【摘要】 我們?cè)谌粘Ｊ湛措娨晻r(shí)能看到很多類型的電視節(jié)目，如影視、音樂電視、紀(jì)錄片、廣告、談話和實(shí)況類。這些節(jié)目的平均響度有很大的差異，為了讓看電視節(jié)目者在使用遙控器選擇要看的節(jié)目時(shí)使跳變的節(jié)目聲響或大或小不至于讓人煩。建議對(duì)播出的節(jié)目進(jìn)行聲音優(yōu)化處理。
【關(guān)鍵詞】 響度  PPM表  VU表  參考電平  聲音優(yōu)化處理

　　當(dāng)人們?cè)谑褂脫u控器選擇自己想要收看電視節(jié)目時(shí)聽到的音量常常是不同的，聲音一會(huì)兒輕一會(huì)兒響，更有甚者某些節(jié)目的音量響度讓人感到煩，有時(shí)在不經(jīng)意的情況下使人往往有一種受驚感，這不是夸大，而是事實(shí)。究起原因有三：

　　1.在節(jié)目制作中的責(zé)任性問題，對(duì)音頻沒有按照要求控制好，音頻節(jié)目響度和真實(shí)峰值音頻電平考慮不夠，使得音量調(diào)整的過大或過小。

　　2.在制作節(jié)目中的故意性，如一些廣告制作商制作的廣告、節(jié)目預(yù)告篇等節(jié)目為了要達(dá)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(duì)動(dòng)態(tài)處理特意把節(jié)目聲音的動(dòng)態(tài)范圍降低，平均能量大大提高，聽起來(lái)使得響度很大。

　　3.在一些影視等節(jié)目中，這些節(jié)目的本身動(dòng)態(tài)范圍很大，造成了響度過大。

　　對(duì)于以上問題隨著高清電視的普及，問題的嚴(yán)重性會(huì)比現(xiàn)在的標(biāo)清電視更突出。有關(guān)以上的問題，人們一直在尋找用自動(dòng)化的技術(shù)方案來(lái)解決音頻電平問題。
 
　　有關(guān)響度差異的一些基本看法

　　聲音的強(qiáng)弱叫做響度，響度是感覺判斷的聲音強(qiáng)弱，即聲音響亮的程度。眾所周知人們對(duì)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(guān)系到人耳內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)，因此它可以用數(shù)學(xué)模型來(lái)表示的，目前常用感覺響度表來(lái)表示。

　　感知響度：它是指有關(guān)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(yīng)。此感覺也就是人們常說的“雞尾酒會(huì)效應(yīng)”，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(gè)人的談話之中而忽略背景中其他的對(duì)話或噪音。該效應(yīng)揭示了人類聽覺系統(tǒng)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(lái)看，通常絕大數(shù)用響度電平來(lái)表示。每個(gè)人都能夠鎖定一個(gè)談話的內(nèi)容，但是沒有一款儀表可用來(lái)表達(dá)聽眾注意力的值。

　　為了要在廣播電視環(huán)境中有一個(gè)比較好的響度標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)綜合了這二種因素制定了ITU-R BS.1770標(biāo)準(zhǔn)，這種用來(lái)測(cè)量音頻節(jié)目響度和真實(shí)峰值音頻電平的算法規(guī)則是測(cè)量響度的一種方法。

　　節(jié)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(shí)間，因此不會(huì)顯示最短節(jié)目峰值。這一系列的表在國(guó)際電工委員會(huì)（IEC 268 [4]）和德國(guó)的DIN標(biāo)準(zhǔn)(DIN 45406)文件中被定義為一種標(biāo)準(zhǔn)。

　　VU表，由貝爾實(shí)驗(yàn)室在1930年后期發(fā)明的，它顯示很少的瞬時(shí)信息，因?yàn)橹羔樒x到99％刻度時(shí)信號(hào)必需持續(xù)300毫秒左右。在數(shù)字領(lǐng)域，數(shù)百取樣在高峰值時(shí)沒法在PPM或VU表上顯示，但是過載仍然可以發(fā)生。因此，以數(shù)字取樣為基礎(chǔ)的數(shù)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(hào)也是如此。

　　制作類節(jié)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(huì)設(shè)置一個(gè)參考線，在參考線這一點(diǎn)的電平通常被定義為參考電平，也是被認(rèn)為正常的操作電平。對(duì)白的語(yǔ)言電平就定在此附近，參考電平通常是對(duì)應(yīng)著這些對(duì)話，這也就是說校準(zhǔn)音調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電平。

　　在歐洲廣播，參考電平定在-18dBFS歐洲廣播聯(lián)盟(EBU R68)，在美國(guó)被定在-20dBFS電影電視工程師協(xié)會(huì)（SMPTE RP155）。

 
PPM和VU電平相對(duì)應(yīng)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(cè)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?cè)诩沂湛措娨暪?jié)目時(shí)常常需要切換頻道來(lái)選擇自己想要看的節(jié)目，而這些節(jié)目中的音頻材料內(nèi)容可以是音樂、語(yǔ)音和影視其它等等，此類音頻素材內(nèi)容的主觀響度有著顯著的差異。人們通常使用主觀節(jié)目聲音響度來(lái)測(cè)量和控制，但是，這時(shí)很難的，響度的感覺是根據(jù)平均電平和頻響來(lái)定的，收聽者調(diào)整音量大都是根據(jù)節(jié)目中的對(duì)話可聽懂度來(lái)定的，所以節(jié)目中的對(duì)話響度已成為我們控制音量的中心參照物。

　　對(duì)一些節(jié)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(duì)于制作，峰值電平盡量接近0dBFS,沒有必要留有峰值余量，動(dòng)態(tài)范圍可根據(jù)音樂內(nèi)容來(lái)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(jié)目素材跳變而造成響度感覺問題，當(dāng)然沒有廣告插入問題。

　　2.廣播電臺(tái)廣播

　　有節(jié)目錄音制作，聲音處理，廣播發(fā)射。制作要盡可能峰值接近100%調(diào)制，動(dòng)態(tài)范圍要根據(jù)發(fā)射機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)定，達(dá)到最響，由于經(jīng)過若干次的聲音處理，或多或少對(duì)節(jié)目素材的：“壓擴(kuò)”，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(guī)范，要在影院內(nèi)還原巨大的動(dòng)態(tài)范圍（再現(xiàn)非常高聲壓的峰值電平），響度差異要根據(jù)影片劇情內(nèi)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(yè)已建立了響度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)

　　- 長(zhǎng)期使用平均測(cè)量（Leq）值表（非常接近主觀印象）

　　- 模型的表示來(lái)自杜比（關(guān)鍵的解決方案）

　　另外

　　- 影片內(nèi)容的電平?jīng)]有正真地涉及，它是利用多通道編碼器來(lái)解決的。 

　　- 所有參與制作的人員都經(jīng)過了嚴(yán)格訓(xùn)練。

　　4. 電視廣播

　　有后期制作，聲音處理，廣播分發(fā)（高頻發(fā)射、有線傳輸）。制作的電平主要面向國(guó)際電聯(lián)/歐洲廣播聯(lián)盟的建議，混合的節(jié)目?jī)?nèi)容（影視、音樂、專題、 廣告 、實(shí)況制作、談話類等節(jié)目 ） 峰值和信號(hào)密度變化很大，因此有不同響度感覺，不同的傳輸鏈路（含數(shù)字，編碼的多通道傳輸，標(biāo)準(zhǔn)的模擬2通道傳輸），

　　電視廣播的響度問題

　　在一個(gè)電視頻道中有不同類型的節(jié)目,如影視、音樂電視、紀(jì)錄片、廣告、談話及實(shí)況類等節(jié)目。而不同類型的節(jié)目有不同的響度電平，看下圖。在數(shù)字電視廣播中提高的動(dòng)態(tài)范圍使問題變得更糟。以下是不同節(jié)目的平均響度： [Page]

 
對(duì)于不壓縮信號(hào)，不同節(jié)目的平均
響度呈現(xiàn)很大差異(由杜比實(shí)驗(yàn)室
提供)/傳統(tǒng)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(shí)驗(yàn)室
提供)

　　從以上圖中可以看到，它們有不同的動(dòng)態(tài)范圍和不同的響度電平。非常關(guān)鍵的是實(shí)況制作，特別是最大的一部分講話內(nèi)容。要解決好廣告、實(shí)況節(jié)目或影視節(jié)目之間的響度差異。人們?cè)?jīng)測(cè)試了一些做的比較好的廣告的響度，它們?cè)谔幚硪纛l上非常有經(jīng)驗(yàn)，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(jié)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(jié)目者要用遙控器調(diào)整節(jié)目音量電平之前讓它能自動(dòng)控制響度。

　　電視節(jié)目響度控制討論

　　對(duì)于要做好電視節(jié)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(tǒng)的方法來(lái)控制，首先要知道各類節(jié)目的本身信號(hào)特性，如影視類節(jié)目通常有很好平衡度和有很大的動(dòng)態(tài)范圍，在送入播出像帶和播出硬盤之前動(dòng)態(tài)范圍要減小。對(duì)音樂電視、紀(jì)錄片、廣告類節(jié)目一般是直接可播出的，沒有進(jìn)一步處理的需求。談話及實(shí)況類節(jié)目的電平平衡和動(dòng)態(tài)范圍控制相對(duì)困難一點(diǎn)，在送入播出像帶和播出硬盤之前希望要對(duì)語(yǔ)音做一些高質(zhì)量處理和動(dòng)態(tài)范圍的加工。最后建議在這些信號(hào)發(fā)送前要通過一臺(tái)數(shù)字傳輸處理器，對(duì)電平進(jìn)行平衡和響度控制。但必須保證所有的動(dòng)態(tài)范圍處理在制作到發(fā)射鏈路中必須沒有人為的東西產(chǎn)生。

比較傳統(tǒng)的方法處理響度示意圖

 　　2.采用響度表來(lái)控制傳送處理器的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)響度的控制，具體做法是要把播出的節(jié)目同時(shí)送入響度表和傳輸處理器，通過響度表對(duì)各類節(jié)目的數(shù)據(jù)采集，利用響度表上報(bào)警輸出口中的輸入過載、過調(diào)制、過上門限、輸出低于閾值、AES失落、對(duì)白電平歸一化輸出、輸出誤差、輸出故障等報(bào)警輸出來(lái)控制傳輸處理器，使傳輸處理器根據(jù)響度表實(shí)時(shí)采集到的信號(hào)來(lái)調(diào)用相對(duì)應(yīng)的處理程序?qū)?jié)目進(jìn)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(lái)控制響度的示意圖

　　3.一種結(jié)合硬盤播出的響度處理處理方式，因?yàn)樗械牟コ龉?jié)目都已通過節(jié)目攝取服務(wù)器變成了文件格式，這些文件再通過網(wǎng)絡(luò)傳給節(jié)目?jī)?yōu)化處理器，然后對(duì)節(jié)目文件進(jìn)行處理，處理后再送入至播出服務(wù)器進(jìn)行播出。節(jié)目?jī)?yōu)化處理器可對(duì)編碼的音頻數(shù)據(jù)類型，包括元數(shù)據(jù)，例如杜比數(shù)字、杜比數(shù)字+、杜比脈沖和杜比E處理，這些處理是通過自動(dòng)分析音頻數(shù)據(jù)流，然后比較與流的元數(shù)據(jù)的分析再確定響度的。如果發(fā)現(xiàn)不匹配的節(jié)目?jī)?yōu)化處理器會(huì)自動(dòng)更正，無(wú)需解碼和重新編碼的元數(shù)據(jù)值。當(dāng)然節(jié)目?jī)?yōu)化處理器還必須要能處理沒有元數(shù)據(jù)的文件節(jié)目，例如MPEG-1 LII和LPCM，對(duì)于這些音頻數(shù)據(jù)類型的節(jié)目，響度優(yōu)化進(jìn)程是通過自動(dòng)分析音頻流然后再比較用戶設(shè)定的響度值來(lái)確定的。如果偵測(cè)的不匹配，有關(guān)節(jié)目?jī)?yōu)化處理器將自動(dòng)縮放響度匹配目標(biāo)值，但是此處理的方法目前不是實(shí)時(shí)的。

居于文件格式的響度處理示意圖

　　結(jié)束語(yǔ)

　　對(duì)于節(jié)目的響度控制不管用什么方法來(lái)處理必須要做到：

　　1.從用戶角度來(lái)看

　　應(yīng)該用一個(gè)令人滿意的方式來(lái)控制峰值電平和響度，在控制的過程中絕對(duì)不能改變節(jié)目素材的聲音，聽不到有音頻處理的痕跡，理想的狀態(tài)最好使用一臺(tái)可適用于各種不同節(jié)目類型的設(shè)備，容易使用。

　　2.從技術(shù)角度來(lái)看

　　設(shè)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(shí)間，可提供各種I/O接口（模擬的AES/EBU，SDI嵌入音頻）、網(wǎng)口，易于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化集成分配，處理特性使用與所有各廣播應(yīng)用（制作、轉(zhuǎn)播、ENG/SNG、播出、傳送和其它），靈活的訪問和遠(yuǎn)程操作控制。
如果我們目前在標(biāo)清電視時(shí)代不能很好的解決節(jié)目響度問題，不久迎來(lái)的高清電視節(jié)目時(shí)代響度的問題會(huì)更突出。B&P