声能录音昆曲素材的数字修复总结

时间：2015-12-20 21:26:43 所属分类：音乐舞蹈 浏览量:

历史录音是国家的文化艺术财富。中国各地方戏曲、民歌民谣种类繁多，有价值的历史录音浩如烟海。对这些极富价值的历史录音资料进行挖掘、修复、再版、发行，是保护与传承民族文化艺术瑰宝的重要手段之一。《昆曲音响总汇》是中国艺术研究院前头的国家重点项

　　历史录音是国家的文化艺术财富。中国各地方戏曲、民歌民谣种类繁多，有价值的历史录音浩如烟海。对这些极富价值的历史录音资料进行挖掘、修复、再版、发行，是保护与传承民族文化艺术瑰宝的重要手段之一。《昆曲音响总汇》是中国艺术研究院前头的国家重点项目---《中国昆曲艺术大典》中的一个子项目。它是对将近100小时的昆曲历史录音施行"模-数"转化，再进行数字音频修复，并配上唱词文本，最后再集中出版发行的项目。安徽文艺出版社承揽了这个项目中除"模-数"转化之外的其他任务，笔者则有幸参与到其中"数字修复"的流程中。在这套庞大的录音素材中，有近20小时的素材诞生于录音技术发展早期的声能录音时代。

　　本文即是笔者对这部分录音素材进行数字修复的总结。　　　一、声能录音的听感

　　声能录音是录音技术发展的最早一个阶段。所谓"声能"录音，就是指在录音阶段，不依赖电能将声音信号放大后再记录到载体上，而是通过声音能量直接驱动刻针在载体（锡箔纸筒、腊筒，或虫胶唱片）上刻下声槽。这种纯机械方式的一大弊端，便是由于声能的能量不足，造成许多声音细节无法被记录下来。当时的工程师也意识到声能不足的问题，于是在刻纹针前端安装上大喇叭，用以聚拢和增强声能。所以当时的表演艺术家必须在录音时靠近这个大喇叭，不能有太多身体动作，才能尽可能多地录下声音细节。个别乐器还会在结构上被改造，已得到更大的音量。如图1,就是一把为得到更大录音音量而改造的号角小提琴。

　　尽管如此，与之后的电气录音相比，声能录音的音响效果依然有极大的缺陷。它音质粗劣、噪声夸张、频响范围狭窄，这些特性让声能录音在今天听起来具有十足的特点。图2是声能录音和电气录音的频响曲线对比，虚线是声能录音频响曲线，实线是电气录音频响曲线。可以看出，声能录音比电气录音的频宽窄，只有250Hz至6000Hz左右，而电气录音则达到100Hz至5000Hz左右。另外，在有限的频宽内，声能录音表现得非常不平坦，1000Hz至4000Hz的能量要远高于其他频段，这正好勾勒出它"电话"般的音色。

　　二、录音修复的具体方法

　　任何声音节目的制作，都要在音响上尊重节目本身的声音形式。因此修复组在动手操作前对昆曲的音响形式做了深入了解，并以此为依据形成以下修复原则：

　　1.尊重昆曲音响特点。昆曲的伴奏乐器比较齐全，其中，"笛"占有极其重要的地位，有时甚至与演唱者的声音平分秋色，其他重要的乐器还有板鼓和笙。这些声音元素在昆曲录音修复中需要格外足够重视。

　　2.修复过程不仅仅局限于"降噪"处理。虽然噪音是历史老录音的一大声音特点，但老录音的音色和动态也是不完美的，它在一定程度上也是可以修复的。有些老录音会因为当年录音师的操作失误，而产生其他瑕疵，如话筒位置不合理而导致的声音层次不合理、空间感不理想等，这些瑕疵在声音修复的过程也需要整体考虑。

　　3.尊重历史录音原貌和历史录音爱好者的听音习惯，不过分修复。历史录音的修复要"点到为止",一旦过分夸张，就会起到相反作用，音响甚至更加糟糕。有了上述原则思想，我们就进入到修复工作中。如前文所述，声能录音有明显的本底噪声和爆裂噪声，信噪比很差，频率范围窄，信号清晰度也不理想。

　　这些问题需要在数字修复中逐一解决。

　　（一）本底噪声的修复

　　声能录音中的本底噪声，主要来自唱针与唱片的摩擦，以及录音设备本身的机械震动。而把原始的声能录音唱片转录到现代载声媒介（如聚乙烯唱片或磁带）时，可能还会在录音中添加轻微的交流电噪声。通过对比发现，如果底噪中存在交流电噪声成分，那么使用降噪器一次性衰减所有本底噪声的效果，不如先衰减交流电底噪，再衰减摩擦及震动底噪的效果好。

　　由于转录的情况不同，所以并不是所有的历史录音都含有交流电底噪，因此首先需要确认其是否存在。素材中有些声能录音的转录工作是在解放前进行的，当时我国的交流电还没有统一的标准，既有50Hz交流电，也有60Hz交流电，这就需要我们对交流电噪声频率进行分辨。有些降噪软件是专门用来衰减交流电噪声的，例如：Waves公司的X-Hum、Wavearts公司的MrHum,以及IzotopRX系列中的De-Hum功能等。这些插件的预置功能已经为用户准备好了衰减50Hz或60Hz交流电底噪的参数，只要选择预置参数，反复切换"旁通"并仔细听辨声音的变化，就能够确定底噪中是否含有交流电底噪的成分了。图3是Wavesarts公司的MrHum,这是一款专门用来移除交流电底噪的插件。点击"Pre-set"键，便可弹开一系列实用的预设参数，选择其中的"50HzHum"或"60HzHum"便可有效衰减素材中残存的交流电噪声，而一般情况下，插件面板上的其他参数无需额外调整。

　　由于声能录音的频率范围较窄，其低频下限一般在250Hz以上，远高于交流电频率（见图2），而"MrHum"这类插件对频率的衰减均使用窄频带处理，即便是衰减交流电基频的谐波成分，也不会对有用信号产生可闻性影响。交流电噪声之外的其他底噪声多是摩擦声，它与唱片材质、刻纹头和放音头材质、唱片母版材质等有关。在实际操作中，这种摩擦底噪可以使用"De-noise"类降噪插件进行处理。

　　比较有代表性的"De-noise"插件有：Waves的X-Noise和Z-Noise、Wavearts的MrNoise、Sonnox的OxfordDenoiser等，另外，iZotopRX3的Denoise功能效果也很好。"De-Noise"类降噪插件的工作流程为，首先提取噪声模型，再根据可调整的"噪声门限"和"噪声衰减量"进行降噪。提取噪声模型既可以手动也可以自动。手动提取可以获得最准确的噪声模型，但它需要素材中有一段只有底噪、没有节目信号的片段，并且这个片段的时长最好在2秒以上。另外，整个节目中的底噪需为稳定不变的，才适合用手动提取底噪。

　　图4是著名的"牛津"降噪插件。面板上"De-tect"区域就是噪声模型提取区，需要进行手动提取时，点按"Manual"键，然后循环播放噪声片段，就能得到噪声模型。

　　有些素材中并没有纯粹的噪声片段，这就需要使用自动噪声提取功能，如WavesZ-Noise中的"Extract";如果素材中的底噪并不稳定，即噪声音色和音量时不时地会发生变化，就要打开降噪插件中的"自适应"功能，如Z-Noise中的"Adaptive",或OxfordDe-Noiser中的"Auto"键。我们发现，某些老唱片由于年代久远，唱片表面某些区域的噪声与其他部分相比，会有显著不同。那么，当唱片旋转，唱针每圈划过这篇区域，底噪都会发生变化。因此在这种情况下，降噪插件中"自适应"选取噪声模型的功能在历史录音修复中是比较有用的。

　　得到噪声模型后，就可以使用噪声门限（Threshold）和降噪衰减量（Reduction）来对本底噪声进行实际衰减了，这两个参数是降噪插件中最常见的。"门限"设置了底噪与节目信号之间的分界线，只有在"门限"以下的信号才会被降噪器衰减；"衰减量"是降噪器衰减"门限"以下信号的量。这两个参数是配合使用的，但它们的调整需要把握一个"度",不可过分降噪，否则不但会产生一个与历史录音极不相称安静声底，还会严重影响信号音质，同时产生混叠失真（一种听起来"咕噜咕噜"的声音），从而彻底毁掉一段历史录音素材。

　　声能录音的信噪比很低，并且信号和噪声较严重地"纠结"在一起。我们从实践中发现，在降噪插件直接探测出的噪声模型中，还含有不少有用的信号。直接使用这样的噪声模型进行降噪，会很明显的破坏历史录音原有的音响质感。其中最明显的区别，就是降噪后的音响会比降噪前"闷"和"暗",没有光泽。这说明降噪器对原信号的高频衰减过量了。对于昆曲来说，高频恰恰是特别重要的频段，它不仅表现人声质感，更是昆笛和板鼓敲击感的频段所在。要解决降噪会侵袭高频这个问题，可以通过对噪声模型频响曲线高频进行修缮，让降噪器不在高频做过多衰减，宁愿有一些高频底噪，也要保留昆笛的嘹亮；或者，先直接使用未经修整的噪声模型把整体噪声降下来，再通过均衡器和激励器对过分衰减的音色进行弥补。经过对比，笔者发现，单独使用任何一种方法，都不如二者共同作用的效果更好。

　　由于声能录音的频宽较窄，信息主要集中在4000至6000Hz,所以可以将噪声模型曲线在上述区域做些修整，减少这个区间的噪声衰减量，从而减少有用信息的流失。图5是Waves公司的降噪软件Z-Noise,其中的白线是对昆曲录音作品《蝴蝶梦》进行噪声模型采样后得到的。但该噪声模型中还包含许多有用信号，如果直接使用该噪声模型对原素材进行降噪处理的话，结果会非常不理想。通过对3314Hz做13.9dB衰减，使这一频段噪声模型的门限更低，从而让更多的有用信号留在门限之上。这样虽然该频段被衰减的信号就会少一些，但更完整地保留了该频段原始音质。尽管如此，将处理后的音频与原始素材相比，还是会觉得"闷"一些。这就需要在之后的步骤中，再对音色音质进行补偿。

　　（二）爆裂噪声的修复

　　当唱针划过唱片上的裂纹、划痕或灰尘时，就会发生爆裂般的噪声，有人形象地将这种声音称为"蹦豆儿声".根据爆裂声的持续时间，人们还将之做了更细致的划分：如Sonnox公司就把持续时间在2毫秒到10毫秒的爆裂声称为"Pop",把0.1毫秒至3毫秒的称为"Click",把0.4毫秒以下的称为"Crackle".值得注意的是，各个公司都给爆裂声作了分类，但他们标准却不太一样，比如Izotop公司就认为10毫秒以内的叫"Click",而更长的爆裂声是"Crackle".

　　对于录音效果较好的老录音来说（如电气录音时期的产品），衰减爆裂声的降噪插件操作起来并不麻烦，如图6,只要设置好门限（Threshold）和灵敏度（Sensitivity），就可以对所有的爆裂声一次性衰减。但是，用这种方法对声能录音时期的昆曲老录音进行处理，就会发生很大的问题。昆曲中板鼓是非常重要的伴奏声部，从音响层次上来看，板鼓仅次于昆笛，处于整体非常靠前的音响层次上。但在声能录音时期，昆曲中的板鼓不可能被录得很清楚，而是微弱地"隐藏"在一片底噪声中，隐约能听见它的"滴答"声，其强度远不如某些爆裂声大。在素材中有一段录制于1903年的昆曲老录音《思凡》，它就是这种情况的典型代表。图7和图8是把《思凡》导入iZotopRX2后的声谱截图，RX2这种火焰般的声谱可以显示出爆裂噪声，即一种颜色较深的笔直的竖杠，图7用红圈标注出的就是爆裂噪声。但《思凡》中微弱的板鼓，在影像上与爆裂声无意，如图8.在这样的情况下，使用固定门限和灵敏度后，软件很可能把板鼓敲击当作爆裂噪声，删得干干净净。

　　为避免发生这样的情况，就要在删除声能录音时期的昆曲老录音中的爆裂声时，仔细听辨短暂的"滴答"声到底是噪声还是板鼓，然后使用手动方法逐个删除。虽然这会降低效率，但却十分值得。至于衰减爆裂声的"力度",应以恰好衰减到听不到爆裂声为临界，而不可千篇一律地使用最强的衰减灵敏度，否则可能会破坏背景声的连贯性。

　　（三）音色的修复

　　对于历史录音来说，除噪音之外，对其音色的修复是必要的，因为早期录音设备与声音载体的音色很差，并不能忠实反映声源音色；并且多年存放后，载体的音色还会进一步劣化；前期的降噪处理会对素材的音色，尤其是高频有一定衰减。

　　针对以上问题，我们可以使用激励器来进行频谱拓展。需要指出的是，激励器的参数调整应"保守"一些，因为它不但能激励出有用信息的谐波，也能激励出噪声的谐波。图9是著名的BBEH82激励器，它不但能激励高频，也能激励低频。在昆曲历史录音修复中，一般不使用低频激励功能。"HiTune"是对所激励高频的基频选择，"HiMix"是激励强度，它一般调整到2~5时效果最好。

　　除激励器之外，均衡器是修复音色时最常用的设备。当使用激励器之后，再使用均衡器进行进一步调整，才能更全面地对原有频率和被激励出的新频率做整体把控。

　　均衡器的调整比激励器更灵活，每一部录音制品需要不同的参数调节，才能达到相对"均衡"的音色结果。图10是用McDSP公司出品的GEqualizer对1903年昆曲老录音《思凡》进行均衡处理的参数调整。看似陡峭的调整后，却可以得到相对平整的频谱。增益衰减的量可以稍微保守一些，尤其是在增益提升时，提升量太高，反而会把底噪也带出来。

　　所以在处理《思凡》这部作品时，均衡增益的提升量被严格控制在6dB左右。

　　还有个别老录音是多年前转录到磁带上保存的，长年存放后，不但磁带音色会发生变化（高频衰减，更闷），还会产生复印噪声效应。电能录音时期的复印噪声是可以通过多种手段将之衰减的，但声能录音时期的老录音转录到磁带上后产生的复印噪声，相对底噪来说十分微弱，笔者及同事们尚需要继续研究。

　　由于每一段历史录音的声底都是不一样的，所以数字化修复的具体参数设置也是不同的，依据在昆曲历史录音修复实践中总结出的点滴经验，笔者做以如下总结：昆笛和板鼓在昆曲中有极为重要的地位，修复中应予以足够重视；底噪衰减不是唯一的工作，另外，衰减底噪要适可而止；爆点噪声需逐个手动衰减；可以以昆笛和板鼓的音色为参照，去调整人声及整体的音色。

　　参考文献：　　[1]约翰·厄格尔。录音[M].北京：中国电影出版社，1986.225-229.295-297　　[2]李万海录音音响学[M].北京中国电影出版社，1984:5-40　　[3]（美）迪特玛。音乐录音从"零"学[M].北京：人民邮电出版社，2013:12　　[4]周小东。录音工程师手册[M].北京：中国广播电视出版社，2006:167-205　　[5]（美）凯斯。声音制作效果器[M].北京：人民邮电出版社，2010:127-134　　[6]谢倍伟。老旧录音资料的修复[J].音响技术杂志编辑部，2011（2）。　　[7]王丽楠。浅论音响美学[J].大众文艺，2012（3）。　　[8]王雨桑我国钢丝录音遗存音乐音响档案样本测试与音频还原研究[博士学位论文][D].北京：首都师范大学，2009年。　　[9]周兵。昆曲六百年[M].北京：中国青年出版社，2009114-128.　　[10]熊姝。昆曲表演艺术论[M].沈阳：春风文艺出版社，200525-36.

转载请注明来自：http://www.zazhifabiao.com/lunwen/wzys/yywd/26781.html