Michel Proulx
Miranda首席技術官

　　在目前，全球數字化視頻的過程出現問題最主要實際上不是視頻的問題，而是音頻的問題。音頻之中最主要的問題就是響度的問題。第一是頻道和頻道之間的響度問題，第二就是節目和節目之間的響度的問題。響度存在有個響度測量的問題，響度不完全是簡單的音頻電平高低的問題，不同的人對響度的感受是不同的，更多的是一種人的主觀感覺。相對于音頻電平的調整，更復雜的是響度控制的問題。響度測量不僅僅需要測量音頻電平的高低，也包含了聲音的不同頻率響應。包括高頻和低頻部分，也包含了響度持續的時間，所以是比較復雜的問題。

 　　圖1介紹ITU-R BS.1770的標準，我們舉例5.1的聲道，通常會獨立地去測量每個通道音頻的響度。每一個通道之后相對有單獨的濾波器，針對頻率部分單獨地去做響度濾波，給下一步的測量做準備。對5.1有些聲道是比較的重要，所以有單獨兩個環繞聲道有爭議的調整，只是針對高頻部分，低頻基本上被忽略掉了，這是及時的響度的處理過程。

　　響度測量更多的是要基于一段時間內平均測量的值得到的相對比較準確的響度值。在杜比推薦做響度測量的方案中，它只對說話的聲音做檢測，基本對其他的聲音不做任何的處理。對于EBU推薦的標準，這是歐洲的標準，它推薦的不僅僅是說話的聲音的測量，而是對整個節目所有的素材里的聲音都做測量。目前存在的兩個響度的問題，其中之一是頻道和頻道之間存在聲音響度的問題；更多的遇到的是節目和節目之間有響度的問題，在一個臺每一個頻道播出的節目和廣告之間的響度的問題，接下來先介紹素材和素材之間響度的問題。

　　圖2是一段比較長的片斷，片斷的音頻響度值構成一個不同的曲線，在同一個節目之間有可能突然會出現聲音的響度的波峰，也同時有可能有波谷的值，所以是呈現一條曲線波動的。因此整個音頻存在所謂的動態范圍，基本上從波峰到波谷動態變化的范圍，被稱為整個節目中音頻響度的動態范圍。相對于整個節目來說，針對最高最低有一個平均的響度值的水平。這個刻度值表明了目前音頻的平均的響度值。

 　　圖3演示簡單的節目和廣告之間的片斷，左邊看到視頻播放的節目和接下來的廣告，右邊是響度測量的實時的值。

　　這是響度值不做任何處理的時候，剛才是正常播的電視劇中間插播廣告的時候，聲音會突然地變高。

　　相對于它兩個值這邊是-27LKFS，節目是-21LKFS，它們之間的差別非常大。正常的節目沒有任何的問題，問題是在插播中間的廣告中出現了音頻的問題，插入廣告平均的響度值和正常節目的響度值是不同的，會出現突然的音頻的跳變，這兩個響度值根本不匹配，帶來的問題是我們聽到的聲音忽高忽低。

　　在一個臺里有不同的節目來源有演播室、服務器以及外來的信號等等，可能會存在不同的問題，以下將具體說明如何相應進行解決。

　　不同的節目會有不同的響度值，要解決這些問題要有相應的處理設備把響度值統一到我們的希望值的水平。通常來說是在后面切換臺之后加上響度的控制器才糾正響度的問題，我們叫ALC這是自動響度處理。

 　　圖5是通過自動響度控制的處理，經過了處理之后我們可以明顯地感到音頻的變化是比較的溫和，不會出現非常大的跳變，可以看到整個響度值是降下來了，因為聲音會有不同的波動，自動響度控制改變了響度值但并沒有改變音頻的曲線，曲線是基本上跟原來是吻合的。

　　接下來介紹如何用相應的設備來處理音頻響度的問題，對我們來說我們是將響度處理作為上下變換器或幀同步器上作為一個選件來實現響度控制。也是基于“ITU-R BS.1770”的標準先測量輸入音頻實際的響度值，把實際測量的值和希望的值做一個比較，兩個值之間如果有不同的時候通過動態的音頻響度處理來去實時地處理音頻值的差別。響度的控制跟AGC自動增益的控制還不一樣，增益只是控制電平，而響度控制要處理的事情要更復雜，處理的內容也更多。一些人認為好的音頻是一種好的享受，我們希望能夠在不增加設備的情況下給我們帶來更好的專業級的音頻的享受。

 　　目前我們提供了三種響度處理的選件，第一是LINEAR ACOUSTIC的方案，第二是JUNGER的方案，第三是Miranda自己的方案，我們綜合前兩種的優點開發了自己的響度控制方案，不同的方案可以給用戶提供更好的選擇，用戶傾向于用哪種音頻解決方案可以自行選擇如圖6。

 　　從圖7中可以看出，目前大部分在做音頻處理的時候需要額外的響度控制器，而我們把這些獨立的音頻響度控制設備集成到上下交叉變換處理器板上。對最終用戶來說整個系統變得更加的簡單，可以花更少的費用讓系統變得更安全。

　　一個潛在的問題，在這張示意圖中，外面來的信號有可能已經符合我最終希望的值（綠色顯示），不需要做任何的調整直接音頻進出都沒有任何的問題。有可能會存在過來的信號我們不知道有沒有問題，我也不知道過來的信號到底是好的還是對的，這里的好壞是相對音頻響度值的不同的問題。如果過來的音頻沒有問題，之前做的節目已經把音頻做好了，這時候還用ALC的控制會發生什么呢？有一些節目動態變化不是很大，比如說直播、新聞，本身音頻沒有什么問題。對這些節目即使做了處理也不會造成很大的影響，因為原始的音頻動態變化不大，即使加上處理也不會有太大的影響。有些節目，比如電影、戲劇本身音頻的動態范圍非常大，響度變化非常大，如果進行處理就會把整個動態范圍縮減。問題是不同的節目和廣告之間怎么去控制音頻的跳變的問題。在播出當前進來的音頻需要不需要做處理，如果不知道過來的音頻到底是怎樣的我們要做這樣的處理。因此對已知過來的節目音頻已經符合預期，我們可以通過自動控制決定響度控制是直接旁通還是處理，這個可以根據我們的需要由播控軟件，或者是手動GPI的面板去進行控制。對于一個不需要做音頻處理的節目，我們的節目不做任何的改變，整個的原始動態范圍仍然是保持原始狀態，當不知道或者是沒有旁通的素材自動響度控制處理的時候是非常快速的過程，可以很快速地就可以把音頻問題進行處理。

 　　如何解決頻道和頻道之間的響度的控制問題。比如兩個不同的電視臺每個電視臺都有多頻道的播出，一種是每個電視臺都約定俗成，約定共同的標準比如說-24 LKFS，大家都會匹配這個值，在美國目前定的是-24 LKFS，歐洲定的是-23 LKFS。另外一種，AC-3音頻可以把響度值寫到元數據中，對于不同的電視臺可以有自己的值，但需要將響度值正確的寫到刻度值當中。比如不同的電視臺有不同的標準，第一是-24 LKFS另一個是-28 LKFS都可以，因為最終接收進行音頻解碼的時候可以根據元數據里面標示的值正確地去解（見圖8）。[Page]

 　　圖9為美國NBC電視臺響度控制的實例。B&P