Filterung von Tonbandstimmen durch den Einsatz der Software CoolEdit 2000
(von Rolf-Dietmar Ehrhardt)

Bericht aus dem Aufgabenbereich der Arbeitsgruppe G
30. Mai 2001
Rolf-D. Ehrhardt

Die Verwendung von Software zur Nachbearbeitung von Tonbandstimmen hat wegen der großen und einfach zu handhabenden Einsatzmöglichkeiten viele Vorzüge gegenüber dem Einsatz von üblichen Geräten wie 30-Band-Equalizer, 30-Band-Echtzeit-Audio-Analyzer, parametrischen Filtern und Oszilloskopen. Dem Vorteil stehen natürlich auch Nachteile gegenüber wie größere Komplexität und die Beschaffung von Hard- und Software.

In diesem Monat wurde aus gegebenem Anlass zum ersten Mal von mir Software zur Filterung von Tonbandstimmen eingesetzt. Das Ergebnis war verblüffend. Es ist mir bewusst, dass das folgende Beispiel nicht auf alle anderen "Problemfälle" übertragen werden kann. Selbstverständlich sind dann die Parameter zu verändern, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.

Das nachfolgende Beispiel soll Ihnen Mut machen! Vergleichen Sie bitte das Ausgangsmaterial, ein Auszug aus einer Sitzung des IOTC Mitglieds Dr. Ostafin, mit dem erzielten (vorläufigen) Resultat. Setzen Sie bei der Wiedergabe beispielsweise den Equalizer von CoolEdit oder von GoldWave ein, um die optimalen Bedingungen für Ihr Gehör und Ihre Räume herzustellen.

Resultat
	mp3- file	Dauer: 2,2 sec - 194 KB Wir hören: "Every time" ... "This is Friedel here"

 
Wenn Sie wissen möchten, wie dieses Ergebnis erzielt wurde, so bitten wir Sie, weiter zu lesen. 

Gehen Sie die Arbeit frohgemut an, denn Sie wissen, dass Sie jeden, Ihnen nicht genehmen Schritt, durch die "UNDO"-Funktion wieder rückgängig machen können. Übrigens kann bei CoolEdit 2000 nach einem Computerabsturz der letzte Bearbeitungsstand auf Nachfrage hin wieder aufgerufen werden.

Vorab noch einige technische Hinweise:

1. Verarbeiten Sie nur Signale, die eine Mindestauflösung von 16 bit haben. Sie sollten Dateien mit 8 bit Auflösung auf die höhere Rate hochsampeln. 
   

2. Die Rechengenauigkeit des Programms wird erhöht, wenn die Signalhöhe nicht zu gering ist. Dies bedeutet, dass das Signal den Bildschirm gut ausfüllen sollte, bevor Sie mit dem nächsten Bearbeitungsschritt beginnen. Dies erreichen Sie, in dem Sie durch einen Doppelklick das gesamte Signal weiß hinterlegen und dann "Transform/Amplitude/Amplify" - Calculate Normalization Values - Peak Level 100% - Calculate Now  - "OK" durchführen.
   

3. Wenn Sie eine Datei bearbeiten, so achten Sie bitte darauf, dass diese im .WAV-Format vorliegt. Haben Sie beispielsweise eine Datei im .MP3-Format erhalten, so speichern Sie diese im .WAV-Format unter einem anderen Namen ab, um eventuellen Missverständnissen vorzubeugen (Namensverwechselung etc.).  Erst die fertig bearbeitete Datei speichern Sie dann zusätzlich im .MP3-Format ab, um sie beispielsweise an andere Personen weiterzugeben oder im Internet verfügbar zu machen. 
   

4. Es hat sich als sehr günstig herausgestellt, jeden größeren Zwischenschritt in der Bearbeitung der Audio-Datei zu speichern. Dazu geben Sie der zu speichernden Datei eine fortlaufende Nummer. Also zum Beispiel: Beginn mit  Muster1.wav und dann Muster2.wav und so weiter. Sie wissen dann immer wie die Datei mit dem neuesten Stand heißt. Am Ende Ihrer Tätigkeit benennen Sie die Datei mit der größten Zahl (z.B. Muster13.wav) einfach um und löschen die anderen, nun nicht mehr benötigten Dateien.
   

Bei diesem Beispiel ist keine Umwandlung von einer.MP3-Datei in eine .WAV.Datei erfolgt. Nun hören Sie die Datei ab und stellen fest, dass im Bereich von 0,0 - 0,8 sec nur Rauschen zu hören ist. Sie markieren diesen Zeitbereich, in dem Sie die linke Maustaste gedrückt halten und dann nach rechts ziehen. Der markierte Bereich leuchtet weiß auf. Sicherheitshalber hören Sie sich diesen Bereich nochmals an. Wichtig: nur in den markierten Bereichen (und sei es die ganze Aufzeichnung) werden die gewählten Operationen durchgeführt.

Nachdem Sie sich überzeugt haben, dass dieser Bereich nur Rauschen enthält gehen Sie bitte auf: "Transform/Noise Reduction/Noise Reduction" und überprüfen folgende Werte:

Dann gehen Sie auf: "Get Profile from selection"  und danach auf   "Close".  Jetzt folgt ein Doppelklick mit der linken Maustaste irgendwo auf dem Kurvenzug - als Ergebnis leuchtet das gesamte Feld weiß auf.

Jetzt wieder auf "Transform/Noise Reduction/Noise Reduction" - Noise Reduction Level auf HIGH und 140  - die anderen Werte nochmals überprüfen und dann auf  "OK".

Das führen Sie noch einmal durch für 2,2 - 3,2 sec. Es handelt sich um einen Bereich, in dem immer noch starkes Rauschen zu hören ist. Die sich abzeichnende Stimme wird auch von diesem Rauschen gestört. Wenn Sie nun feststellen, dass auch "Ihre Stimme" zu stark gedämpft oder sogar verschwunden ist, dann machen Sie mit "UNDO" den Befehl wieder rückgängig und stellen den NOISE Reduction Level und ggf. Reduce by auf kleinere Werte.
 
Sie markieren 0 - 1,15 sec und schneiden diesen Bereich ab, in dem Sie auf das Symbol "Schere" oben in der Leiste klicken. Die Zeitskala hat sich nun verändert. Sie schneiden ebenfalls den Bereich 0,85 - 2,65 sec wie vorher beschrieben ab.

Nach einem Doppelklick auf den Wellenzug, der die ganze Datei weiß hinterlegt gehen Sie auf "Transform/Amplitude/Amplify" - Calculate Normalization Values - Peak Level 100% - Calculate Now  - "OK". 

So sollte dann Ihr Bild aussehen:

Die Wiedergabe dieser Stimme zeigt, dass das Ergebnis noch nicht befriedigen kann:

Wir hören jetzt:  "Every time" ...  "Friedel here"

Bitte vergleichen Sie nun diese Stimme mit der oben angegebenen "Resultat"-Stimme. Diese o.g. Stimme habe ich in einem einmaligen Anlauf herausfiltern können. Die Vorgehensweise habe ich damals leider nicht protokolliert, da ich nur herumspielte, um das Programm kennen zulernen. Trotz großer zeitlicher Anstrengung ist es mir nicht mehr gelungen, das obige Resultat zu wiederholen. Vielmehr geschah folgendes: es tauchten plötzlich zusätzliche Stimmen und/oder Fragmente auf oder anders ausgedrückt: meine Aufmerksamkeit richtete sich aus welchem Grund auch immer auf diese neuen Stimmen.

Wie auch beim Arbeiten mit den "normalen" Filtern, so komme ich auch hier zu dem Schluss, dass es effektiver ist, sich auf den "Aufnahme-Modus" bei der Transkommunikation zu konzentrieren, da es Stimmen gibt, die laut und deutlich zu erkennen sind auch ohne den Einsatz von Filtern gleich welcher Art. 

Die folgenden Anleitungen veröffentlichen wir nach freundlicher Genehmigung durch den Autor Herrn Stefan Bion vom VTF. Den gesamten Artikel finden Sie auf der Webseite des VTF unter der Adresse: http://www.vtf.de/noisered.htm 
Dieser Artikel wurde bereits am 01.02.1998 veröffentlicht und enthält deswegen die Anleitung und die Befehle für die Software CoolEdit 96. 

Beseitigen von Brumm- und Pfeiftönen

Wenn das Signal von 50-Hz-Netzbrummen oder einem konstanten Pfeifton (akustische Rückkopplung, HF-Interferenz) überlagert ist, eignet sich auch sehr gut der FFT-Filter von Cool-Edit. Dort sind schon diverse Filter vordefiniert, wie z.B. '50Hz Notch' oder '50Hz + 100Hz Notch' zum Beseitigen von Netzbrummen.

Öffnen Sie zunächst wieder die zu bearbeitende Datei oder nehmen Sie den Sound auf:

Wenn Sie die Anzeige von "Wellenform" auf "Spektral" umschalten (im Menü: 'View -> Spectral View'), so ist der störende Pfeifton dort gut als durchgehender heller Streifen bei etwa 3 kHz zu erkennen:

Um die Frequenz des Pfeiftones zu ermitteln, kann eine Frequenz-Analyse durchgeführt werden (siehe untere Abbildung). Markieren Sie dazu den zu bearbeitenden Bereich des Signals, rufen Sie die Funktion 'Analysis -> Frequency Analysis' auf und klicken Sie auf den 'Scan'-Button. Der Störton wird als Spitze im Frequenz-Amplitude-Diagramm zu erkennen sein. In unserem Beispiel sind sogar gleich zwei Spitzen um 3 kHz herum zu sehen, d.h. es sind in Wirklichkeit zwei nahe beieinander liegende Pfeiftöne vorhanden. (Wenn man jetzt noch einmal die obige Spektraldarstellung betrachtet, sieht man auch, dass die helle Linie an mehreren Stellen nach oben hin breiter wird, was auf Telegrafie-Code hindeutet.)

Bewegen Sie den Mauszeiger zu den Flanken dieser Spitzen, um die Start- und die Endfrequenz der Pfeiftöne angezeigt zu bekommen. Ziehen Sie dazu das Fenster in die Breite, um die horizontale Auflösung der Anzeige zu erhöhen. In diesem Beispiel liegen die beiden Pfeiftöne ungefähr zwischen 2870 und 2990 Hz bzw. 3130 und 3280 Hz. Die Mittenfrequenz der höchsten Spitze ist bei 'Frequency:' angegeben.

Mit der Funktion 'FFT Filter' kann nun ein passender Notch-Filter mit genau der ermittelten Frequenz definiert werden. Rufen Sie dazu aus dem Menü 'Transform -> Filter -> FFT Filter' auf und ziehen Sie die Filterkurve einfach mit der Maus in die gewünschte Form. Um einen Eckpunkt zu entfernen, ziehen Sie ihn einfach per "Drag & Drop" aus dem Filter-Fenster heraus. Wenn Sie auf einen Eckpunkt doppelklicken, können Sie Frequenz und Amplitude auch direkt eingeben. In unserem Beispiel wurden mit den in der Frequenz-Analyse ermittelten Eckwerten der beiden Pfeiftöne zwei nahe beieinander liegende, schmale Notch-Filter definiert:

Nach einem Klick auf 'OK' wird das Signal dann gefiltert. In der Spektraldarstellung des Signals ist dies auch daran zu erkennen, dass der durchgehende waagerechte Streifen bei 3 kHz nun verschwunden ist:

Abschließend zum Vergleich hier wieder das Signal

• Vor der Bearbeitung

• Nach Entfernen der Pfeiftöne

  rodiehr 25052001