Disturbi ad alta frequenza nelle incisioni discografiche

Leggendo le recensioni presenti su questo blog, probabilmente avrete notato che spesso e volentieri le registrazioni trattate, soprattutto quelle effettuate tra gli anni settanta e novanta e indipendentemente dalla casa discografica, sono disturbate dalla presenza di un sibilo ad alta frequenza, circa 15 kHz. Tale segnale acuto e persistente è ben dentro la gamma di frequenze udibili dall’orecchio umano (16-20.000 Hz) e normalmente più si è giovani, più si è in grado di distinguerlo chiaramente. Le cause del disturbo possono essere diverse, tuttavia la frequenza che spesso si rileva è 15.625 Hz e corrisponde alla frequenza di scansione orizzontale del sistema televisivo PAL; è quindi probabile che il problema sia da imputarsi alla presenza di schermi a tubo catodico in sede di registrazione, magari usati come monitor. Chi ha avuto modo di usarli ricorderà sicuramente che i vecchi televisori a tubo emettevano un sibilo mentre erano accesi (a causa di risonanze nei componenti elettrici), ebbene si tratta proprio di quel disturbo lì, che però in una registrazione di alta fedeltà non dovrebbe esistere.

Esaminando le registrazioni con un analizzatore di spettro si è in grado di rilevare con precisione ampiezza e frequenza del disturbo, come mostrano le due animazioni che seguono, relative in questo caso al Largo (traccia 2) dell’album Dvořák: Symphonie No. 9 »Aus der Neuen Welt« / Smetana: Moldau – Karajan, 1993, serie Karajan Gold.

Dvořák: Largo – Karajan, 1993 (0-20 kHz)

Dvořák: Largo – Karajan, 1993 (15-20 kHz)

Come si può notare, è presente un picco intorno ai 15 kHz, visibile sulla destra nella prima animazione che mostra tutto lo spettro, e sulla sinistra nella seconda animazione che non è altro che un ingrandimento della gamma compresa tra 15 e 20 kHz. Lo stesso disturbo è visibile anche nello spettrogramma del disco sotto forma di sottile linea orizzontale nell’intorno dei 15.600 Hz che attraversa i canali sinistro (in alto) e destro (in basso) di tutti i movimenti della sinfonia di Dvořák. La Moldava di Smetana, che conclude il disco (all’estrema destra nel grafico), ne è invece esente (cliccare per ingrandire):

Spettrogramma del disco Dvořák / Smetana – Karajan, 1993 (DG 439 009-2), serie Karajan Gold.

Un problema legato al sibilo, che va oltre la questione della fedeltà che comunque non è di poco conto, è che potrebbe stancare l’ascoltatore soprattutto se utilizza gli auricolari, causando cefalea o ad accentuandone l’entità qualora fosse già presente; un effetto simile può verificarsi anche in presenza di un persistente rombo di sottofondo a bassissima frequenza (rumble), ma trattasi di una problematica diversa da quella che stiamo esaminando adesso.

Talvolta gli ingegneri del suono provvedono a sopprimere questo genere di disturbo in fase di masterizzazione adoperando un filtro arresta-banda (notch in inglese) a banda strettissima, centrato sulla frequenza del disturbo al fine di tagliar via solo quella; probabilmente lo fanno nei casi in cui è più evidente, ossia tipicamente quando il livello medio della registrazione è basso e quindi è più facile che il sibilo si noti, oppure quando il sibilo è troppo forte in assoluto. Anche questo intervento di rimozione è rilevabile usando l’analizzatore di spettro, il che significa che introduce una seppur minima dose di distorsione. Un esempio di registrazione in cui è stata apportata questa correzione è il Boléro di Ravel diretto da Karajan nel 1985 e rimasterizzato nel 1993 (DG 439 013-2 Karajan Gold). Osservando le due animazioni seguenti, si nota che in quella di sinistra non sono visibili anomalie, mentre nell’ingrandimento di destra si vede una valle intorno a 15.600 Hz, indice che è stato applicato il filtro notch.

Ravel: Boléro – Karajan, 1993 (0-20 kHz)

Ravel: Boléro – Karajan, 1993 (15-20 kHz)

L’intervento risulta evidente anche osservando lo spettrogramma del disco, in cui si vede una linea nera orizzontale che taglia il segnale in entrambi i canali sempre nell’intorno dei 15.600 Hz:

Spettrogramma del disco Mussorgsky / Ravel – Karajan, 1993 (DG 439 013-2), serie Karajan Gold.

È interessante notare come invece nell’edizione originale dello stesso disco (DG 413 588-2 del 1987) non sia stato applicato alcun filtraggio, col risultato che il disturbo è ben visibile come una netta linea orizzontale che attraversa i due canali dello spettogramma:

Spettrogramma del disco Mussorgsky / Ravel – Karajan, 1987 (DG 413 588-2).

Come detto, comunque, tendenzialmente i tecnici adottano un approccio prudente, evitando di maneggiare la registrazione (applicando filtri) più di quanto non sia strettamente necessario, proprio al fine di alterare il meno possibile il suono originale; la soglia oltre la quale intervenire è il vero nocciolo della questione e sicuramente qui entra in gioco non solo la competenza tecnica dell’ingegnere del suono ma anche la sua sensibilità personale che, per dirla tutta, è ciò che fa veramente la differenza. In generale comunque il principio di limitare gli interventi è assolutamente apprezzabile. Con riferimento alla registrazione di Dvořák precedentemente esaminata, personalmente avrei auspicato l’applicazione di un opportuno filtro arresta-banda limitatamente al Largo, che è il movimento caratterizzato dal livello medio più basso, e di conseguenza quello in cui il disturbo risulta più evidente e fastidioso.

Soluzioni

Risolvere questo problema per conto proprio è possibile, e si possono seguire fondamentalmente due strade: la prima consiste nell’estrarre il contenuto del CD nel computer, aprire il file audio con un’applicazione per l’editing audio, determinare l’esatta frequenza del disturbo utilizzando l’analizzatore di spettro (normalmente incluso nell’editor) e applicare un filtro notch per rimuovere la frequenza indesiderata. È evidente che questo procedimento richiede una certa dimestichezza con l’elaborazione dei segnali audio e non è quindi alla portata di tutti.

Una strada molto più percorribile è invece la seguente: considerando che ormai spessissimo si converte la musica in formato compresso (generalmente MP3) per poterla avere sempre con sé, è possibile sfruttare una caratteristica di un codificatore MP3 molto conosciuto, gratuito e di buona qualità, LAME, in modo che provveda a tagliare la frequenza indesiderata. In realtà l’intervento è abbastanza drastico in quanto taglia tutte le frequenze maggiori di 15.300 Hz, tuttavia il vantaggio di sbarazzarsi del fastidioso sibilo spesso compensa lo svantaggio di perdere le altissime frequenze al di sopra di detta soglia, le quali spesso sono già abbastanza deboli e vengono scartate automaticamente dal codificatore, che però normalmente si preoccupa di conservare il picco relativo al disturbo che vogliamo eliminare (proprio perché essendo un picco, il codificatore lo interpreta come un segnale da conservare). Per attivare il filtro descritto, che di fatto è un passa-basso, occorre aggiungere l’opzione --lowpass 15600 alla riga di comando del codificatore LAME (sì, il parametro è 15600 ma in realtà il filtro taglia a circa 15.300 Hz).
Chi utilizza Exact Audio Copy per estrarre e comprimere l’audio dei CD, può utilizzare la seguente stringa di parametri:

--preset standard -q 1 %islow%--lowpass 15600%islow% %crcenabled%-p%crcenabled% %source% %dest%

da inserire nel campo Additional command-line options (menù EAC > Compression Options…). Con questa stringa è possibile attivare facilmente il filtraggio impostando Low quality, oppure escluderlo selezionando High quality, come mostra la figura seguente.

Per gli orecchi più esigenti è possibile sostituire l’opzione --preset standard -q 1 con --preset extreme -q 0 che consente di ottenere una qualità del suono leggermente migliore; i file risultanti, tuttavia, occuperanno più spazio e la loro creazione potrebbe richiedere un po’ più di tempo.

Ad ogni modo, lo spettrogramma risultante sarà qualcosa di questo genere, dove le bande nere denotano la totale assenza di componenti frequenziali superiori a 15.500 Hz:

Spettrogramma di DG 413 588-2 dopo la compressione LAME con filtro passa basso a 15.300 Hz.

Domanda: ma senza un analizzatore di spettro, come si fa a capire se il disturbo è presente oppure no? Un metodo abbastanza semplice è ascoltare con attenzione: se il disturbo c’è ed è rilevante, si sentirà, specialmente nelle pause (ma non necessariamente tra una traccia e l’altra, dato che spesso viene inserito del silenzio artificiale). Ovviamente ne sarà fatta sempre menzione nelle recensioni di questo blog; in più nella collezione è presente l’indicazione (High Frequency Noise – disturbo ad alta frequenza) accanto agli album che presentano questo difetto.