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电视播出系统中的响度控制

发布时间:2008/8/11 0:00:00 访问次数:510

1引言

  当我们展望数字化播出所带来更完美的听觉感受时,作为电视节目播出机构,必须对声音播出的基本要求有一个重新审视,需要研究数字音频的播出将会对受众带来何种审美感受。在模拟或模拟数字混合播出的时代,许多电视播出机构对播出节目中音频内容不够重视,满足于只要有声音就行,对播出过程中出现的音质缺陷、响度的大幅度跳变未加有效的控制,其中,播出时不同节目源声音电平差异带来的较大响度跳变,以及各播出单位对电平标准把握不严带来频道间响度的大幅跳变,最终还原后节目响度不可预知的大幅变化,让受众感到不适、烦躁甚至惊吓,事实上已经影响到节目播出的效果。

2电视音频播出的现状

  近几年来,电视台播出系统已经大多改为数字标清播出,播出方式为视频服务器结合传统直播通道及磁带备播,在节目素材方面,大多从前期采集到后期制作都是数字格式,一部分传统的模拟磁带通过格式转换依然会用来播出。

  通常,电视台播出系统中对音频处理不做处理,完全依赖于节目素材本身的质量,很多电视台专门成立技术审查部门对磁带信号做技术把关,但是由于音频技术专业化程度很高,对于音频的把关通常非常粗糙,离音频的优质播出相差很远。有一部分电视台在播出系统的出口增加了压缩限幅处理设备,由专业音频人员调整并固化参数,以改善音频播出的质量,这是很有必要的,在一定程度上有效地控制了音频播出的电平。

  传统的专业音频系统以及最后的播出,我们使用vu表来测量音频电平,数字系统使用峰值表严格控制和检测峰值。响度,这个非常复杂却极其重要的声学概念,在制作领域或播出领域极少有人注意,当我们一心专注于控制节目的电平时,对节目响度的异常却没有什么好的办法,很多节目如广告及老版的模拟节目内容,由于制作阶段严重的压缩限幅处理,电平非常标准,可是还原出来的响度严重破坏了频道整体的平均响度水平,问题的解决刻不容缓。

  我们认为,不管数字化播出能给我们带来多少声音传输技术的优越性,对节目响度控制这一基本要求,依然需要加以特别重视。

3需要重申的几个基本概念

  (1)声音(voice),能被人耳所感知的称之为声音,它由空气振动形成,会沿着一定方向进行扩散、折射或反射。

  (2)音频信号(audio),用话筒一类的声能转换器,可将声音转换为电信号,就是我们熟悉的音频信号,音频信号频率范围为20hz~20khz,大小用音频信号电压或功率的分贝数表示,常见的电平单位有dbu、dbr、vu和dbfs等。目前模拟或数字音频技术可处理的最小信号幅度已经无限接近电子理论上的-123dbu。在声-电转换过程中,电子电路将不可避免的带来一些失真和附加噪声。可用谐波失真+噪声(thd+n)指标衡量,越小越好。

  (3)噪声(noise),对我们来说需要听到声音就是信息,其他声音可以认为是噪声,这就是环境噪声或本底噪声的概念。不同的环境噪声,将对有用信息产生选择性,有些有用的信息可能会被环境噪声淹没。二者之间的相关性,后面将有详细论叙。

  (4)响度(loudness),电信号转换为声波振动时度量声音能量的一个指标,我们经常说的音量其实就代表了响度。响度是一个复杂的声学仿真概念,用一个鲜为人知的单位(sone)来标示大小,和声压级、频率有密切关系,我们不必拘泥于严谨的物理声学定义,只要理解响度代表声音的平均能量以及响度的舒适度与声音的声压级有关就够了。

  通常,一些非音频专业的技术人员容易将电平和响度混为一谈,错误地理解为控制电平就是控制了最终还原的响度。实际上,电平本身的度量有多种方法,如vu表、ppm表、dbfs表等,最接近人耳听觉特性的是vu表,vu表指针或条状图的摆动特性可以大致描述信号还原为声音时音量的变化,也就是人耳最终感觉到的响度变化,但也只是大致,并非特别准确,如果用ppm或dbfs数字表,则可能偏差更大,原因在于表头的响应特性,只有vu表响应于音频信号的准平均值,接近于听觉特性,其余都是响应于音频信号的峰值或准峰值,这类表头通常只对控制信号的峰值有用。而响度的测量,过去一直借助于仿真的方法,过于刻板和不便,很少有音频制作或电视播出部门参考响度的测量。

  近年来,一些著名的音频厂商加强了对响度测量及控制的重视,他们用dsp处理的方法,直接分析音频信号,给出信号还原时标准的响度值并用传统的电平表示(响度电平)。当然不同厂商在对信号分析时采用的方法有所不同,各大标准化组织也并没有统一标准,尽管这很有必要,可出于商业上面的考虑,出现这种状态是正常的。但就我国而言,由广电总局选择一种标准进行推广普及,指导全国音频制作和播出系统对节目的响度进行控制,应该说非常必要,不像过去依靠电平表的情况,响度测试仪给出一段时间内响度数字化值,不合适时简单控制一下电平就可将响度控制在特定的水平。

  (5)动态范围(dynamic range),人耳可感知的声音

1引言

  当我们展望数字化播出所带来更完美的听觉感受时,作为电视节目播出机构,必须对声音播出的基本要求有一个重新审视,需要研究数字音频的播出将会对受众带来何种审美感受。在模拟或模拟数字混合播出的时代,许多电视播出机构对播出节目中音频内容不够重视,满足于只要有声音就行,对播出过程中出现的音质缺陷、响度的大幅度跳变未加有效的控制,其中,播出时不同节目源声音电平差异带来的较大响度跳变,以及各播出单位对电平标准把握不严带来频道间响度的大幅跳变,最终还原后节目响度不可预知的大幅变化,让受众感到不适、烦躁甚至惊吓,事实上已经影响到节目播出的效果。

2电视音频播出的现状

  近几年来,电视台播出系统已经大多改为数字标清播出,播出方式为视频服务器结合传统直播通道及磁带备播,在节目素材方面,大多从前期采集到后期制作都是数字格式,一部分传统的模拟磁带通过格式转换依然会用来播出。

  通常,电视台播出系统中对音频处理不做处理,完全依赖于节目素材本身的质量,很多电视台专门成立技术审查部门对磁带信号做技术把关,但是由于音频技术专业化程度很高,对于音频的把关通常非常粗糙,离音频的优质播出相差很远。有一部分电视台在播出系统的出口增加了压缩限幅处理设备,由专业音频人员调整并固化参数,以改善音频播出的质量,这是很有必要的,在一定程度上有效地控制了音频播出的电平。

  传统的专业音频系统以及最后的播出,我们使用vu表来测量音频电平,数字系统使用峰值表严格控制和检测峰值。响度,这个非常复杂却极其重要的声学概念,在制作领域或播出领域极少有人注意,当我们一心专注于控制节目的电平时,对节目响度的异常却没有什么好的办法,很多节目如广告及老版的模拟节目内容,由于制作阶段严重的压缩限幅处理,电平非常标准,可是还原出来的响度严重破坏了频道整体的平均响度水平,问题的解决刻不容缓。

  我们认为,不管数字化播出能给我们带来多少声音传输技术的优越性,对节目响度控制这一基本要求,依然需要加以特别重视。

3需要重申的几个基本概念

  (1)声音(voice),能被人耳所感知的称之为声音,它由空气振动形成,会沿着一定方向进行扩散、折射或反射。

  (2)音频信号(audio),用话筒一类的声能转换器,可将声音转换为电信号,就是我们熟悉的音频信号,音频信号频率范围为20hz~20khz,大小用音频信号电压或功率的分贝数表示,常见的电平单位有dbu、dbr、vu和dbfs等。目前模拟或数字音频技术可处理的最小信号幅度已经无限接近电子理论上的-123dbu。在声-电转换过程中,电子电路将不可避免的带来一些失真和附加噪声。可用谐波失真+噪声(thd+n)指标衡量,越小越好。

  (3)噪声(noise),对我们来说需要听到声音就是信息,其他声音可以认为是噪声,这就是环境噪声或本底噪声的概念。不同的环境噪声,将对有用信息产生选择性,有些有用的信息可能会被环境噪声淹没。二者之间的相关性,后面将有详细论叙。

  (4)响度(loudness),电信号转换为声波振动时度量声音能量的一个指标,我们经常说的音量其实就代表了响度。响度是一个复杂的声学仿真概念,用一个鲜为人知的单位(sone)来标示大小,和声压级、频率有密切关系,我们不必拘泥于严谨的物理声学定义,只要理解响度代表声音的平均能量以及响度的舒适度与声音的声压级有关就够了。

  通常,一些非音频专业的技术人员容易将电平和响度混为一谈,错误地理解为控制电平就是控制了最终还原的响度。实际上,电平本身的度量有多种方法,如vu表、ppm表、dbfs表等,最接近人耳听觉特性的是vu表,vu表指针或条状图的摆动特性可以大致描述信号还原为声音时音量的变化,也就是人耳最终感觉到的响度变化,但也只是大致,并非特别准确,如果用ppm或dbfs数字表,则可能偏差更大,原因在于表头的响应特性,只有vu表响应于音频信号的准平均值,接近于听觉特性,其余都是响应于音频信号的峰值或准峰值,这类表头通常只对控制信号的峰值有用。而响度的测量,过去一直借助于仿真的方法,过于刻板和不便,很少有音频制作或电视播出部门参考响度的测量。

  近年来,一些著名的音频厂商加强了对响度测量及控制的重视,他们用dsp处理的方法,直接分析音频信号,给出信号还原时标准的响度值并用传统的电平表示(响度电平)。当然不同厂商在对信号分析时采用的方法有所不同,各大标准化组织也并没有统一标准,尽管这很有必要,可出于商业上面的考虑,出现这种状态是正常的。但就我国而言,由广电总局选择一种标准进行推广普及,指导全国音频制作和播出系统对节目的响度进行控制,应该说非常必要,不像过去依靠电平表的情况,响度测试仪给出一段时间内响度数字化值,不合适时简单控制一下电平就可将响度控制在特定的水平。

  (5)动态范围(dynamic range),人耳可感知的声音

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