電視節(jié)目響度測量及控制應(yīng)用的研究

1、電視節(jié)目響度測量及控制應(yīng)用的研究電視節(jié)目響度測量及控制應(yīng)用的研究目前，國內(nèi)電視節(jié)目的內(nèi)容日益豐富，畫面質(zhì)量也不斷進(jìn)步，同時對節(jié)目的響度差異問題日益關(guān)注。就目前而言，關(guān)于節(jié)目播出的響度問題，業(yè)界關(guān)注的多、理論研究和討論的論文也不少，但是限于設(shè)備投入和實(shí)際條件，真正從實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)展數(shù)據(jù)采集入手，進(jìn)展測試比照的研究并不是很多。參照國際電聯(lián)ITU和歐廣聯(lián)EBU的相關(guān)響度標(biāo)準(zhǔn)，筆者結(jié)合目前國內(nèi)各上星電視臺節(jié)目播出現(xiàn)狀，利用國際通用儀器設(shè)備，進(jìn)展了大量的測試與研究。分析響度差異造成的原因，并從實(shí)際效果的角度出發(fā)，提出了一些響度控制方面的建議。一.響度測試及控制的前提響度是人耳對聲音的主觀感覺，與聲壓級、頻

2、率、持續(xù)時間等有關(guān)。同時，作為一個主觀量，響度與聽眾個體差異、心理特性等也相關(guān)，不同年紀(jì)、不同性別的人對聲音響度感受不同，同一個人在不同情緒的狀態(tài)下對響度的感受也不盡一樣。節(jié)目聲音的制作、測量、監(jiān)控往往以電平值作為標(biāo)準(zhǔn)。隨著ITU和EBU的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的問世，明確了提出了全新的響度測量算法，響度也逐漸開展為可以較好本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理地反映聽眾主觀感受，經(jīng)由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的聲音信號的客觀測量值。全球各地的音頻組織與設(shè)備廠商也在此統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)展響度問題的研究制定與設(shè)備的研發(fā)，響度測量標(biāo)準(zhǔn)對節(jié)目的制作、播出、傳輸提供了詳細(xì)的理論指導(dǎo)，使得電視節(jié)目響度一致性的控制與管理變得有據(jù)可循，有方可行

3、。二.響度的測試與分析電視節(jié)目制播全流程，包括制作、播出、傳輸、分發(fā)等各個環(huán)節(jié)均有可能給聲音響度引入增益，影響因素眾多。因此，筆者著重對一樣頻道送播的節(jié)目源進(jìn)展直接測試，防止傳輸環(huán)節(jié)可能引入的響度增益影響測試結(jié)果。另一方面，還對不同頻道播出信號進(jìn)展測試，以此獲得實(shí)際的接收效果比照。1.一樣頻道的節(jié)目響度差異綜合性頻道播出的電視節(jié)目種類主要為分新聞、影視劇、廣告含公益廣告、專題、綜藝、宣傳片等六大類。通過對在播節(jié)目單統(tǒng)計(jì)分析，可以發(fā)現(xiàn)其中影視劇、廣告、新聞和綜藝時長占比擬大，專題和宣傳片等相對較少。為了更好的理解電視節(jié)目播出的響度情況，筆者選用T7、DP568等專業(yè)的響度測試設(shè)備搭建響度測試平臺

4、見圖1，對實(shí)際播出的節(jié)目磁帶和演播室直播信號進(jìn)展了大量的測試。測試實(shí)際播出的單聲道節(jié)目共450余條，包含了上述六大類的節(jié)目類型。圖2為測試的節(jié)目源素材的平均響度樣本分布情況。測試素材的平均響度主要分布在-20LKFS-35LKFS之間，分布較為離散。以節(jié)目響度為-24LKFS、1LKFS為標(biāo)準(zhǔn)綠色區(qū)域，大局部節(jié)目的平均響度都落在了區(qū)域之外。不同素材的平均響度存在不同程度差異，最大差距到達(dá)18.1dB。電視劇節(jié)目的平均響度普遍偏低，主要集中在-30LKFS附近。商業(yè)廣告在全天播出時段中，所占時間長，制作來源多，為到達(dá)更好的宣傳效果，廣告響度相對較大見表1。根據(jù)上表抽樣的局部電視劇和商業(yè)廣告節(jié)目測

5、試的數(shù)據(jù)進(jìn)展比照。我們發(fā)現(xiàn)電視劇的平均響度藍(lán)線遠(yuǎn)低于商業(yè)廣告的平均響度黃線，該現(xiàn)象即存在于單條素材，也普遍存在于同類節(jié)目中。可見，不同類型的節(jié)目對聲音響度和動態(tài)范圍的需求差異宏大。節(jié)目來源的多樣性，制作設(shè)備的復(fù)雜性，以及缺乏統(tǒng)一的響度制作標(biāo)準(zhǔn)等種種因素，都會造成一樣頻道中的不同節(jié)目存在較大的響度差異。因此，在實(shí)際播出中，隨著不同節(jié)目的切換，必然會產(chǎn)生響度的跳變。從而引起觀眾聽覺上的不適，破壞視聽感受。2.不同頻道的節(jié)目響度差異針對不同頻道的節(jié)目響度差異，筆者選擇從同時段不同節(jié)目和一樣節(jié)目轉(zhuǎn)播TV?新聞聯(lián)播?兩方面分別進(jìn)展測試。同樣基于專業(yè)響度表，收取衛(wèi)星接收端的信號進(jìn)展了測試和比照。筆者選擇了

6、19個上星頻道，測試同一天一樣時段10：00-10：3030分鐘的播出信號的平均響度。從測試結(jié)果得出，平均響度存在不同程度的響度差異，最大差異到達(dá)15.8dB。同個頻道響度范圍最大值到達(dá)18.2LU。因此，觀眾在切換頻道時，會頻繁的遇到響度跳變的情況，同樣影響視聽效果。為了排除節(jié)目內(nèi)容因素造成的響度差異，筆者還對不同頻道轉(zhuǎn)播TV?新聞聯(lián)播?的播出信號進(jìn)展測試。各頻道的平均響度、響度范圍等數(shù)據(jù)與TV的播出信號也同樣存在響度差異。一樣節(jié)目的響度差異，產(chǎn)生的原因和各頻道的播出系統(tǒng)、傳輸鏈路等都有關(guān)系。尤其是在復(fù)雜的傳輸環(huán)境下，編碼和數(shù)模轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)均有可能帶入音頻增益。值得注意的是，很多頻道的播出端常

7、采用將節(jié)目1聲道復(fù)制到2聲道的雙單聲道播出形式，單聲道節(jié)目在此形式下播出，響度比原單聲道節(jié)目還要高3dB左右。三.響度差異的解決方法國際上以ITU和EBU相關(guān)算法和標(biāo)準(zhǔn)為主，國內(nèi)業(yè)內(nèi)專家也對響度舒適區(qū)和容忍區(qū)進(jìn)展了大量的研究和探究。目前，節(jié)目目的響度主要集中在-24LKFS和-23LKFS這兩種建議上，對于響度目的值的允許范圍那么有1dB和2dB這兩種主流觀點(diǎn)。結(jié)合大量的客觀數(shù)據(jù)與主觀測試，筆者認(rèn)為目的響度值為-24LKFS，允許范圍為2dB是比擬適宜的，也是較為符合目前節(jié)目制播狀態(tài)的。節(jié)目要到達(dá)上述的目的響度就需要行之有效的控制手段，同樣涉及到制作、播出、傳輸?shù)确椒矫婷妗?.制作域不同類型的

8、節(jié)目制作追求的動態(tài)范圍不同，制作過程中的環(huán)境千差萬別，節(jié)目制作的來源迥異導(dǎo)致節(jié)目響度分布離散，存在較大差異。在節(jié)目制作端，應(yīng)當(dāng)制定統(tǒng)一的節(jié)目響度制作標(biāo)準(zhǔn)和流程，節(jié)目制作人員需要有足夠的響度意識，并裝備相應(yīng)的響度監(jiān)測設(shè)備，在制作過程中加強(qiáng)對節(jié)目響度的關(guān)注度，力求在源端到達(dá)目的響度，最大程度保存動態(tài)范圍。制作設(shè)備數(shù)量大、種類多，逐一添加響度控制設(shè)備本錢宏大。另外，日常播出節(jié)目中存在一定比例的外購節(jié)目。所以，在有條件的情況下，制作域可以采用文件化的響度控制手段，對文件化的節(jié)目統(tǒng)一進(jìn)展響度控制。2.播出域目前國內(nèi)電視臺播出系統(tǒng)多為全數(shù)字信號的硬盤播出形式，數(shù)字音頻信號嵌入在SDI信號中，在播出系統(tǒng)中往

9、往不做任何處理，即所謂的透傳。因此，對于音頻存在的響度問題常常束手無策。因此，在播出端添加相應(yīng)的響度控制手段，非常有必要。另外，相比制作域，在播出域配置響度控制器，數(shù)量少、投入孝使用率更高，是一種性價比擬高的解決目前響度問題的手段。播出域是全臺所有頻道播出分發(fā)的平臺，節(jié)目數(shù)量大，播出形式豐富。在播出系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)響度控制的方法有很多，例如：文件化響度控制機(jī)、單機(jī)響度控制器、元數(shù)據(jù)控制等等。從進(jìn)展響度控制的環(huán)節(jié)上看，也有上載、存儲、播出鏈路等多種不同選擇，方式多樣，各有利弊。應(yīng)用元數(shù)據(jù)，采用對白歸一化的方式來進(jìn)展響度控制，從理論上來說是比擬完善的解決方法，但是在實(shí)際應(yīng)用和推廣上存在較大困難。在上載通

10、道進(jìn)展響度控制，或采用文件化的響度控制那么無法兼顧大量直播節(jié)目的音頻質(zhì)量。因此，在播出鏈路中串接專業(yè)響度控制設(shè)備，對播出信號進(jìn)展響度控制的形式，不失為一種低本錢、高效率的方法。響度控制器直接處理切換臺輸出的SDI信號，快速有效。圖6為雙切換臺構(gòu)造的播出系統(tǒng)，在主、備切換臺后端分別配置單獨(dú)的響度控制設(shè)備，再通過二選一切換器輸出主、備路播出信號。響度控制器根據(jù)需求統(tǒng)一配置，直接處理播出基帶信號，對不同信號源進(jìn)展統(tǒng)一的控制，始終保證輸出信號音頻趨向目的響度，并且支持?jǐn)嚯娕酝üδ埽Ｕ喜コ銎桨?。圖7為一樣的測試素材的響度變化曲線，其中紅線代表未進(jìn)展響度控制的信號音頻響度變化，藍(lán)線代表進(jìn)展響度控制的信號

11、音頻響度變化?？梢钥闯鲰懚瓤刂破髂軐⒁纛l的響度較好的控制在-22LKFS至-27LKFS范圍之間，對于明顯過低的響度值根本不進(jìn)展處理，符合節(jié)目內(nèi)容的實(shí)際需要。在對音頻進(jìn)展處理的同時，也相對較好的保存了音頻動態(tài)范圍，保持節(jié)目的多樣性。同時，響度控制器能較好的控制節(jié)目的響度，消除切換點(diǎn)的響度跳變問題，同時也能對輸出的最大電平進(jìn)展有效控制。3.傳輸域傳輸域需要保證信號的傳輸過程中透傳零增益，需要關(guān)注鏈路的校準(zhǔn)與檢測。值得一提的是，高清系統(tǒng)與標(biāo)清系統(tǒng)不同，其中有杜比編解碼的環(huán)節(jié)，采用動態(tài)范圍控制DynaiRangentrl技術(shù)。當(dāng)A-3碼流通過機(jī)頂盒杜比數(shù)字解碼器時，對白電平DialgueLevel的設(shè)定會使得解碼器的音頻輸出歸一化為統(tǒng)一的音量如-3