淺談播出系統(tǒng)中的響度控制

1、淺談播出系統(tǒng)中的響度控制淺談播出系統(tǒng)中的響度控制一、電視音頻播出中的響度問題從目前電視觀眾收看的電視節(jié)目來看，大家經(jīng)常被這樣一個問題所困擾，就是響度的不一致。主要是以下三個原因：同一個節(jié)目的聲音起伏，同一個頻道不同節(jié)目的音量差異，不同頻道的節(jié)目音量大小不一。這些問題使得觀眾在收看節(jié)目和切換頻道時要不停地調(diào)整音量的大小以適應(yīng)人耳的聽覺。二、與響度相關(guān)聯(lián)的幾個根本概念1、聲音Vie，能被人耳所感知的稱聲音，它由空氣振動形成，會沿著一定方向進(jìn)展擴(kuò)散、折射或反射。2、音頻信號Audi，用話筒一類的聲能轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化而來的聲音信號。3、噪聲Nise，對我們來說能聽到聲音就是信息，其他聲音可以認(rèn)為是噪聲，這

2、就是環(huán)境噪聲或本底噪聲的概念。不同的環(huán)境噪聲，將對有用信息產(chǎn)生選擇性，有些有用的信息可能會被環(huán)境噪聲吞沒。4、響度Ludness，電信號轉(zhuǎn)換為聲波振動時度量聲音能量的一個指標(biāo)，我們說的音量其實就代表了響度。用單位sne來表示，它和聲壓級、頻率有親密關(guān)系，響度代表聲音的平均能量以及響度的舒適度與聲音的聲壓級有關(guān)。5、動態(tài)范圍DynaiRange，人耳可感知的聲音在20Hz20kHz范圍，但是動態(tài)范圍卻非常大，自然界從可感知的最微弱的聲音到耳膜無法承受的聲音，動態(tài)超過145dB，如此寬的動態(tài)范圍，在轉(zhuǎn)換為電信號時，很難被忠實記錄及復(fù)原。當(dāng)然，隨著電子技術(shù)的開展，這一局限已經(jīng)越來越小，我們可以通過調(diào)

3、音師手動控制或壓限器之類的電子設(shè)備，對信號動態(tài)范圍加以適宜的壓縮，保證在采集本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理、存儲和傳輸過程中不出現(xiàn)失真，在此根底上盡可能保持原有的動態(tài)范圍。三、電視播出系統(tǒng)中音頻技術(shù)的特殊要求與Hi-Fi領(lǐng)域不同，電視播出面向各種接收環(huán)境尤其是家庭和公共場所，這類接收環(huán)境，通常缺少良好的聲學(xué)條件，環(huán)境噪音差異較大。根據(jù)信號理論，信號只有在大于噪聲時才能被提取出來，因此，復(fù)原大動態(tài)音頻信號時，其中小于環(huán)境噪聲的局部將被吞沒掉，有可能帶來播放、傳輸、復(fù)原鏈路中某一個或多個環(huán)節(jié)中電子設(shè)備的幅頻特性失真。另一方面，各類節(jié)目源響度差異過大和頻道間聲音響度差異過大，將會使得廣闊聽眾感到不舒

4、適，統(tǒng)一響度和提供適宜的動態(tài)范圍，是電視及播送播出系統(tǒng)中需要解決的重要問題之一。數(shù)字化播出后，信號記錄的載體變?yōu)閿?shù)字磁帶或硬盤效勞器，對音頻信號而言，由于從前期采集到后期制作都在數(shù)字域內(nèi)完成，系統(tǒng)鏈路設(shè)備可承載的音頻信號動態(tài)范圍有很大改觀，從模擬分量錄像機(jī)的60dB到數(shù)字錄像機(jī)的90dB動態(tài)，發(fā)射系統(tǒng)及有線電視傳輸系統(tǒng)數(shù)字化后也是這樣，動態(tài)范圍明顯改善。播出傳輸系統(tǒng)設(shè)備的動態(tài)范圍相繼統(tǒng)一，那么接收情況如何呢？數(shù)字衛(wèi)星、數(shù)字無線及數(shù)字機(jī)頂盒接收方式具備解調(diào)大動態(tài)范圍音頻信號的條件，根據(jù)發(fā)送端編碼設(shè)備使用的壓縮編碼方式不同，接收端可以復(fù)原的動態(tài)范圍也有些差異，但相比擬無線模擬開路接收和低碼流的新媒

5、體接收方式而言，更加符合專業(yè)音頻的要求。HI-FI家庭影院系統(tǒng)當(dāng)然可以獲得很棒的信號復(fù)原效果，問題是絕大多數(shù)電視接收觀眾是直接用電視機(jī)喇叭來復(fù)原聲音的，優(yōu)質(zhì)喇叭系統(tǒng)可能復(fù)原的動態(tài)也許能到達(dá)較為理想的效果，而劣質(zhì)喇叭系統(tǒng)就很難說，這一點相信每個聽力正常的人都會有切身體驗。其他還有一局部受眾使用多媒體音箱、喇叭或耳機(jī)復(fù)原節(jié)目聲音的，聲音復(fù)原條件可謂千差萬別。接收條件和聲音復(fù)原條件的差異，給播送電視節(jié)目制作、播出和傳輸帶來相應(yīng)的困難，顯然，照顧絕大多數(shù)，盡可能讓觀眾感到滿意是我們應(yīng)該做的。對于同一接收條件而言，節(jié)目響度一致性問題需要得到高度重視，觀眾對聲音感到不滿意甚至厭煩，多是因為聲音響度不一致，

6、包括頻道間和節(jié)目間的聲音響度差異宏大。面向特殊接收環(huán)境和還音條件千差萬別的電視播出系統(tǒng)，在最后一個環(huán)節(jié)必須對聲音的響度和動態(tài)范圍進(jìn)展必要的控制，這樣才能保證接收信號復(fù)原時具有適宜的舒適度、可懂度。四、可供選擇的響度及動態(tài)控制技術(shù)今天，我們有幾種主流的響度控制技術(shù)分別得到不同電視播出機(jī)構(gòu)的認(rèn)同，包括JUNGER公司的LEVEAGIR、杜比實驗室的元數(shù)據(jù)技術(shù)以及T公司的響度控制技術(shù)，甚至有芯片廠商參與其中，提供各種響度處理的大規(guī)模芯片，使得聲音的響度處理變得更加容易。1、T.EletrnisT.Eletrnis是一家傳統(tǒng)的音頻處理設(shè)備消費商，可支持AES/EBU及SDI嵌入音頻實時響度及動態(tài)范圍處

7、理的設(shè)備DB-4和DB-8，T處理響度的獨特之處在于它將響度和動態(tài)范圍結(jié)合在一起處理，用戶可以調(diào)用很多國外電視臺在響度和動態(tài)范圍處理方面的參考數(shù)據(jù)，然后根據(jù)自己素材的特點修改這些參數(shù)獲得合適的播出效果。2、LevelagiR盡管響度和電平是兩個不同的概念，但是二者具有一定的聯(lián)絡(luò)，當(dāng)我們用信號的準(zhǔn)平均值來表示信號電平大小時，這時電平和信號復(fù)原出來的響度就具有較好的一致性，因此，通過高速檢測信號的平均值電平，根據(jù)壓縮擴(kuò)展規(guī)那么進(jìn)展高速處理，可以比擬理想地控制信號復(fù)原的響度，這就是Levelagi的根本原理。Levelagi是德國JUNGER公司的專利技術(shù)，基于Levelagi的設(shè)備支持大多數(shù)音頻接

8、口，包括模擬、AES/EBU、SDI嵌入音頻，支持?jǐn)嚯娕酝?，合適播出線使用。3、杜比實驗室杜比實驗室在聲音響度控制方面有長期的研究和經(jīng)歷積累，他們推出的基于LeqA特性的L100響度測試儀，并陸續(xù)提出了幾種響度控制解決方案。a、元數(shù)據(jù)技術(shù)控制復(fù)原：它的技術(shù)原理是，借助于在杜比數(shù)字A-3或杜比EDLBY-E數(shù)字音頻流中參加標(biāo)識音頻信號響度的元數(shù)據(jù)，含元數(shù)據(jù)的音頻信號到達(dá)接收端后，由接收端的設(shè)備根據(jù)元數(shù)據(jù)決定信號復(fù)原時的音頻增益大小，得到聲音復(fù)原時適宜的響度，而動態(tài)范圍并不壓縮。它的特點是不對信號進(jìn)展任何處理，只是分析信號響度大小，響度值就是元數(shù)據(jù)的內(nèi)容，接收設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)并做出正確的響度復(fù)原。元數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的前提是用戶接收的音頻數(shù)據(jù)流中必須包含準(zhǔn)確測量的響度數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)流必須是杜比數(shù)字或杜比-E編碼格式。b、基于文件處理的DP600：DP600從視頻效勞器讀取素材，從中抽出音頻數(shù)據(jù)流進(jìn)展響度分析，把它調(diào)整到預(yù)先設(shè)定的響度程度，處理后的音頻流重新打包回去成為可以正確播放的文件。盡管對原文件進(jìn)展了響度處理，但仍然不破壞原文件的動態(tài)范圍。假如所有播放的素材都是經(jīng)過響度處理，這樣大家的響度就一致了。、接收端直接處理DlbyVlue：和前兩種處理不同，DlbyVlue直接面向消費類電子設(shè)備，對響度的控制完全獨立于節(jié)目提供商和節(jié)目類型。杜比推出DlbyVlue技術(shù)，很快得到了芯