una capacità di processamento più qualitativa, come ad esempio il plugin iZotope RX Stand Alone ( fig. 17 ).

Fig. 17 2017-11-27_13-32-11.jpg

n.b. Possono comunque esserci versioni miste tra la proposta di uno stesso plugin Stand Alone ma anche versione Nativa per DAW ( in questo caso è necessaria la compatibilità del plugin con la DAW utilizzata ).

Compander Plugin

Il Compander plugin è generalmente un emulatore dei processori visti precedentemente in ambito analogico e per cui la sua funzione non la andremo ad analizzare in quanto già ampiamente vista, c’è da dire però che i più diffusi compander sono utilizzati su plugin di compressori multibanda come quello di figura 18, cosi da avere un plugin multifunzionale, sia come compressore, che espansore che appunto mettendo insieme essi un compander.

Fig. 18 dsds.jpg

Essendo un unico componente integrato funziona solo per attraversamento, e cioè comprime ed espande contemporaneamente il segnale audio che lo attraversa, per cui non è come visto utilizzabile per la funziona di comprimere il segnale prima di una registrazione ed espanderlo successivamente in fase di playback, si necessita in questo caso di un doppio plugin compander, oppure di un compressore plugin per la fase di recording, ed un espansore plugin per la fase di playback.

Non ha la stessa efficienza della versione analogica nella riduzione del rumore.

n.b. Di qualsiasi plugin si parli ( ma anche processore audio digitale ), esistono differenti varianti che determinano la qualità finale, principalmente, senza entrare troppo nel dettaglio ( che vedremo invece quando parleremo di plugin in articolo audio digitale ), ci sono i plugin a fase lineare ( Linear Phase ) come quello di figura 18, ed i plugin a minima fase ( Minimum Phase ). Quelli a fase lineare sono i migliori in quanto al variare del processamento non varia la fase del segnale audio in uscita dal processore/plugin, a scapito di una maggiore latenza di processamento ( e questo li rende inutilizzabili se non in rari casi, in ambiente audio live o in comparazione diretta in tempo reale, in quanto ci sarebbe troppo ritardo tra il segnale in ingresso e quello in uscita, anche > 100 ms ). Quelli a fase minima invece hanno un tempo di latenza inferiore ( minimo possibile per le capacità del software ) utilizzabile invece negli ambienti precedentemente visti, ma a scapito di variazioni di fase all’uscita ( e tanto meno è l’errore di fase e tanto migliore sarà ), e questo causa alterazioni tonali ( soprattutto se il segnale audio deve poi essere mixato con altri ), oltre che possibili maggiori errori di processamento.

Per quanto riguarda la riduzione trasparente dei Rumori Impulsivi e Continui, è utile l’utilizzo di Downward Expander possibilmente multiband per andare ad agire solo sulla banda interessata dal rumore. Se questo non basta allora meglio utilizzare dei sistemi Fingerprint.

Fingerprint e No Fingerprint

La migliore tecnica per la riduzione di rumori continui è la Fingerprint.

Il Fingerprint è una tecnica presente in molti plugin denoiser per rumori continui ( fig. 19 ), si presenta come un processo automatico ( e da qui la qualità dell’algoritmo utilizzato è fondamentale ), questo algoritmo ha il compito di identificare e memorizzare lo spettro del rumore.

Fig. 19 2017-11-27_13-49-40.jpg

Consiste nel far analizzare parti di audio/rumore ( se possibile solo rumore ) al plugin, al fine di identificare la risposta in frequenza del rumore cosi da impostare una linea di processamento ( risposta in frequenza ) che tramite threshold va poi ad attenuare il livello desiderato con quel tipo di andamento ( fig. 20 ).

Fig. 20 2017-11-27_14-01-32.jpg

In figura 20 si nota la linea rossa che rappresenta lo spettro tonale del segnale audio ( rumore ) in ingresso al processore, linea bianca che rappresenta lo spettro memorizzato all’interno del plugin ( fingerprint ), linea verde che rappresenta invece lo spettro tonale del segnale audio dopo il processamento. Attraverso un controllo threshold sarà possibile alzare o abbassare la risposta fingerprint in relazione al livello del segnale audio in ingresso ( linea verde ), e attraverso un controllo di riduzione del rumore sarà possibile dire al plugin quanto questa risposta fingerprint dovrà agire in fase di processamento sul segnale audio di ingresso, cosi da produrre in uscita un segnale audio processato ( linea rossa ).

Avendo un controllo di attenuazione sul rumore con stesso spettro ( quello che si decide di memorizzare sul plugin ), il risultato in molti casi è garantito al 100%, mentre se si utilizza uno spettro di riduzione lineare ( es. linea bianca in figura 19, che identifica uno spettro non ancora memorizzato ), è molto probabile che tutto il rumore che supera tale soglia non venga correttamente attenuato ( fig. 21 – 22 ).

Fig. 21 2017-11-27_14-19-14.jpg

In figura 21 un esempio di scarsa efficienza per sistemi No Fingeprint.

Fig. 22 2017-11-27_14-23-24.jpg

In figura 22 un esempio di efficienza per sistemi Fingerprint, è chiaro come lo spettro di rumore ( linea rossa ) sia maggiormente e più finemente attenuato con la tecnica Fingerprint.

L’effettiva potenzialità del sistema Fingerprint è ottenibile se si fa analizzare un campione di audio con molto rumore ( meglio registrare qualche secondo di rumore a parte “rumore presente nel file audio” ed analizzare quello, per poi determinare l’impronta spettrale ( e da qui fingerprint ) nel plugin, altrimenti si rischia solo di far prelevare una risposta in frequenza con una grande presenza di audio pulito, ed il plugin producendo una linea di intervento con andamento spettrale più di audio che di rumore, lavorerà troppo pesantemente in attenuazione più sulla parte audio che rumore, in quel caso meglio No Fingerprint, quindi un qualunque altro sistema di riduzione del rumore.

n.b. Analizzeremo meglio le tipologie di plugin Fingerprint nel prossimo articolo.

Conclusioni

In generale ogni tipo di rumore avendo un suo spettro in frequenza e caratteristica tonale oltre che dinamica, richiede una sua curva e metodo per l’estrapolazione e riduzione, con le basi di principio viste ed attrezzature a disposizione. Vedremo nel prossimo articolo l’analisi dei plugin più diffusi per la riduzione dei rumori ed artefatti audio.

Altro su Noise Reduction:

Noise Reduction – I ( Rumori Analogici, Rumori Digitali, Rumori da Invecchiamento Supporto, Definizione dei Rumori, Caratteristiche Tonali del Rumore ).

Noise Reduction – II ( Noise Reduction Analogico, Single Ended, Double Ended, Distorsioni nei Processori Compander ).

Noise Reduction – III ( Dolby A, Dolby B, Dolby C, Dobly SR, Dolby S, DBX Type I-II-III, Telcom C4 ).

Noise Reduction – V ( Metodi di Risoluzione per Rumori Integrati, DeClick, DeCrackel, DeScratch, DeNoiser Fingerprint e No Fingerprint, Interpolatori Automatici e Manuali, Plugin Automatici, DeClip, Time Strecht e Pitch Correction, Azimut Correction ).

Noise Reduction – VI ( Metodi di Riduzione Rumore Fonti Esterne, De-Pop, De-Esser, De-Buzz, De-Hum, De-Hiss, Anti-Feedback, De-Breath, De-Mouth, De-Wind, De-Reverb, De-Rustle, De-Bleed, De-Motorizer ).

Noise Reduction – VII ( Spectral Editor e Funzionalità, Psicoacustica del Rumore, Linee Guida ).

 

Acquista Attrezzature Audio dai principali Store

 

logo amazon.it

 

Thomann_logo1

The-new-eBay-logo

Acquista Software Audio dai principali Store

 

Thomann_logo1

 

Applicazioni di Trading Online Sponsorizzate

DESKTOP

MOBILE

Annunci

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...