【摘要】 我們在日常收看電視時能看到很多類型的電視節目，如影視、音樂電視、紀錄片、廣告、談話和實況類。這些節目的平均響度有很大的差異，為了讓看電視節目者在使用遙控器選擇要看的節目時使跳變的節目聲響或大或小不至于讓人煩。建議對播出的節目進行聲音優化處理。
【關鍵詞】 響度 PPM表 VU表 參考電平 聲音優化處理
當人們在使用搖控器選擇自己想要收看電視節目時聽到的音量常常是不同的，聲音一會兒輕一會兒響，更有甚者某些節目的音量響度讓人感到煩，有時在不經意的情況下使人往往有一種受驚感，這不是夸大，而是事實。究起原因有三：
1.在節目制作中的責任性問題，對音頻沒有按照要求控制好，音頻節目響度和真實峰值音頻電平考慮不夠，使得音量調整的過大或過小。
2.在制作節目中的故意性，如一些廣告制作商制作的廣告、節目預告篇等節目為了要達到讓人們有更大主意的目的，大都使用了壓/限（3段或4段）處理，通過對動態處理特意把節目聲音的動態范圍降低，平均能量大大提高，聽起來使得響度很大。
3.在一些影視等節目中，這些節目的本身動態范圍很大，造成了響度過大。
對于以上問題隨著高清電視的普及，問題的嚴重性會比現在的標清電視更突出。有關以上的問題，人們一直在尋找用自動化的技術方案來解決音頻電平問題。
有關響度差異的一些基本看法
聲音的強弱叫做響度，響度是感覺判斷的聲音強弱，即聲音響亮的程度。眾所周知人們對響度有兩種不同的看法：一為感覺響度；二為感知響度。
感覺響度：它直接關系到人耳內神經活動，因此它可以用數學模型來表示的，目前常用感覺響度表來表示。
感知響度：它是指有關的聽眾感興趣的聲音，沒有真正的模型可建，不同的聽眾有不同的響應。此感覺也就是人們常說的“雞尾酒會效應”，它是指人的一種聽力選擇能力，在這種情況下，注意力集中在某一個人的談話之中而忽略背景中其他的對話或噪音。該效應揭示了人類聽覺系統中令人驚奇的能力，使我們可以在噪聲中談話。
從上述情況來看，通常絕大數用響度電平來表示。每個人都能夠鎖定一個談話的內容，但是沒有一款儀表可用來表達聽眾注意力的值。
為了要在廣播電視環境中有一個比較好的響度標準，國際電信聯盟(ITU)綜合了這二種因素制定了ITU-R BS.1770標準，這種用來測量音頻節目響度和真實峰值音頻電平的算法規則是測量響度的一種方法。
節目響度表
電平表
模擬峰值表，通常被稱為PPM表，常在歐洲廣播和電視、電影中使用。它們使用的5-10毫秒積分時間，因此不會顯示最短節目峰值。這一系列的表在國際電工委員會（IEC 268 [4]）和德國的DIN標準(DIN 45406)文件中被定義為一種標準。
VU表，由貝爾實驗室在1930年后期發明的，它顯示很少的瞬時信息，因為指針偏離到99％刻度時信號必需持續300毫秒左右。在數字領域，數百取樣在高峰值時沒法在PPM或VU表上顯示，但是過載仍然可以發生。因此，以數字取樣為基礎的數字表顯示峰值比比模擬PPM讀高3-5分貝，比VU表讀高16-20分貝，即便使用正弦波參考震蕩信號也是如此。
制作類節目中的參考電平
在電影，后期制作和廣播電視制作，人們常會設置一個參考線，在參考線這一點的電平通常被定義為參考電平，也是被認為正常的操作電平。對白的語言電平就定在此附近，參考電平通常是對應著這些對話，這也就是說校準音調的標準電平。
在歐洲廣播，參考電平定在-18dBFS歐洲廣播聯盟(EBU R68)，在美國被定在-20dBFS電影電視工程師協會（SMPTE RP155）。
PPM和VU電平相對應的感覺響度-正常值(由J.R. Emmet)
從以上的圖中我們可以看到男人和女人、各樂器之間用VU表和PPM表參考值是不同的，就算是用同一音量表測得各樂器的參考值也不同，噪聲也是如此。
在電視廣播中，我們在家收看電視節目時常常需要切換頻道來選擇自己想要看的節目，而這些節目中的音頻材料內容可以是音樂、語音和影視其它等等，此類音頻素材內容的主觀響度有著顯著的差異。人們通常使用主觀節目聲音響度來測量和控制，但是，這時很難的，響度的感覺是根據平均電平和頻響來定的，收聽者調整音量大都是根據節目中的對話可聽懂度來定的，所以節目中的對話響度已成為我們控制音量的中心參照物。
對一些節目的探討
1.音樂制作/碟片出版
制作過程有錄音（前期錄音、后期混音），CD/DVD母版制作，碟片出版。對于制作，峰值電平盡量接近0dBFS,沒有必要留有峰值余量，動態范圍可根據音樂內容來定。碟片出版后，由于沒有像看電視常需要切換頻道而引起節目素材跳變而造成響度感覺問題，當然沒有廣告插入問題。
2.廣播電臺廣播
有節目錄音制作，聲音處理，廣播發射。制作要盡可能峰值接近100%調制，動態范圍要根據發射機的動態范圍來定，達到最響，由于經過若干次的聲音處理，或多或少對節目素材的：“壓擴”，但是沒有明顯的問題。
3.電影制作/電影放映
制作過程有前期錄音，后期混音制作，電影放映。所有電平平衡主要面向杜比規范，要在影院內還原巨大的動態范圍（再現非常高聲壓的峰值電平），響度差異要根據影片劇情內容，但是，仍然存在電影和廣告之間的響度差異問題，如何解決響度問題？
- 電影業已建立了響度測量標準
- 長期使用平均測量（Leq）值表（非常接近主觀印象）
- 模型的表示來自杜比（關鍵的解決方案）
另外
- 影片內容的電平沒有正真地涉及，它是利用多通道編碼器來解決的。
- 所有參與制作的人員都經過了嚴格訓練。
4. 電視廣播
有后期制作，聲音處理，廣播分發（高頻發射、有線傳輸）。制作的電平主要面向國際電聯/歐洲廣播聯盟的建議，混合的節目內容（影視、音樂、專題、 廣告 、實況制作、談話類等節目 ） 峰值和信號密度變化很大，因此有不同響度感覺，不同的傳輸鏈路（含數字，編碼的多通道傳輸，標準的模擬2通道傳輸），
電視廣播的響度問題
在一個電視頻道中有不同類型的節目,如影視、音樂電視、紀錄片、廣告、談話及實況類等節目。而不同類型的節目有不同的響度電平，看下圖。在數字電視廣播中提高的動態范圍使問題變得更糟。以下是不同節目的平均響度： [Page]
對于不壓縮信號，不同節目的平均
響度呈現很大差異(由杜比實驗室
提供)/傳統的廣播音頻大量地被壓縮，平
均響度仍然各不相同(有杜比實驗室
提供)
從以上圖中可以看到，它們有不同的動態范圍和不同的響度電平。非常關鍵的是實況制作，特別是最大的一部分講話內容。要解決好廣告、實況節目或影視節目之間的響度差異。人們曾經測試了一些做的比較好的廣告的響度，它們在處理音頻上非常有經驗，音頻的平衡度和響度處理的都非常好，電平不高響度很響，如果要和其它類節目在響度上接近至少要減少3-5分貝之多。為了要解決以上問題，我們必須要找到一種解決方案—即在看電視節目者要用遙控器調整節目音量電平之前讓它能自動控制響度。
電視節目響度控制討論
對于要做好電視節目的響度控制，目前可用以下的幾種處理方式：
1.采用比較傳統的方法來控制，首先要知道各類節目的本身信號特性，如影視類節目通常有很好平衡度和有很大的動態范圍，在送入播出像帶和播出硬盤之前動態范圍要減小。對音樂電視、紀錄片、廣告類節目一般是直接可播出的，沒有進一步處理的需求。談話及實況類節目的電平平衡和動態范圍控制相對困難一點，在送入播出像帶和播出硬盤之前希望要對語音做一些高質量處理和動態范圍的加工。最后建議在這些信號發送前要通過一臺數字傳輸處理器，對電平進行平衡和響度控制。但必須保證所有的動態范圍處理在制作到發射鏈路中必須沒有人為的東西產生。
比較傳統的方法處理響度示意圖
2.采用響度表來控制傳送處理器的方法實現對響度的控制，具體做法是要把播出的節目同時送入響度表和傳輸處理器，通過響度表對各類節目的數據采集，利用響度表上報警輸出口中的輸入過載、過調制、過上門限、輸出低于閾值、AES失落、對白電平歸一化輸出、輸出誤差、輸出故障等報警輸出來控制傳輸處理器，使傳輸處理器根據響度表實時采集到的信號來調用相對應的處理程序對節目進行最佳化響度處理。這種處理的方法能滿足PCM和杜比E格式的輸入。
使用響度表來控制響度的示意圖
3.一種結合硬盤播出的響度處理處理方式，因為所有的播出節目都已通過節目攝取服務器變成了文件格式，這些文件再通過網絡傳給節目優化處理器，然后對節目文件進行處理，處理后再送入至播出服務器進行播出。節目優化處理器可對編碼的音頻數據類型，包括元數據，例如杜比數字、杜比數字+、杜比脈沖和杜比E處理，這些處理是通過自動分析音頻數據流，然后比較與流的元數據的分析再確定響度的。如果發現不匹配的節目優化處理器會自動更正，無需解碼和重新編碼的元數據值。當然節目優化處理器還必須要能處理沒有元數據的文件節目，例如MPEG-1 LII和LPCM，對于這些音頻數據類型的節目，響度優化進程是通過自動分析音頻流然后再比較用戶設定的響度值來確定的。如果偵測的不匹配，有關節目優化處理器將自動縮放響度匹配目標值，但是此處理的方法目前不是實時的。
居于文件格式的響度處理示意圖
結束語
對于節目的響度控制不管用什么方法來處理必須要做到：
1.從用戶角度來看
應該用一個令人滿意的方式來控制峰值電平和響度，在控制的過程中絕對不能改變節目素材的聲音，聽不到有音頻處理的痕跡，理想的狀態最好使用一臺可適用于各種不同節目類型的設備，容易使用。
2.從技術角度來看
設備要基于DSP的音頻處理（軟件可更新），通過處理后要得到最小延遲時間，可提供各種I/O接口（模擬的AES/EBU，SDI嵌入音頻）、網口，易于數字化、網絡化集成分配，處理特性使用與所有各廣播應用（制作、轉播、ENG/SNG、播出、傳送和其它），靈活的訪問和遠程操作控制。
如果我們目前在標清電視時代不能很好的解決節目響度問題，不久迎來的高清電視節目時代響度的問題會更突出。B&P