إزالة الضوضاء الخلفية من الصوت: ما الذي ينجح

مروحة في الغرفة، وطنين كابل ميكروفون رخيص، وهسهسة ميكروفون الحاسوب المحمول المدمج: معظم التسجيلات المنزلية فيها شيء من ذلك، وهو ما يجعلها تبدو غير احترافية. أدوات إزالة الضوضاء تعد بإزالته دون لمس الصوت. مزجنا خمسة أنواع من الضوضاء بتسجيلات حقيقية لأشخاص يتحدثون، ونظفناها بمزيل الضوضاء لدينا، وقسنا ما خرج.

كيف يعمل مزيل الضوضاء

يستخدم مزيل الضوضاء لدينا RNNoise، شبكة عصبية صغيرة صنعتها Mozilla وXiph.org، أصحاب ترميز الصوت Opus. كل 10 ميلي ثانية تنظر إلى الصوت مقسومًا إلى نطاقات ترددية وتقدّر، نطاقًا نطاقًا، كم منه صوت بشري وكم ضوضاء، ثم تخفض النطاقات المشوشة. البرنامج كله مع الشبكة تنزيل بحجم 110 كيلوبايت، ولهذا يعمل في الوقت الحقيقي حتى على الهواتف.

لهذا التصميم قوة واضحة وحد واضح. فهو يتعلم كيف تبدو الأصوات البشرية، فيسهل إزالة كل ما لا يشبه الصوت البشري ويبقى ثابتًا تقريبًا مع الوقت. أما الأصوات التي تتغير بسرعة، أو التي تشبه الأصوات البشرية كالموسيقى، فأصعب بكثير.

الاختبار

وصلنا ستة تسجيلات إنجليزية قصيرة من Mozilla Common Voice، أشخاص حقيقيون يقرؤون جملًا في ميكروفوناتهم، بفواصل قصيرة بينها: 40 ثانية إجمالًا. وأضفنا خمسة أنواع من الضوضاء، كل منها أدنى من الصوت بـ10 ديسيبل، كتسجيل منزلي مشوش نموذجي:

• هسهسة: ضوضاء عريضة النطاق متساوية، كميكروفون رخيص أو تسجيل مرفوع أكثر من اللازم.
• طنين الكهرباء: نغمة 50 هرتز مع توافقياتها، كما من كابل ضعيف العزل.
• مروحة: هدير منخفض بنغمة خافتة، كحاسوب أو مكيف هواء.
• لوحة مفاتيح: نقرات حادة عدة مرات في الثانية.
• موسيقى: أوتار من آلة تعزف في الخلفية.

جربنا أيضًا الهسهسة عند 0 ديسيبل، بارتفاع الصوت نفسه، وعند 20 ديسيبل، بالكاد مسموعة. رقمان يصفان كل نتيجة. الأول مقدار ما صارت به الفواصل أهدأ، وهو ما تسمعه بين الجمل. والثاني درجة قياسية (SI-SDR) لمدى قرب النتيجة كلها من الصوت الأصلي، بالديسيبل: الأعلى أفضل، وكل 10 ديسيبل تعني ضوضاء وتشويهًا متبقيًا أقل بعشر مرات.

النتائج

الضوضاء الثابتة هي حيث يتألق هذا النوع من الأدوات. انخفضت الهسهسة وضجيج المروحة بـ35 إلى 37 ديسيبل في الفواصل، من مسموعة بوضوح إلى صمت فعلي. وانخفض الطنين بـ25 ديسيبل؛ نغماته تقع حيث أخفض نغمات الصوت الرجالي، وقد يكون هذا سبب إزالة النموذج قدرًا أقل منه.

النقرات والموسيقى قصة أخرى. النقرات أقصر وأكثر فجائية من نموذج يتكيف على مدى عشرات الميلي ثواني، والموسيقى لها البنية التوافقية للصوت البشري. انخفض كلاهما بـ6 إلى 7 ديسيبل فقط في الفواصل، وبقي كلاهما مسموعًا بوضوح.

الضوضاء الخفيفة: استخدم قوة أقل

تبدو نتيجة واحدة غريبة في البداية: مع هسهسة خفيفة أدنى من الصوت بـ20 ديسيبل، انخفضت الدرجة من 20 إلى 17.6 بالقوة الكاملة. ما زالت الفواصل أهدأ بـ30 ديسيبل، لكن الشبكة أزالت أيضًا صوت الغرفة الخافت الذي كان في التسجيلات الأصلية وأعادت تشكيل الصوت قليلًا، والدرجة تحسب كليهما كفروق.

إعداد القوة يمزج الصوت المنظَّف بالأصلي. مع الهسهسة الخفيفة أعطى 50% درجة 21.4 ديسيبل، أفضل من الأصلي ومن القوة الكاملة معًا. ومع ضوضاء أدنى من الصوت بـ10 ديسيبل، كانت 75% (16.6 ديسيبل) والقوة الكاملة (16.2 ديسيبل) متقاربتين.

نصائح لتسجيلات أنظف

• أزل الضوضاء قبل أي شيء آخر. الضغط أو رفع الصوت أولًا يجعل فصل الضوضاء عن الصوت أصعب.
• ابدأ بالقوة الكاملة للضوضاء الشديدة وبنحو 50 إلى 75% للضوضاء الخفيفة، ثم استمع إلى الفواصل ونهايات الكلمات، حيث يظهر الإفراط في التنظيف أولًا.
• أصلح المصدر حين تستطيع. أطفئ المروحة، وابتعد عن الحاسوب، وسجّل أقرب إلى الميكروفون. بضعة سنتيمترات أقرب ترفع الصوت فوق الضوضاء أكثر مما تستطيع أي أداة.
• لا تتوقع معجزات مع الموسيقى أو الأحاديث المتداخلة. لصوت فوق فرقة موسيقية أو متحدث آخر، تساعد هذه الأدوات قليلًا لا كثيرًا.

يعمل مزيل الضوضاء على ملفات الصوت وعلى صوت الفيديوهات، مع إبقاء الصورة دون مساس. كل شيء يعمل في متصفحك، أسرع بنحو 30 مرة من الوقت الحقيقي على المعالج المكتبي من 2013 في اختبارنا، فساعة من الصوت تستغرق نحو دقيقتين لكل قناة ولا تغادر جهازك أبدًا.