使用实际录音过滤掉视频中的噪音

Question

我使用笔记本电脑（戴尔 XPS13 上的 Ubuntu 18.04 LTS 衍生产品）使用 OBS 录制视频（这些只是旁白的演示文稿）。演示完成后（.flv 格式），我使用 ffmpeg 处理它，使用过滤器尝试减少背景噪音、减小视频大小、将编码更改为 .mp4、插入水印等。几个月后，这个系统效果很好。

但是，我的笔记本电脑现在开始显示它的年龄（它是 4 岁）。这意味着风扇变得响亮 - 响亮到足以在录音中注意到，但在您工作时却不够响亮。因此，即使在 ffmpeg 中对低频进行了过滤后，视频中也会留下点击和其他类型的声音。我是一名科学家，但不是音频/视频专家。所以，我在想 - 我是否可以在我不演示时简单地记录机器发出的噪音，然后使用该录音过滤掉我的机器在演示期间发出的噪音？

过滤掉某些音频频谱范围等一揽子方法不太可能奏效，因为噪声的功率谱可能有许多峰值，而且这些峰值也可能延伸到人声范围内（我能听到他们）。此外，这是一个移动的目标 - 笔记本电脑正在老化，无论如何，它产生的噪音的数量和类型取决于负载和它的运行时间。算法：

1. 在我不录制时录制实际计算机噪音（加上背景噪音的额外奖励）。理想情况下，就在开始录制演示文稿之前。这可以采取 1-2 分钟音频样本的形式。
2. 在 OBS 上录制演示文稿。
3. 使用 1 作为滤波器来去除 2 中的噪声。我想这将涉及对 1 进行傅里叶分析，然后在每个时期从 2 的频谱中去除这些峰值。

我研究过 sox，这是人们有些轻率地指向你而没有提供任何细节的东西。我不知道如何从视频中分离出音频通道，然后将它们交错在一起（这里不是软件专家）。除了 RTFM，还有其他人可以提供的有用建议吗？我已经搜索过，但没有找到 HOWTO。我认为这可能是我搜索的错误，因为我拒绝相信这是一个新想法 - 它是许多领域（包括天文学）用于消除噪音的标准方法。

Answer 1

我没有足够的声誉来发表评论，所以这是我的答案，因为它适用于我的情况，我自己也在寻找答案。它可能适用于您的情况，也可能不适用于您的情况，因为我使用ffmpeg 记录我的屏幕（这对于记录屏幕上的所有内容很好，但对于单个程序/窗口或屏幕的一部分来说不是一个很好的选择，可以，但我认为没有视觉指示正在记录屏幕的哪个部分）。

我遇到了afftdn 过滤器（https://ffmpeg.org/ffmpeg-filters.html#afftdn，@Gyan 在对 OP 问题的评论中也提到了它）并且能够成功使用它。

这个过程可能只适用于ffmpeg 制作的现场录音——至少我想不出用预先录制的内容来做这件事的方法。以下过程也适用于仅音频输入，尽管您需要修改 ffmpeg 命令以仅录制音频。它的工作原理是这样的：

1. 运行ffmpeg 命令来录制您的音频/屏幕。
2. 指示afftdn 记录背景噪音并安静地坐一会儿。
3. 指示 afftdn 停止录制背景噪音并继续进行语音评论和实际录制演示文稿。
4. 从您的输出文件中丢弃录音的开头，它只包含背景噪音的录音。

对于第 1 步。我运行

ffmpeg -f pulse -i <my_input_device> -f x11grab -s 1920x1080 -framerate 30 -i :0.0 -s 1280x720 -filter_complex afftdn=tn=enabled /home/my_user_name/Videos/my_output_file.mp4

列出您的输入设备运行

pactl list short sources

并选择要使用的输入设备的名称 - 我的是 alsa_input.pci-000_00_1b.0.analog-stereo。上面ffmpeg 命令（-s 1920x1080）的第一个 -s 参数是我的屏幕分辨率（相应地调整，您也可以将其设置为小于屏幕分辨率以仅记录屏幕的一部分 - 将其与 offset 参数结合使用从屏幕的左上象限移动录制的部分），参数-i :0.0 表示默认屏幕的左上角像素 - 如果您不想记录整个屏幕，则可以使用其他偏移（更改您的输入分辨率因此，如果您更改此偏移量）。第二个 -s 参数（-s 1280x780）是输出视频分辨率。

第 2 步：点击 c 告诉 ffmpeg 您正在向过滤器发出命令。 ffmpeg 应该通过输出 Enter command: <target>|all <time>| -1 <command>[ <argument>] 来提示您输入。类型：

afftdn -1 start

过滤器现在正在记录您的背景噪音。

第 3 步：点击 c 告诉 ffmpeg 您正在再次向过滤器发出命令，并在出现提示时键入：

afftdn -1 stop

过滤器现在应该从您的音频中过滤背景噪音（在我的情况下，它需要几秒钟才能启动 - 我怀疑这可能取决于噪音记录的长度 - 您可能需要进行一些实验才能获得对何时开始实际录音有一个很好的感觉）。继续录制。

第 4 步。播放音频/视频以找到您的实际视频的开始时间，并消除了噪音。然后告诉ffmpeg 删除之前的所有内容：

ffmpeg -ss <duration> -i /home/my_user_name/Videos/my_output_file.mp4 /home/my_user_name/Videos/my_output_file_with_noise_removed.mp4

将<duration> 替换为要从输入文件中删除的秒数（您还可以提供HH:mm:ss.d 格式的持续时间，小时HH 和十进制.d 是可选的），例如：

ffmpeg -ss 30.5 -i /home/my_user_name/Videos/my_output_file.mp4 /home/my_user_name/Videos/my_output_file_with_noise_removed.mp4

当然，使用您喜欢的文件名 - 我喜欢只是导航到工作目录并发出表单的命令

ffmpeg -ss 30.5 -i input_file.mp4 noiseless_output_file.mp4