Часто, при воспроизведении записей речевых сигналов через звукоусилительные тракты у слушателей возникает устойчивое ощущение, что уровень громкости должен быть выше, а сам голос диктора более насыщен. Проверяем параметры тракта, настройки, даем тестовый сигнал — все в норме. Однако, ощущение слушателя не обманывает.

Оказывается, есть достаточно существенная разница при оценке уровня тестового сигнала, как правило, на 1000 Гц и уровня предварительно записанного сообщения.

Не так давно мне довелось работать над информационными сообщениями, используемыми городскими структурами для информирования населения об ограничениях, связанных с короновирусной инфекцией. Эти сообщения с апреля по июнь 2020 года доводилось неоднократно слышать жителям Санкт-Петербурга.

Основной вопрос, с которым ко мне обратились специалисты Инфострата звучал так: «Почему уровень предварительно записанного речевого сообщения при измерениях значительно ниже тестового сигнала на частоте один килогерц?».

Очевидно, что вопрос был задан в отношении одного и того же акустического тракта специализированного комплекса технических средств оповещения, применяемого на территории Санкт-Петербурга.

Прежде всего предстояло выяснить, каков был метод, как и при каком оснащении производились измерения. Пришлось собирать факты…

Выяснилось, что при проведении измерений не были соблюдены некоторые достаточно важные условия, а также не проверялся уровень выходного сигнала усилительного тракта на входе акустической системы, следовательно ждать объективности от таких измерений не приходилось.

Однако, несоблюдение некоторых правил не отменяло сам факт в существенной разнице уровня предварительно записанного речевого сообщения для оповещения населения и тестового сигнала. Поэтому для получения качественных исходных данных был собран звуковой тракт, идентичный применяемому в системах оповещения населения Санкт-Петербурга.

Сбор исходных данных проводился с использованием поверенного шумомера Testo 816−1. Для чистоты эксперимента были проведены по три измерения для каждого из тестируемых речевых сообщений. Был измерен уровень характеристической чувствительности рупорного громкоговорителя (1 Вт/1 м/1 КГц), уровень сигнала на частоте 1000 Гц на номинальной мощности 10 Вт и уровень предварительно записанных сообщений. Для исключения работы шумомера на значениях, близких к предельным было принято решение измерения на номинальной мощности производить на расстоянии 32 метра от раскрыва рупора.

Результаты измерений лишь подтвердили субъективные ощущения слушателей — разница между тестовым сигналом и предварительно записанным сообщением составляла от 19 до 21 дБА. Это настолько существенная разница, что она сводила к нулю все усилия проектировщиков по выполнению акустического расчета.

В своей практике звукорежиссера мне часто приходится иметь дело с обработкой вокальных партий. Несмотря на то, что процесс обработки вокала имеет некоторые отличия от обработки речевых сообщений, но в основе этих процессов лежат общие принципы и их применение должно было дать неплохие результаты.

Так как выполнить первое и наиболее важное условие записи сообщения в акустически подготовленном помещении не представлялось возможным, так как необходимо было работать с уже предварительно записанными файлами. То все базовые мероприятия по подготовке помещения и самой записи речевого сообщения пришлось пропустить. Жаль, это помогло бы нам выиграть 1,5−2 дБа и снизить трудозатраты на этапе подавления шумов.

Первым этапом в обработке записанного сообщения было ограничение амплитудно-частотной характеристики сигнала. Для определения настройки фильтров высоких и низких частот необходимо знать параметры усилительного тракта и акустических систем, через которые данный сигнал будет воспроизводится. Подстройка под конкретную марку и модель привела бы к тому, что в отношении других моделей усилителей и громкоговорителей данные параметры не были бы столь адаптированы.

Поэтому во внимание были приняты требования пункта 5.3.5 ГОСТ Р 42.3.01-2014 о диапазоне воспроизводимых частот звукового тракта 0,3-3,4 КГц.

Также во внимание принимались рекомендации ряда нормативных документов о расширении диапазона до 6400 Гц по верхней границе. В итоге, при анализе подавляющего большинства оборудования для оповещения населения верхняя граница была установлена как 5900 Гц. Этот предел позволял соблюсти требования ГОСТ Р и наиболее полно использовать возможности большинства оборудования, применяемого для оповещения населения.

После частотного ограничения необходимо было произвести сужение динамического диапазона (компрессию) звукового сигнала. Для речевых сообщений наиболее часто используется компрессия в диапазоне 40 дБ, однако, практика показывает, что выбор динамического диапазона следует производить из множества факторов. Среди них следует обязательно учитывать тембр голоса, пол диктора, немаловажную роль играет темп речи и даже набор используемых в речевом сообщении слов. Сильно сузив динамический диапазон можно существенно поднять уровень сигнала, при этом катастрофически потерять в разборчивости. «Недожав» сигнал — можно не добиться существенного увеличения уровня сигнала. На данном этапе правило простое — слушайте каждый вариант, настраивайте, снова слушайте.

По завершении компрессии необходимо выровнять сигнал по всему диапазону частот. Этот процесс называется эквализацией и не занимает много времени при наличии анализатора спектра сигнала и качественного микшера. На этом этапе целесообразно было бы учесть резонансную частоту акустической системы и режекторным фильтром внести необходимые корректировки, но, как уже писал ранее: предусмотреть какая из моделей акустических систем будет использована практически не представляется возможным. Поэтому этот этап также исключаем из коррекции сигнала.

Следующим этапом идет устранение шумов. В случае, если бы первоначально запись проводилась в акустически подготовленном помещении, то этот этап можно было бы свести к применению автоматических программ подавления шумов, но в данном случае, запись была уже предоставлена и работ по устранению шумов пришлось выполнить несколько больше.

Финальным этапом обработки было применения максимайзера. Суть данного процесса в том, чтобы с использованием прибора динамической обработки повысить уровень сигнала при мастеринге до максимального уровня, но при этом не допустить клиппинга сигнала.

По окончании обработки сообщение снова записывается и может быть подано в тракт.

Спустя некоторое время, специалисты Инфострата на том же тракте снова провели измерения. Но только теперь проводилось не три, а четыре измерения. Четвертое измерение было с использованием обработанного сигнала. Результаты были ожидаемы, но от этого не менее радостны, удалось добиться улучшения по сравнению с необработанным сообщением на 11−13 дБА. Много это или мало? Давайте дадим беглую оценку: разница составила от 6 до 10 дБА по сравнению с необработанным сообщением. К примеру, 6 дБА эквивалентно разнице по мощности в 2 раза, а 10 дБА — на порядок. Что Вы скажете, если Вам при построении системы оповещения понадобится для озвучивания той же территории потратить в 2 раза больше сил и средств? А если в 10 раз больше?

Очевидно, что пренебрежение технологиями и подготовкой влечет для любой организации существенные потери как ресурсные, так и финансовые, поэтому следует подходить с особой тщательностью к подготовке речевых сообщений, особенно если они связаны с безопасностью и жизнью людей.