本页介绍 wfview 内置的接收音频处理(Receive Audio Processing)。

wfview receive audio processor showing Audacity noise reduction

wfview 具备精密的降噪与音频均衡功能,可供网络(以太网或 Wi-Fi)电台的用户使用。我们计划最终把这两项功能引入 USB 连接的电台,但目前它们仅适用于网络连接,其中也包括连接到配有 USB 电台的远程 wfview 服务器实例。

要打开接收音频处理的控制项,点击 wfview 主窗口底部的“接收音频处理(RX Audio Proc)”按钮。只有连接到带音频流的电台时,该按钮才可用。建议选择“1ch”音频连接格式。若选择 2 声道格式(例如 IC-9700 与 IC-7610 上),音频处理器会让你在顶部选择要处理哪个声道。

接收音频处理器(RX Audio Processor)的信号链如下:

电台音频 –> 降噪(Noise Reduction,Speex 或 ANR) –> 均衡器(Equalizer) –> 输出增益(Output Gain)

降噪算法的选择与调整是成败关键。仔细调整有助于接收微弱信号,也会明显改善强信号。调整不当则会让声音变得更糟。

以下简要介绍所提供的各类降噪。

ANR:Audacity 降噪(Audacity Noise Reduction)

Audacity 降噪算法是 Audacity 音频编辑器内降噪代码的修改版。原始 Audacity 代码由 Dominic Mazzoni 编写,后由 Paul Licameli 重写。该算法需要先采集一段噪声“样本”:先把电台调到频段上的一处空白频率,再点击“采集噪声样本(Collect Noise Sample)”。采集过程持续五秒(也可以提前停止)。样本会在噪声特征(noise profile)图中显示出来并立即生效。wfview 还会为该模式保存样本,下次无需重新采集——但请注意,频段状况与接收机设置的改变都会改变噪声特征,重新采集会得到更好的效果。

采集到噪声样本后(每种接收解调模式都需要一份样本),噪声特征将用于判断某个频谱频带内更可能是语音还是噪声。

ANR 调整策略:

先把降噪(Noise Reduction)滑块设为 30dB 的降噪量,稍后我们会把它调小。

把灵敏度(Sensitivity)滑块设到最左端,此时音频听起来有点像风铃。然后向右推进灵敏度滑块,会听到“风铃”声突然消失、音频变安静。再把滑块向左微调一点点,让少量处理痕迹(artifacts)进来,但不要太多。

现在把降噪(Noise Reduction)滑块调到 10 到 20 dB 之间一个舒服的值,这就是算法的降噪量。多数人喜欢还能听到一点原始音频。

若发现强语音也被削弱,可微调灵敏度(Sensitivity)控件,容忍更多处理痕迹,同时提高对语音的灵敏度。

Speex:Ephraim 与 Malah 最小均方误差(MMSE)

Speex MMSE 降噪算法把音频划分成若干“Bark 频带(Bark bands)”(Bark 指人耳实际的频谱频带)。逐带测量方差(随机性带来的能量)。随机性高的频带更可能被判为噪声;熵较低则更可能是语音或其他信号。Speex 由 Jean-Marc Valin 编写,我们仅含降噪的精简实现见 gitlab 上的这里。

Speex 调整策略:

把抑制量(suppression)设为 10 到 20dB。

频带数(bands)设为 24 带。频带数越多,抑制的噪声越多,但处理痕迹也越多。人工耳蜗使用 24 带,这似乎是个不错的平衡点。

不要启用 AGC(自动增益控制),它实际上会在字与字之间把噪声抬起来,效果与目标相悖。

典型 SSB 接收可按如下设置各控件:

  • 启用 VAD(语音活动检测)。这有助于算法理解音节
    • 起始概率(Prob-Start):85%
    • 持续概率(Prob-cont):65%
  • 自适应速度(Adaptation Speed):
    • 信噪比衰减(SNR decay):0.08 或更低
    • 噪声更新(Noise Update):0.01
    • 先验基值(Prior base):0.26

用于短波收听(Short Wave Listening)时,可以把时间参数调得不那么激进(更慢)。

增益调整

降噪算法生效后,你会看到频谱上的输入与输出曲线不再重合。有噪声时,输出应低于输入,这一点是关键。有人说话时,语音频谱应升到橙色线与绿色线之上。调整输出增益(Output Gain)控件,直到背景噪声低于(未经处理的)输入电平,而语音峰值明显高于(未经处理的)输入电平。这种状态会提高信噪比,而这正是全部意义所在。

均衡器(Equalizer)

均衡器提供四个可调频带,基于 Steve Harris 的 Triple Para EQ。第一个与最后一个频带称为“搁架式(shelving)”,类似于传统的低音与高音控制。这些控件会在其设定频率处抬高或压低信号电平,超出设定点的频率也会受影响:最左侧的控件影响设定频率及以下的频率,最右侧的控件影响设定频率及以上的频率。

中间两个频带只调整所选频率附近的一部分频率,这就是滤波器的“Q”值;它不可调,预设为 0.8。

如果有听力损失,把 1-2 KHz 附近的频率抬高几个 dB 会很实用。注意不要“进入红区”、超出数字音频上限。可以观察 wfview 主界面上的 RxAudio 电平表,或者看频谱;也可以直接听那种难听的数字破音。

如果你的设备使用现代“PC 音箱”,可以用低音搁架(bass shelving)控件从约 200 Hz 起衰减几个 dB。

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wfview 用户手册(中文版) / 接收音频处理(DSP) 0 字 0 行 bg8lng
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