歷史錄音是國家的文化藝術財富。中國各地方戲曲、民歌民謠種類繁多，有價值的歷史錄音浩如煙海。對這些極富價值的歷史錄音資料進行挖掘、修復、再版、發行，是保護與傳承民族文化藝術瑰寶的重要手段之一?！独デ繇懣倕R》是中國藝術研究院前頭的國家重點項目---《中國昆曲藝術大典》中的一個子項目。它是對將近100小時的昆曲歷史錄音施行"模-數"轉化，再進行數字音頻修復，并配上唱詞文本，最后再集中出版發行的項目。安徽文藝出版社承攬了這個項目中除"模-數"轉化之外的其他任務，筆者則有幸參與到其中"數字修復"的流程中。在這套龐大的錄音素材中，有近20小時的素材誕生于錄音技術發展早期的聲能錄音時代。
本文即是筆者對這部分錄音素材進行數字修復的總結。
一、聲能錄音的聽感
聲能錄音是錄音技術發展的最早一個階段。所謂"聲能"錄音，就是指在錄音階段，不依賴電能將聲音信號放大后再記錄到載體上，而是通過聲音能量直接驅動刻針在載體（錫箔紙筒、臘筒，或蟲膠唱片）上刻下聲槽。這種純機械方式的一大弊端，便是由于聲能的能量不足，造成許多聲音細節無法被記錄下來。當時的工程師也意識到聲能不足的問題，于是在刻紋針前端安裝上大喇叭，用以聚攏和增強聲能。所以當時的表演藝術家必須在錄音時靠近這個大喇叭，不能有太多身體動作，才能盡可能多地錄下聲音細節。個別樂器還會在結構上被改造，已得到更大的音量。如圖1,就是一把為得到更大錄音音量而改造的號角小提琴。
盡管如此，與之后的電氣錄音相比，聲能錄音的音響效果依然有極大的缺陷。它音質粗劣、噪聲夸張、頻響范圍狹窄，這些特性讓聲能錄音在今天聽起來具有十足的特點。圖2是聲能錄音和電氣錄音的頻響曲線對比，虛線是聲能錄音頻響曲線，實線是電氣錄音頻響曲線?？梢钥闯?，聲能錄音比電氣錄音的頻寬窄，只有250Hz至6000Hz左右，而電氣錄音則達到100Hz至5000Hz左右。另外，在有限的頻寬內，聲能錄音表現得非常不平坦，1000Hz至4000Hz的能量要遠高于其他頻段，這正好勾勒出它"電話"般的音色。
二、錄音修復的具體方法
任何聲音節目的制作，都要在音響上尊重節目本身的聲音形式。因此修復組在動手操作前對昆曲的音響形式做了深入了解，并以此為依據形成以下修復原則：
1.尊重昆曲音響特點。昆曲的伴奏樂器比較齊全，其中，"笛"占有極其重要的地位，有時甚至與演唱者的聲音平分秋色，其他重要的樂器還有板鼓和笙。這些聲音元素在昆曲錄音修復中需要格外足夠重視。
2.修復過程不僅僅局限于"降噪"處理。雖然噪音是歷史老錄音的一大聲音特點，但老錄音的音色和動態也是不完美的，它在一定程度上也是可以修復的。有些老錄音會因為當年錄音師的操作失誤，而產生其他瑕疵，如話筒位置不合理而導致的聲音層次不合理、空間感不理想等，這些瑕疵在聲音修復的過程也需要整體考慮。
3.尊重歷史錄音原貌和歷史錄音愛好者的聽音習慣，不過分修復。歷史錄音的修復要"點到為止",一旦過分夸張，就會起到相反作用，音響甚至更加糟糕。有了上述原則思想，我們就進入到修復工作中。如前文所述，聲能錄音有明顯的本底噪聲和爆裂噪聲，信噪比很差，頻率范圍窄，信號清晰度也不理想。
這些問題需要在數字修復中逐一解決。
（一）本底噪聲的修復
聲能錄音中的本底噪聲，主要來自唱針與唱片的摩擦，以及錄音設備本身的機械震動。而把原始的聲能錄音唱片轉錄到現代載聲媒介（如聚乙烯唱片或磁帶）時，可能還會在錄音中添加輕微的交流電噪聲。通過對比發現，如果底噪中存在交流電噪聲成分，那么使用降噪器一次性衰減所有本底噪聲的效果，不如先衰減交流電底噪，再衰減摩擦及震動底噪的效果好。
由于轉錄的情況不同，所以并不是所有的歷史錄音都含有交流電底噪，因此首先需要確認其是否存在。素材中有些聲能錄音的轉錄工作是在解放前進行的，當時我國的交流電還沒有統一的標準，既有50Hz交流電，也有60Hz交流電，這就需要我們對交流電噪聲頻率進行分辨。有些降噪軟件是專門用來衰減交流電噪聲的，例如：Waves公司的X-Hum、Wavearts公司的MrHum,以及IzotopRX系列中的De-Hum功能等。這些插件的預置功能已經為用戶準備好了衰減50Hz或60Hz交流電底噪的參數，只要選擇預置參數，反復切換"旁通"并仔細聽辨聲音的變化，就能夠確定底噪中是否含有交流電底噪的成分了。圖3是Wavesarts公司的MrHum,這是一款專門用來移除交流電底噪的插件。點擊"Pre-set"鍵，便可彈開一系列實用的預設參數，選擇其中的"50HzHum"或"60HzHum"便可有效衰減素材中殘存的交流電噪聲，而一般情況下，插件面板上的其他參數無需額外調整。
由于聲能錄音的頻率范圍較窄，其低頻下限一般在250Hz以上，遠高于交流電頻率（見圖2），而"MrHum"這類插件對頻率的衰減均使用窄頻帶處理，即便是衰減交流電基頻的諧波成分，也不會對有用信號產生可聞性影響。交流電噪聲之外的其他底噪聲多是摩擦聲，它與唱片材質、刻紋頭和放音頭材質、唱片母版材質等有關。在實際操作中，這種摩擦底噪可以使用"De-noise"類降噪插件進行處理。
比較有代表性的"De-noise"插件有：Waves的X-Noise和Z-Noise、Wavearts的MrNoise、Sonnox的OxfordDenoiser等，另外，iZotopRX3的Denoise功能效果也很好。"De-Noise"類降噪插件的工作流程為，首先提取噪聲模型，再根據可調整的"噪聲門限"和"噪聲衰減量"進行降噪。提取噪聲模型既可以手動也可以自動。手動提取可以獲得最準確的噪聲模型，但它需要素材中有一段只有底噪、沒有節目信號的片段，并且這個片段的時長最好在2秒以上。另外，整個節目中的底噪需為穩定不變的，才適合用手動提取底噪。
圖4是著名的"牛津"降噪插件。面板上"De-tect"區域就是噪聲模型提取區，需要進行手動提取時，點按"Manual"鍵，然后循環播放噪聲片段，就能得到噪聲模型。
有些素材中并沒有純粹的噪聲片段，這就需要使用自動噪聲提取功能，如WavesZ-Noise中的"Extract";如果素材中的底噪并不穩定，即噪聲音色和音量時不時地會發生變化，就要打開降噪插件中的"自適應"功能，如Z-Noise中的"Adaptive",或OxfordDe-Noiser中的"Auto"鍵。我們發現，某些老唱片由于年代久遠，唱片表面某些區域的噪聲與其他部分相比，會有顯著不同。那么，當唱片旋轉，唱針每圈劃過這篇區域，底噪都會發生變化。因此在這種情況下，降噪插件中"自適應"選取噪聲模型的功能在歷史錄音修復中是比較有用的。
得到噪聲模型后，就可以使用噪聲門限（Threshold）和降噪衰減量（Reduction）來對本底噪聲進行實際衰減了，這兩個參數是降噪插件中最常見的。"門限"設置了底噪與節目信號之間的分界線，只有在"門限"以下的信號才會被降噪器衰減；"衰減量"是降噪器衰減"門限"以下信號的量。這兩個參數是配合使用的，但它們的調整需要把握一個"度",不可過分降噪，否則不但會產生一個與歷史錄音極不相稱安靜聲底，還會嚴重影響信號音質，同時產生混疊失真（一種聽起來"咕嚕咕嚕"的聲音），從而徹底毀掉一段歷史錄音素材。
聲能錄音的信噪比很低，并且信號和噪聲較嚴重地"糾結"在一起。我們從實踐中發現，在降噪插件直接探測出的噪聲模型中，還含有不少有用的信號。直接使用這樣的噪聲模型進行降噪，會很明顯的破壞歷史錄音原有的音響質感。其中最明顯的區別，就是降噪后的音響會比降噪前"悶"和"暗",沒有光澤。這說明降噪器對原信號的高頻衰減過量了。對于昆曲來說，高頻恰恰是特別重要的頻段，它不僅表現人聲質感，更是昆笛和板鼓敲擊感的頻段所在。要解決降噪會侵襲高頻這個問題，可以通過對噪聲模型頻響曲線高頻進行修繕，讓降噪器不在高頻做過多衰減，寧愿有一些高頻底噪，也要保留昆笛的嘹亮；或者，先直接使用未經修整的噪聲模型把整體噪聲降下來，再通過均衡器和激勵器對過分衰減的音色進行彌補。經過對比，筆者發現，單獨使用任何一種方法，都不如二者共同作用的效果更好。
由于聲能錄音的頻寬較窄，信息主要集中在4000至6000Hz,所以可以將噪聲模型曲線在上述區域做些修整，減少這個區間的噪聲衰減量，從而減少有用信息的流失。圖5是Waves公司的降噪軟件Z-Noise,其中的白線是對昆曲錄音作品《蝴蝶夢》進行噪聲模型采樣后得到的。但該噪聲模型中還包含許多有用信號，如果直接使用該噪聲模型對原素材進行降噪處理的話，結果會非常不理想。通過對3314Hz做13.9dB衰減，使這一頻段噪聲模型的門限更低，從而讓更多的有用信號留在門限之上。這樣雖然該頻段被衰減的信號就會少一些，但更完整地保留了該頻段原始音質。盡管如此，將處理后的音頻與原始素材相比，還是會覺得"悶"一些。這就需要在之后的步驟中，再對音色音質進行補償。
（二）爆裂噪聲的修復
當唱針劃過唱片上的裂紋、劃痕或灰塵時，就會發生爆裂般的噪聲，有人形象地將這種聲音稱為"蹦豆兒聲".根據爆裂聲的持續時間，人們還將之做了更細致的劃分：如Sonnox公司就把持續時間在2毫秒到10毫秒的爆裂聲稱為"Pop",把0.1毫秒至3毫秒的稱為"Click",把0.4毫秒以下的稱為"Crackle".值得注意的是，各個公司都給爆裂聲作了分類，但他們標準卻不太一樣，比如Izotop公司就認為10毫秒以內的叫"Click",而更長的爆裂聲是"Crackle".
對于錄音效果較好的老錄音來說（如電氣錄音時期的產品），衰減爆裂聲的降噪插件操作起來并不麻煩，如圖6,只要設置好門限（Threshold）和靈敏度（Sensitivity），就可以對所有的爆裂聲一次性衰減。但是，用這種方法對聲能錄音時期的昆曲老錄音進行處理，就會發生很大的問題。昆曲中板鼓是非常重要的伴奏聲部，從音響層次上來看，板鼓僅次于昆笛，處于整體非?？壳暗囊繇憣哟紊?。但在聲能錄音時期，昆曲中的板鼓不可能被錄得很清楚，而是微弱地"隱藏"在一片底噪聲中，隱約能聽見它的"滴答"聲，其強度遠不如某些爆裂聲大。在素材中有一段錄制于1903年的昆曲老錄音《思凡》，它就是這種情況的典型代表。圖7和圖8是把《思凡》導入iZotopRX2后的聲譜截圖，RX2這種火焰般的聲譜可以顯示出爆裂噪聲，即一種顏色較深的筆直的豎杠，圖7用紅圈標注出的就是爆裂噪聲。但《思凡》中微弱的板鼓，在影像上與爆裂聲無意，如圖8.在這樣的情況下，使用固定門限和靈敏度后，軟件很可能把板鼓敲擊當作爆裂噪聲，刪得干干凈凈。
為避免發生這樣的情況，就要在刪除聲能錄音時期的昆曲老錄音中的爆裂聲時，仔細聽辨短暫的"滴答"聲到底是噪聲還是板鼓，然后使用手動方法逐個刪除。雖然這會降低效率，但卻十分值得。至于衰減爆裂聲的"力度",應以恰好衰減到聽不到爆裂聲為臨界，而不可千篇一律地使用最強的衰減靈敏度，否則可能會破壞背景聲的連貫性。
（三）音色的修復
對于歷史錄音來說，除噪音之外，對其音色的修復是必要的，因為早期錄音設備與聲音載體的音色很差，并不能忠實反映聲源音色；并且多年存放后，載體的音色還會進一步劣化；前期的降噪處理會對素材的音色，尤其是高頻有一定衰減。
針對以上問題，我們可以使用激勵器來進行頻譜拓展。需要指出的是，激勵器的參數調整應"保守"一些，因為它不但能激勵出有用信息的諧波，也能激勵出噪聲的諧波。圖9是著名的BBEH82激勵器，它不但能激勵高頻，也能激勵低頻。在昆曲歷史錄音修復中，一般不使用低頻激勵功能。"HiTune"是對所激勵高頻的基頻選擇，"HiMix"是激勵強度，它一般調整到2~5時效果最好。
除激勵器之外，均衡器是修復音色時最常用的設備。當使用激勵器之后，再使用均衡器進行進一步調整，才能更全面地對原有頻率和被激勵出的新頻率做整體把控。
均衡器的調整比激勵器更靈活，每一部錄音制品需要不同的參數調節，才能達到相對"均衡"的音色結果。圖10是用McDSP公司出品的GEqualizer對1903年昆曲老錄音《思凡》進行均衡處理的參數調整?？此贫盖偷恼{整后，卻可以得到相對平整的頻譜。增益衰減的量可以稍微保守一些，尤其是在增益提升時，提升量太高，反而會把底噪也帶出來。
所以在處理《思凡》這部作品時，均衡增益的提升量被嚴格控制在6dB左右。
還有個別老錄音是多年前轉錄到磁帶上保存的，長年存放后，不但磁帶音色會發生變化（高頻衰減，更悶），還會產生復印噪聲效應。電能錄音時期的復印噪聲是可以通過多種手段將之衰減的，但聲能錄音時期的老錄音轉錄到磁帶上后產生的復印噪聲，相對底噪來說十分微弱，筆者及同事們尚需要繼續研究。
由于每一段歷史錄音的聲底都是不一樣的，所以數字化修復的具體參數設置也是不同的，依據在昆曲歷史錄音修復實踐中總結出的點滴經驗，筆者做以如下總結：昆笛和板鼓在昆曲中有極為重要的地位，修復中應予以足夠重視；底噪衰減不是唯一的工作，另外，衰減底噪要適可而止；爆點噪聲需逐個手動衰減；可以以昆笛和板鼓的音色為參照，去調整人聲及整體的音色。
參考文獻：
[1]約翰·厄格爾。錄音[M].北京：中國電影出版社，1986.225-229.295-297
[2]李萬海錄音音響學[M].北京中國電影出版社，1984:5-40
[3]（美）迪特瑪。音樂錄音從"零"學[M].北京：人民郵電出版社，2013:12
[4]周小東。錄音工程師手冊[M].北京：中國廣播電視出版社，2006:167-205
[5]（美）凱斯。聲音制作效果器[M].北京：人民郵電出版社，2010:127-134
[6]謝倍偉。老舊錄音資料的修復[J].音響技術雜志編輯部，2011（2）。
[7]王麗楠。淺論音響美學[J].大眾文藝，2012（3）。
[8]王雨桑我國鋼絲錄音遺存音樂音響檔案樣本測試與音頻還原研究[博士學位論文][D].北京：首都師范大學，2009年。
[9]周兵。昆曲六百年[M].北京：中國青年出版社，2009114-128.
[10]熊姝。昆曲表演藝術論[M].沈陽：春風文藝出版社，200525-36.
