【摘要】 隨著電視數字高清化的來臨，1920×1080高分辨率視頻及其終端帶給廣大電視觀眾的是一場視覺盛宴，然而，當我們欣賞內容豐富色彩鮮艷畫面清晰的電視節目時，卻不得不頻繁使用遙控器來調整音量，這就是電視節目的聲音響度問題。本文從存在問題到弄清響度的概念和原理，然后挖掘出響度不一致的原因并探討如何實現響度控制，還給觀眾收看電視節目帶來的視聽快感。 【關鍵詞】 聲音 聲音電平 響度 響度控制 元數據技術 杜比

一. 電視音頻播出存在的響度問題
　　從目前播出的電視節目聲音來說，大家一定發現了一個問題，那就是響度的不一致。主要體現在以下三個方面：（1）同一個節目的聲音起伏；（2）同一個頻道不同節目的音量差異；（3）不同頻道的節目音量大小不一。這些問題的存在使得觀眾在收看節目和切換頻道時要不停地調整音量的大小以適應人耳的聽覺。比如新聞節目的音量剛調好，出現了音量很大的廣告，觀眾趕快要把音量調小，否則就會覺得很吵；而廣告之后可能是電視劇，觀眾又要把音量調大，否則會聽不見臺詞。從圖1可以看出，電視音量差異給觀眾帶來的痛苦。

圖1 歐洲衛星數字電視頻道之間聲音響度差異太大引起觀眾極大痛苦

 　　廣電總局監測中心對國內不同衛星鏈路接收下來的電視節目進行測量，發現伴音響度也相差確實較大，最大的相差有28dB，同一衛星鏈路接收的同一套節目不同時段節目響度也有較大差別，最大相差近6dB。所以，當我們展望數字高清化播出所帶來更完美的視聽感受時，作為電視節目播出機構，必須對聲音播出的基本要求有一個重新審視，需要研究數字音頻的播出將會對受眾帶來何種審美感受。

二. 響度的概念和原理
　　響度(Loudness)，電信號轉換為聲波振動時度量聲音能量的一個指標，代表聲音的平均能量以及響度的舒適度，我們經常說的音量其實就代表了響度。響度是一個復雜的聲學仿真概念，更多的是代表聽眾的一種主觀感覺，用一個不太熟悉的單位“宋”(sone)來標示大小，和聲壓級、頻率有密切關系，定義1000Hz、40dB純音時響度為1sone。

　　通常，人們容易將聲音電平和響度兩個概念混淆，錯誤地理解為控制電平就是控制了響度。實際上，用客觀指標度量音頻電平本身有多種方法，如VU表、PPM表、dBFS表等，最接近人耳聽覺特性的是VU表，VU表指針或條狀圖的擺動特性可以大致描述信號還原為聲音時音量的變化，也就是人耳最終感覺到的響度變化，但也只是大致，并非特別準確，如果用PPM或dBFS數字表，則可能偏差更大，原因在于表頭的響應特性，只有VU表響應于音頻信號的準平均值，接近于聽覺特性，其余都是響應于音頻信號的峰值或準峰值，這類表頭通常只對控制信號的峰值有用。而響度的測量，過去一直被我們所忽視，直至現在也未能普及，從而造成目前電視節目響度嚴重不一致。

　　其實這跟響度本身特性是有關系的，音頻的響度是一項主觀測量指標，就其本質而言，它具有與音頻信號的實際強度相關聯的心理感受特性。不同的人對信號感知的響度也有所不同。如圖2所示，這是Extron公司將描述人類聽力范圍特性的研究結果繪成了一張聽覺反應范圍圖。最小可聽度曲線的形狀向我們表明在低聲壓級時人耳的頻響情況。較之中音頻率，在最低聽力邊界，感知低頻和高頻需要大的聲壓級提升。

　　對高頻和低頻而言，人的聽覺響應在低聲強始終不足。但是人耳對300-6000Hz左右的頻段特別敏感。這恰巧是包含大部分人講話模式的聲音以及嬰兒啼哭的音調的頻率范圍。對于平均背景聲壓級，低聲壓下的滾降響應讓我們在存在低頻或高頻噪聲時更容易聽清并理解人們講話。

三. 聲音響度不一致的基本原因
　　究其根本原因，還是在于廣電總局對于音頻響度方面標準的模糊，主要表現在：模擬基準電平不統一（存在著0dBu、+4dBu、+6dBu、+8dBu等各種模擬工作電平）；數字基準電平不統一（一種-20dBFS的SMPTE標準設備，另一種-18dBFS的EBU標準設備）；峰值儲備使用不一致（峰值儲備越高的設備制作或播出的節目信號響度就越低）；還有就是對混合系統的模擬和數字電平校準關系不準確（如采用滿度電平對齊，會使數字播出系統中原錄為模擬的節目聲音比原錄為數字的節目響6dB）。

圖2 人類聽覺響應頻率

　　其次，各制作播出機構在節目音頻的制作、傳輸和播出過程中，使用電平監測儀表配置不當，使用音頻壓縮限幅設備進行動態處理不當，還有在數字播出系統中加自動電平控制器，這些都會影響到節目最終還原的響度。

四. 響度控制的實現
　　事實上，對音頻響度控制的兩個最重要環節就是制作與播出。首先討論播出環節，作為播出系統首先要保證送出去的信號是標準的，因此一直以來播出系統對音頻信號基本不做處理，一般不輕易手動調整。但是現代廣播電視技術的發展要求我們在確保安全播出的前提下做到優質播出，所以在播出系統中增加數字音頻信號自動響度控制設備勢在必行，自動響度控制設備可以控制播出節目的整體平均響度及峰值電平，通過設備的參數調整使各頻道有一個統一的響度，而且各頻道中不同類型的節目響度也會相應均衡，這樣在觀眾收看節目時，不會覺得節目音量的跳躍性太高，產生煩躁感。近年來，一些著名的音頻廠商加強了對響度測量及控制的重視，他們用DSP處理的方法，直接分析音頻信號，給出信號還原時標準的響度值并用傳統的電平表示(響度電平)。目前適用于播出線的主要有T．C．Electronics公司的DB-4、DB-8以及德國JUNGER公司基于Level magic的設備。

　　最重要的其實是制作環節，節目聲音響度不一致的問題主要靠規范電視節目制作才能得到有效根本的解決。當前節目制作采用的測量技術主要是依賴“PPM”表以及“VU”表來估算節目素材的響度，但是這兩種方法都無法反映出觀眾在家里聽到這些節目時感覺的響度到底是多大。觀眾的感知是基于一些諸如人耳的頻率響應，以及信號的平均電平等因素，而不是信號的峰值。在響度控制方面，杜比實驗室進行了長期的研究工作并積累了大量的經驗，先后推出了基于Leq(A)特性并且榮獲艾米獎的LM100響度測試儀和基于文件處理的響度控制器DP600。

　　杜比LM100廣播響度測試儀能夠測量節目的主觀響度，且結果的顯示是簡單易懂的數字形式。為了再現家庭觀眾的習慣，引入了“對白智能化”的概念，這種功能可以讓響度測量設備根據對白，自己控制測量，以得到更精確，更可靠的結果。其基本原理是元數據技術控制還原，所謂元數據指的主要是AC-3、杜比E、杜比數字和杜比數字+等，杜比元數據技術的特點是它不對信號進行任何處理，只是分析出節目信號的響度大小，響度值就是元數據的內容，然后在接收終端比如機頂盒中讀取元數據并做出正確的響度還原。這樣就要求每個用戶都具備支持元數據的機頂盒或解碼器，這對剛剛完成數字化轉換的國情來說是一個不小的難題，不過展望數字高清化的將來，杜比E音頻的應用將能很好的采用元數據技術。 [Page]

　　那么在數字標清的今天，有沒有更好的技術能夠在現有終端技術的情況下更好解決節目響度問題呢？現在杜比提供了一個解決方案，其中關鍵是杜比DP600節目優化工具。DP600是專門針對文件處理的工具，可以重新處理、定位、應用音頻文件的工具，特別是在多介質、多功能的網絡平臺上，能夠實現轉碼和自動校正功能。它不僅可以處理杜比格式，而且能夠處理線性的PCM文件、MPEG-1 L2等多種音頻格式，支持許多BWF文件。不同格式的文件一進入制播網即可采用DP600進行預處理，轉碼為統一的格式，經過非線性編輯、媒資交換最后再轉碼打包進行播出。

五. 結語
　　電視節目是一種文化商品，質量同樣應該得到保證。大家所看到的電視節目是通過支付收視費和接受廣告換來的，但大家也都感受到了電視臺節目的聲音有大有小，觀眾需要不停地調整音量，這說明電視節目的聲音質量是不合格的。作為電視技術人員，我們要意識到解決響度問題提高質量這個任務的緊迫性，并且有步驟的實施，第一步我們需要對當前播出響度的狀況有準確的測量，需要準確了解各類型節目的平均響度，第二步借助一定的設備，在制作階段控制好節目的平均響度并且標準化，尤其是人物對白的響度；最后控制節目播出的響度，給觀眾帶去更美好的視聽感受。B&P

參考文獻：
[1]婁煒,環繞聲電視劇的制作與重放.《家庭影院技術》, 2007(5):50-51
[2]Steve Somers,神奇的響度控制.《傳播與制作》, 2006(12)  
[3]周斌,電視播出系統中的響度控制.《廣播與電視技術》, 2008(6)