: архив : архив журнала "Звукорежиссер" : 2003 : #9

• Оглавление обзора • Системы архивирования   фонограмм • Система архивирования   фонограмм Quadriga   компании Cube Technologies • Рабочая станция для   оцифровки, обработки и   архивирования фонограмм   MPC Audio Station • Некоторые аспекты   архивирования фонограмм • Система архивирования   фонограмм комплекса   "Незабудка"

СИСТЕМЫ АРХИВИРОВАНИЯ ФОНОГРАММ
Борис Меерзон

I. Суть проблемы

Проблемы архивирования телевизионных и радиовещательных передач возникли не вдруг и не сегодня. В телецентрах и радиодомах постепенно, в течение многих лет, скапливалось большое количество прошедших в эфир кино-, 1 видео- и аудиоматериалов на кинопленке и на магнитных лентах, имеющих большую историческую и художественную ценность. Как сохранить это наследие для будущих поколений, не потеряв при этом качество изображения и звука? Какова должна быть структура архива, чтобы, при необходимости, из массива, насчитывающего иногда десятки и даже сотни тысяч "единиц хранения", быстро найти нужный материал и обеспечить пользователю мгновенный доступ к нему?

Решения этих задач на телевидении и радио в деталях могут отличаться между собой из-за специфики каждого из этих видов вещания. Но основные направления работ по созданию как радио-, так и телевизионных архивов, разумеется, одни и те же.

(Правда, справедливости ради, надо заметить, что, если формат записи, в котором должны храниться в архивах аудиоматериалы, специалистами определен и стандартизован в рамках Европейского Вещательного Союза (EBU), то все вопросы, касающиеся выбора формата архивных видеоматериалов, до сих пор дискутируются, и общее мнение по ним пока не достигнуто).

В данной статье основное внимание уделяется проблемам перевода (перезаписи) аудиоматериалов на новые носители. Это первоочередная задача по спасению архивов от разрушения, которое грозит магнитной ленте при хранении ее в течение нескольких десятков лет.

Как показала практика, в наибольшей степени деградации подвержены магнитные ленты на ацетилцеллюлозной основе. А именно на этом материале были записаны в период с середины 40-х и до конца 70-х годов большинство фонограмм, хранящихся в архивах радиодомов России. Старые работники радио, очевидно, помнят ленты типов C, CH, CR, CPR фирмы ORWO из ГДР, а также наши отечественные ленты Шосткинского химкомбината - тип 1, тип 2, тип 6 (А-2601 6р) и др. Основа этих лент, как и основа многих киноматериалов, изготавливалась в то время из диацетата или триацетата целлюлозы (ДАЦ или ТАЦ).

Первыми, еще в начале 90-х годов, тревогу забили киноархивы. Дело в том, что, как показал опрос, практически все они в большей или меньшей степени стали страдать от так называемого "уксусного синдрома", который приводит со временем к потере магнитными лентами или фильмоматериалами на ацетатной основе своих первоначальных физико-механических свойств. Этот процесс сопровождается хорошо ощутимым при извлечении ленты из коробки резким уксусным запахом за счет разложения ТАЦ-основы с выделением из нее уксусной кислоты. А внутри коробки в уксусных парах этот процесс лавинообразно нарастает и приводит, в конце концов, к необратимой деформации кинопленок и магнитных лент: к увеличению усадки, к скручиваемости и "сабельности", появлению хрупкости, отслаиванию рабочих слоев магнитных фонограмм и появлению эффекта "замазывания" магнитных головок магнитофонов.

Очевидно, что безотлагательная перезапись старых материалов на новые носители становится первой, безотлагательной мерой по сохранению архивных фондов.

Уже затем, в более отдаленной перспективе, в каждой радиовещательной компании должен быть создан автоматизированный интерактивный архив со специализированной компьютерной базой данных и программой, обеспечивающей быстрый поиск нужного материала и мгновенную его доставку пользователю в режиме online. Это "программа-максимум", задача достаточно сложная, требующая для своей реализации участия высококвалифицированных разработчиков системы и вложения немалых денежных средств. Ее надо решать отдельно, и это предмет особого разговора, выходящего за рамки настоящей статьи.

II. Главный принцип обеспечения сохранности звуковых архивов

При выборе способа хранения звукозаписей, представляющих собой историческую и художественную ценность, надо исходить из основного и совершенно бесспорного положения: если лента оригинала со временем деформировалась, стала хрупкой и ломкой, ее надо срочно перезаписать, используя для этого только цифровые носители.

Архивная перезапись звукового фонда на аналоговую магнитную ленту даже не обсуждается, так как в настоящее время существуют цифровые системы достаточно высокого качества с приемлемой ценой, имеющие многочисленные преимущества перед аналоговыми системами. Одно из главных и существенных преимуществ "цифры" перед "аналогом" заключается в том, что в цифровой области звукозапись может быть скопирована столько раз, сколько потребуется, практически без какой-либо потери качества, в то время как при аналоговой перезаписи каждая копия в результате накопления искажений всегда хуже оригинала.

Важно еще и то, что при переводе в цифровой формат сохраняется первоначальное техническое качество оригинала, и это качество остается неизменным до тех пор, пока сам носитель по своим механическим свойствам еще способен воспроизводиться без грубых ошибок.

Кроме того, преимущество цифровых систем состоит в возможности легко автоматизировать не только саму перезапись фонограмм с одновременным контролем качества, но и по заданной программе следить за состоянием архива в процессе его хранения. Эти функции невозможны в системах с аналоговыми носителями.

Прежние проблемы со стабильностью аналоговых носителей записи, со сроками их службы и процессами старения, влияющими на техническое качество звукозаписей, при переходе на цифру теряют актуальность.

Даже вопрос о том, какой конкретно из цифровых носителей записи лучше выбрать на первых этапах оцифровки архивов, становится не очень важным, если принять во внимание возможности "цифры". На первое время это могут быть диски DVD-R или даже наиболее доступные для большинства архивов и более дешевые CD-R. В условиях постоянного автоматизированного контроля архива износ носителя можно вовремя прогнозировать и сохраненную на нем информацию легко перезаписать на новый, более перспективный носитель, причем со скоростью, значительно превосходящей реальное время воспроизведения, и, еще раз подчеркну, без потери качества. Задача заключается лишь в том, чтобы построить полностью автоматизированную систему, гарантирующую надежное хранение звукозаписи в виде цифровой информации на любом носителе. В компьютерных технологиях существуют методы, обеспечивающие чрезвычайно высокую степень защиты от потери данных, предусматривающие, в том числе, и обновление после определенного срока хранения носителя записи или переход на другой цифровой формат. Причем по мнению специалистов, для такого копирования потребуются минимальные затраты времени и средств.

Таким образом, на смену понятию "вечный носитель записи", само существование которого, в принципе, сомнительно, приходит понятие "вечные звуковые данные", представляющие собой записи звука с их первоначальным техническим качеством, не ухудшающимся и при неоднократной замене носителей данных, которая может понадобиться по мере их старения.

III. Выбор формата звуковых файлов для архивов

В начале 90-х годов ХХ века в радиодомах стали появляться первые автоматизированные системы вещания, которые были как бы отдельными цифровыми островками среди аналоговой техники. На первых порах в каждой из таких систем использовались свои собственные форматы цифровых файлов, что, естественно, затрудняло любой обмен программами и при передаче этих файлов требовало значительного времени на дополнительную обработку цифровых потоков. Поэтому к настоящему времени разработано два главных формата файлов для записи звуковых сигналов: это формат AIFF, использующийся в мире MAC/UNIX, и формат RIFF/WAV, являющийся основным в мире PC.

Надо было выбрать один из них, и проектная группа P/DAPA (Digital Audio Production and Archiving) Европейского вещательного союза (EBU) в тесном сотрудничестве с промышленностью приступила к разработке формата аудиофайла аналогового качества, соответствующего протоколу AES/EBU.

В основу разработки был положен широко используемый формат RIFF/WAV. Преимущество файлов WAV состоит в том, что они являются родными форматами файлов для всех платформ PC, и каждый PC способен воспроизводить и редактировать их.

При этом в качестве технического стандарта для обмена радиопрограммами между радиовещательными организациями был предложен и принят Европейским вещательным союзом в 1997 году (док. EBU N22-1997) специальный формат звуковых данных под названием Broadcast Wave Format (BWF). Этот формат был позже рекомендован также и для архивов радиовещательных материалов.

BWF-файлы отличаются от обычных Wave-файлов тем, что кроме записи в формате Wave собственно звуковых данных, они имеют еще несколько байт расширения (Bext chunk) для размещения дополнительных метаданных, то есть "данных о данных" - своего рода текстовый "межофисный" бланк с указанием названия произведения, автора, архивного номера и т. п., а также с записанным идентификатором, необходимым для автоматического поиска данного файла в массиве данных чрезвычайно большой емкости. BWF-файлы могут содержать также участок Quality (качества), в котором в специальном протоколе автоматически отражаются все неточности и ошибки, которые были обнаружены в процессе оцифровки оригинала (выпадения, щелчки, копир-эффект и др.).

Разумеется, для записи BWF-файла необходимо располагать специальной аппаратурой, управляемой соответствующей компьютерной программой.

В настоящее время оборудованием для представления звуковых архивных материалов в виде BWF-файлов располагают далеко не все архивы. Однако по имеющимся у автора сведениям, некоторые крупные и наиболее развитые из них такое оборудование имеют. Например, в США, Германии, Австралии, Швейцарии и в некоторых других странах в архивах устанавливаются цифровые звуковые рабочие станции (DAW), разработанные в Германии Институтом государственного радиовещания (IRT) совместно с фирмой Cube-Tec/HAD и получившие несколько экзотичное название QUADRIGA. (Более подробно об этой аппаратуре речь пойдет в отдельной статье).

А до тех пор, пока звуковой архив радиодома еще не имеет полностью разработанной рабочей системы хранения большой емкости и адекватной ей сетевой структуры, временным, но наиболее доступным и реальным способом оцифровки звуковых материалов является перезапись аналоговых фонограмм с магнитной ленты или с граммофонных пластинок на диски CD-R.

Причем в соответствии с принятой международной практикой, запись на дисках производиться не в формате CD-Audio, а в виде компьютерных Wave-файлов. Это облегчает обмен звуковыми файлами и их последующий перевод в любой формат, в том числе и в BWF.

По записи звуковых файлов в обычном Wave-формате существует рекомендация Европейского вещательного союза под номером R85. В ней указываются следующие параметры:

При оцифровке фонограмм, то есть при переводе их из аналоговой в цифровую форму, главная задача состоит в том, чтобы в процессе копирования не сказались дефекты ленты оригинала, сбои воспроизводящего магнитофона или ошибки в цифровой части тракта передачи. Для этого необходим жесткий слуховой и проводимый параллельно ему инструментальный контроль качества перезаписи.

Как же его организовать?

IV. Контроль перезаписи - залог успешного пути к цифровому файлу

Контроль перезаписи звуковой информации с аналоговой магнитной ленты на цифровой носитель должен базироваться на детальном изучении критериев качества аудиосигнала и на четких формулировках его оценок.

Автоматизация контроля процесса изготовления цифровых копий аналоговых оригиналов гарантировала бы точность перезаписи и сохранность архива в его первоначальном качестве. Правда, на основании многолетнего опыта работы с архивными звукозаписями могу сказать, что на данный момент очень непросто реализовать однозначную и исчерпывающую стратегию автоматизированного обнаружения всех видов дефектов, характерных для старых магнитных фонограмм.

Но, тем не менее, автоматизированный контроль качества некоторых отдельных, наиболее критических мест записей на основании их анализа все же возможен и может поддерживаться компьютером. В этих случаях компьютер способен существенно облегчить задачу перевода аудиоматериала на новые цифровые носители, освободив человека от тех задач, которые можно решать автоматически, без его непосредственного участия.

В любом случае, независимо от того, как в процессе перезаписи осуществлялся контроль - автоматически или только субъективно, на слух, - к перезаписанным фонограммам должны быть приложены протоколы технического состояния данной записи. Только тогда можно гарантировать, что качество оригиналов сохранено для будущих поколений в первозданном виде, без потерь, и в дальнейшем, если при перезаписи будут обнаружены дефекты исходного материала, их можно будет устранить с помощью реставрации.

V. Источники звука

Каждая цепь перезаписи начинается с источников звукового сигнала. Для грамотной оценки качества звукозаписей необходимо начинать с детального ознакомления с их свойствами. Рассмотрим подробнее эти свойства. Сделать это удобнее раздельно: для музыкальных инструментов и человеческого голоса.

Музыкальные инструменты

Рис.1. Трехмерное изображение звука

Для полного и наглядного представления о любом звуковом событии удобно воспользоваться его трехмерным (рисунок 1) изображением.

На нем видно, как частотные составляющие спектра и их амплитуды изменяются во времени. Характеризующие звук амплитуды и частоты являются величинами линейными, тогда как уровни и частотные интервалы - величины логарифмические.

Как известно, уровни измеряются в децибелах, а наиболее важными для звукового анализа музыкальными интервалами являются: терция (отношение частот 5:4), октава (отношение частот 2:1) и декада (отношение частот 10:1) (не путать с децимой - прим. ред.).

В амплитудном спектре звука отсутствует информация о фазовых положениях отдельных компонентов. Но фазовые сдвиги хотя и влияют на слуховое ощущение, но в меньшей степени, чем уровни и частоты отдельных спектральных составляющих.

Что же касается изменения фазы сигнала, то оно наиболее отчетливо на слух ощущается на частоте 1000 Гц, при которой она проявляется в виде изменения окраски звука или его шероховатости. Причем небольшие изменения фазы (от 10⁰ до 30⁰) на слух еще не слышны.

Одно из средств художественной выразительности - музыкальная динамика. Именно она во многом определяет качество звучания данного инструмента.

Рис.2. Спектр кларнета на различных динамических ступенях

Причем динамические ступени отличаются между собой не только по уровню звука и по своей продолжительности, но, и это очень важно, по различию структуры квазистационарного звука. Чем выше уровень по динамике, тем больше в спектре гармоник и тем выше уровень высших гармоник (рисунок 2).

Следовательно, отсутствие высокочастотной части спектра может быть признаком динамического оттенка Piano, и совсем не обязательно это ошибка передачи.

Динамический диапазон музыкальных инструментов может лежать в пределах от 20 до 60 дБ. А динамический диапазон всего оркестра может составить от 60 до 80 дБ. Причем в частотных спектрах становятся заметными даже такие тихие сигналы, как характерные шумы, окрашивающие звуки струнных инструментов.

Человеческий голос

Его можно рассматривать как источник звука самого разнообразного вида. Он способен создавать звуки (в том числе шумы) самого разного акустического состава, продолжительные и быстро чередующиеся. Основные частоты, соответствующие вокальной речи (пению), располагаются в диапазоне от 73 до 1319 Гц, а разговорной речи - в диапазоне от 110 Гц до 330 Гц.

Если подходить к этому вопросу с чисто акустических позиций, то различия между разговором и пением менее выражены, чем это кажется по слуховому ощущению. Разве что высоты речевых звуков отличаются частыми скользящими переходами, в то время как в музыке высоты тонов отдельных текущих значений при переходе от одной ноты к другой связаны между собой более плавно. Динамический диапазон для женского голоса (сопрано) и мужского (тенор) охватывает 50…60 дБ. Пики уровня сопрано при обычном расстоянии от микрофона достигают более 100 дБ. Причем при отношении сигнал/шум (уровень помехи) более 20 дБ разборчивость слов не страдает, составляя 100%.

VI. Качество сигнала, подлежащего преобразованию

Прежде всего, надо исходить из того, что архивированию подлежат аналоговые фонограммы на магнитной ленте, отвечающие требованиям студийной звуковой техники, и что качество аудиосигнала после перезаписи в цифровой вид должно полностью сохраниться. Таким образом, сам электрический тракт переноса сигнала из аналогового вида в цифровой в принципе не должен быть источником каких-либо видов ошибок. Другими словами, путь передачи от магнитной ленты к цифровому Wave-файлу должен быть "один к одному".

Если это условие будет выполнено, то источником ошибок могут стать только либо магнитная лента оригинала, либо износ магнитофона воспроизведения.

Рассмотрим варианты возможных дефектов перезаписи и их причины.

При воспроизведении аналоговой магнитной ленты могут проявиться так называемые выпадения сигнала (Drop-out).

Выпадения могут быть отнесены к одной из трех групп.

1. Мешающий импульс из-за нестираемой жесткой магнитной частички рабочего слоя ленты или посторонней намагниченной частички, попавшей на ленту и увлеченной по ходу ее движения. Это так называемый Drop-in.
2. Потеря импульса в определенном месте ленты, которая при одном или нескольких повторных проигрываниях не повторяется, что может быть следствием либо мгновенного нарушения контакта между свободно движущейся лентой и головкой, либо случайным загрязнением налипшими на ленту частичками. Это - нестационарный Drop-out.
3. Ничем не устранимая потеря импульса, точнее, мгновенное падение уровня в определенном месте ленты, вызванное заводским браком в рабочем слое ленты либо ее повреждением при использовании с неисправным лентопротяжным механизмом, а также из-за старения ленты или попадания в рабочий слой посторонней частицы. Это так называемый стационарный Drop-out.

Отсутствие магнитного слоя на участке ленты длиной примерно 10 см при скорости 38,1 см/с вызовет потерю сигнала в течение около 0,26 секунды. Если на этом отрезке времени измеренная величина шума остается неизменной, то ее можно принять за системный шум канала воспроизведения.

Если же на магнитной ленте, и тем более на пластинке имеются щелчки самого различного взаиморасположения, то их уже следует учитывать и фиксировать в автоматизированном процессе контроля и отмечать в протоколе качества. Однако в кругах специалистов имеются различные мнения об однозначной стандартной программе автоматического опознавания щелчков и их точной спецификации. Нельзя указать даже минимальную длительность щелчка, так как это зависит от того, каким механическим воздействием щелчок вызван. Разумеется, можно исходить из того, что обычно щелчок имеет продолжительность не более 2 мс. С позиций системной теории, щелчок, в первом приближении, может быть сравним с игольчатым импульсом. Но с каким взвешиванием спектральные компоненты щелчка наложатся на звуковой сигнал, можно определить только на основе гармонического анализа.

По определению, шум - это звук с компонентами всех частот, распределенных в конкретной области звукового диапазона, не имеющих между собой устойчивых фазовых связей и со статистическим чередованием интенсивностей. Нижняя системная граница (оцениваемая в качестве уровня помехи) при контроле качества, по существу, определяется шумом ленты и основными шумами самой системы.

Детонация (колебания высоты звука) вызывается неравномерной скоростью движения ленты при воспроизведении либо, в отдельных случаях, уже присутствует в записи.

Восприимчивость слуха к детонации зависит от девиации частоты и частоты модуляции (наибольшая чувствительность уха проявляется на частоте модуляции 4 Гц). При несущей частоте 3 кГц и частоте модуляции 4 Гц порог заметности относительных колебаний высоты тона (коэффициент модуляции) составляет 0,2% для уровня звука 70 дБ, 0,3% для 45 дБ и 0,7% для 20 дБ. При колебаниях частоты 4 Гц детонация воспринимается как дробление звука, более высокочастотные колебания скорости ленты приводят к хриплости звучания. Самые низкочастотные колебания воспринимаются как плавание (waw), высокочастотные - как дребезжание (flutter).

Хрупкие места ленты и плохо сделанные склейки могут повлечь за собой обрыв ленты. Желательно, чтобы рабочие места для автоматизированной перезаписи архивных фонограмм были оснащены устройством слежения за натяжением ленты магнитофона, которое бы фиксировало его падение и автоматически переводило механизм в режим "Стоп".

Однако сигнал об отсутствии натяжения ленты не всегда должен однозначно интерпретироваться компьютером контроля как обрыв ленты: например, лента закончилась или вообще отсутствует. Поэтому в режиме рабочего хода магнитофона, во время движения ленты, включается еще подсветка, которая при обрыве ленты подаст еще и дополнительный сигнал, останавливающий перезапись.

Загрязнение головки воспроизведения налипшим на нее порошком ленты ухудшает плотность соприкосновения ленты с поверхностью головки, что приводит к завалу высоких частот звукового сигнала. Это надо иметь в виду и, поэтому, прежде чем приступить к перезаписи, необходимо произвести тщательную чистку головок.

Рис.3. Шкала измерителя корреляции и ее интерпретация

С помощью коэффициента корреляции определяется статистическая связь между двумя звуковыми каналами стереофонической фонограммы. В корреляционной теории для описания взаимосвязи двух процессов, как детерминированных, так и стохастических, применяется функция корреляции. Таким образом поступают и в звуковой технике, оценивая текущую разницу фаз когерентных правого и левого стереосигналов величиной коэффициента корреляции. В математике для синусоидальных когерентных сигналов коэффициент корреляции определяется формулой r = cosj. Однако в звуковой студийной технике используют преимущественно не косинусоидальную, а линейную функцию r от j (рисунок 3).

Обычно стереозаписи имеют коэффициент корреляции от r = 0,2 до r = 0,7. Для контроля качества коэффициент корреляции является одним из важных параметров: по его величине можно судить о совместимости стереопередачи, а также об ошибочном азимуте (чаще всего этот дефект встречается на склейках ленты, в местах монтажа).

Из-за деформации основы магнитной ленты, будь то ее излом или растяжение из-за неправильной укладки на приемную тарелку или и в коробку, могут появиться потрескавшиеся или растянутые места и на рабочем слое. Излом ленты не всегда заметен: он становится существенным начиная от 1 мм. В этом случае, при скорости движения ленты 38,1 см/с, он регистрируется магнитной головкой от 2,6 до 13,1 мс. Растянутое место ленты проявляется как изменение высоты тона. Это объясняется как бы механическим увеличением длины волны записи.

При перезаписи старых фонограмм иногда встречаются случаи, когда разошедшаяся или плохо сделанная склейка пачкает головку. Это может иногда проявиться либо как разрыв ленты, либо как выпадение сигнала.

Действие ферромагнитного явления релаксации в технике магнитной записи на магнитную ленту проявляется в виде копирэффекта. Под этим явлением понимают нежелательную намагниченность смежных витков ленты оригинальной записью, проявляющуюся в виде отстающего, а иногда и опережающего эха. Особенно заметен копирэффект в высококачественных музыкальных и литературно-драматических передачах (в паузах или на pianissimo). На вновь сделанных записях копирэффекта может и не быть, но затем, после некоторого времени хранения при комнатной температуре, копирэффект медленно проявляется.

На практике с этой неприятной помехой борются, перематывая магнитную ленту вперед и назад, и с помощью таких несложных манипуляций иногда достигают, правда, не полного, но заметного подавления копирэффекта. Если этого оказывается недостаточно, можно попытаться улучшить звучание с помощью головки, специальной установленной для стирания сигналов эха.

При условии, что качество магнитной ленты безупречно, а весь тракт передачи аналогового сигнала, включая студийный аналоговый магнитофон воспроизведения (с его лентопротяжным механизмом, блоком головок и корректирующим усилителем воспроизведения), отвечает нормам и рекомендациям для студийной звукотехники, а выходной уровень магнитофона по эталонной записи установочного уровня 514 нВб/м (стерео) или 320 нВб/м (моно) отстроен на 6 дБu, мы должны получить на входе аналого-цифрового преобразователя аппаратуры цифровой записи безупречный звуковой сигнал.

Как уже было сказано, АЦП должен работать с частотой дискретизации 48 кГц (студийный стандарт) и с разрядностью квантования (разрешением) не ниже 16 бит. Разрешающая способность АЦП должна обеспечить перевод динамического диапазона аналоговой записи в цифровую область.

Рис.4. Динамический диапазон 16-битной системы

Большой динамический диапазон определяет высокое качество записи. Разумеется, в разных точках студийного тракта он различен: по сравнению с оригинальной динамикой на выходе микрофона, динамика на выходе звукорежиссерского пульта и динамика при воспроизведении программы магнитофоном не одинаковы. Фактически, реализуемый динамический диапазон - это разница между границей, за которой возникают перегрузки, и уровнем шума. Следовательно, максимальная эффективная системная динамика цепи передачи, при которой сохраняется качество сигнала, должна лежать в диапазоне ниже границы перегрузки (Headroom от 9 дБ) и выше уровня шума (Footroom, от 20 дБ). На рисунке 4 показаны динамические соотношения "подлинной" 16-битной системы.

Ленты для радиовещания, имеющие, как правило, динамический диапазон не более 40…50 дБ, хорошо укладываются в эти границы. Даже при оцифровке аналоговых записей, сделанных с применением системы шумоподавления Telcom, преобразователь с разрядностью 16 бит вполне достаточен, так как он обеспечивает отображение в цифровой форме желаемого в этом случае динамического диапазона в 84 дБ.

Для визуального контроля уровня передачи используется измеритель уровня квазипиковых значений со временем интеграции 5 мс. Максимальный уровень воспроизведения сигнала (полная модуляция) устанавливается по нормам, принятым в радиовещании, то есть +6 дБu (1,55 В). При этом показания прибора должны быть 0 дБ или 100%. Перегрузка (клиппирование) и низкий средний уровень передачи должны регистрироваться как по измерителю уровня, так и с помощью цифрового сигнального процессора - для того, чтобы при перезаписи для архива принять соответствующие меры.

Перегрузки вызывают искажения записанного сигнала, которые в дальнейшем исправлению практически не поддаются.

При низком максимальном уровне воспроизведения падает помехоустойчивость, так как ее запас обеспечивается только начиная с уровня 0 дБ.

Соответствующие отметки должны быть внесены в протокол технического качества фонограммы, и на их основании перезапись должна быть повторена с необходимыми поправками.

VII. Анализ качества архивных материалов

Как уже было сказано, большим подспорьем звукорежиссеру при оцифровке архивных фонограмм может стать цифровая звуковая рабочая станция (DAW), взявшая на себя часть функций по анализу качества процесса перезаписи.

Разнообразие форм звуковых сигналов требует для анализа детального рассмотрения их как в частотной, так и во временной областях. Причем из обширной серии измерений для анализа ошибок выбираются и принимаются во внимание только некоторые из полученных результатов. Исходят, прежде всего, из того, что студийный аналоговый магнитофон обеспечивает при скорости ленты 38,1 см/с воспроизведение полосы частот от 30 Гц до 20 кГц (±2 дБ) или от 40 Гц до 18 кГц (±1 дБ). Для компьютерных измерений анализируемый звуковой файл должен быть сохранен в формате WAV.

Спектральный анализ звукового файла может дать информацию о воздействии на воспроизведение загрязнения магнитной головки, а иногда и о неравномерности скорости ленты (детонации).

Так, например, при загрязнении головки воспроизведения в спектре отрывка развлекательной музыки, который обычно достаточно широк, хорошо видно практически полное отсутствие частотных составляющих выше 7,4 кГц.

Этот результат наблюдается, при анализе 10-секундного отрывка файла, в течение которого происходит накопление значений пиков амплитуд на соответствующих частотах в режиме измерений Peak Hold. Здесь теория полностью подтверждается результатами измерений: высшие частоты спектра (за счет неплотного прилегания ленты к поверхности головки воспроизведения и увеличения расстояния между магнитным слоем ленты и зазором головки из-за его засорения) лежат на уровне ниже -70 дБ (относительно 0 дБ = +6 дБu).

На спектр сигнала влияют также щелчки и выпадения. Как уже говорилось выше, наличие щелчка тоже иногда можно обнаружить по спектру звукового сигнала. Щелчок отличается от полезного сигнала, в основном, по более высокой полосе частот. Однако однозначно опознать щелчок зрительно, по изображению на экране монитора, и отличить его от оригинального звучания ударных инструментов, например кастаньет, весьма затруднительно. Да и сами щелчки сильно отличаются друг от друга как по природе своего возникновения, так и по характеру. Из-за этого идентифицировать их по спектру удается далеко не всегда. Иногда это сделать даже легче по изображению звукового процесса во временной плоскости. Правда, это доступно только специалистам, имеющим большой практический опыт по компьютерной обработке звука и научившимся идентифицировать звуковую и зрительную информации.

Рис.5. Drop-out (выпадение)

Рис.6. Drop-in

Рис.7. Щелчки

Графики, отображающие изменения уровней звуковых сигналов в функции времени, помогают обнаружить моменты перегрузки или отличия уровня от нормы, преобладающие в определенных интервалах времени. По диаграммам, полученным в паузах перед вступлением и в конце исполнения, можно также определить системный уровень шума. Фиксируются визуально по кратковременному падению уровня также выпадения сигнала в интервале от 0 до 3 секунд.

Причем это падение уровня при постоянной величине времени измерительной системы не менее 0,5 с наблюдается не до уровня системного шума (- 55 дБr, 0 дБr = +6 дБu), но только до -18 дБr.

Опознать более короткое выпадение в программном сигнале (менее 0,5 с) при таких параметрах измерительного инструмента невозможно из-за большего времени демпфирования измерителя.

На рисунках 6 и 7 изображено воздействие возникшей помехи в виде Drop-in, или щелчка, которые превысили по параллельно включенному измерителю уровня с временем интеграции 5 мс номинальное значение уровня 0 дБr.

Такие ошибки легко могут быть замечены по волновому изображению на экране монитора, так как при этом хорошо видны и бросаются в глаза превышения эталонной отметки 0 дБFS. Однако, с одной стороны, не каждый щелчок обязательно вызывает перемодуляцию и ощущается на слух. Но если есть перемодуляция на оригинальной ленте, то, конечно, она всегда обнаруживается при перезаписи, но, к сожалению, скорректирована уже быть не может. Уровень модуляции при перезаписи на цифровой носитель может быть уменьшен, а перемодуляция оригинала и вызванные ею искажения останутся такими же и будут хорошо слышны.

Вместе с тем, нужно помнить, что чрезмерное занижение уровня, например из-за загрязнения головок, требует при перезаписи на цифровой накопитель повышения общего уровня воспроизведения. Но при этом, естественно, приходится помнить о неизбежном повышении уровня системных шумов. Поскольку нельзя допустить потери среднего уровня, перезапись необходимо повторить после чистки головок и выполнения прочих регламентных работ.

Разумеется, в этой статье мы не смогли затронуть все возможные ситуации, при которых дефекты оцифровки вынуждают звукорежиссёра прибегать к тем или иным специальным мерам по улучшению качества звучания цифровых фонограмм. Задача была более скромная: очертить общий круг вопросов, связанных с довольно тонкой и ответственной проблемой - переводом аналоговой фонотеки в пригодную для вечного хранения цифровую форму.

[дальше]