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浅谈电视播出系统中的响度控制

2016-10-11 石然 贵州广播电视台 传播与制作


  【摘要】 随着广播电视事业的飞速发展,在满足观众视觉感受的同时,我们已经开始重视声音的处理和传输,声音作为电视信号中很重要的一部分,也应该得到进一步的优化,以适合整个电视行业的发展。本文简要讲述了响度这一概念在播出系统中对于声音调节方面的重要性,以此作为声音处理的一个开端,逐步强化电视行业的声音优化。

  【关键词】  响度 响度控制 声音电平 播出系统

一.电视播出系统中的音频问题

  随着广播电视事业的发展和技术的进步,观众有越来越多的电视节目可供选择观看,节目内容丰富多彩。但是仔细观察之后我们会发现,经常在更换频道的时候或者同一个频道内节目更换的时候出现声音突然变大或者变小的问题,需要我们手动调节遥控器来选择自己能接受的音量范围。

  在现在的播出系统中,由于音频校准电平不统一、动态处理不当等各种原因,导致不同电视台、不同频道之间,甚至是同一频道的不同节目、节目与广告之间存在声音响度不一致的问题,响度控制正是为了解决这一问题而提出的,它的终极目标是在保证节目艺术效果以及动态范围不变的前提下,使不同节目之间的响度相同。

二.响度和响度控制概念

  何为响度?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,代表声音的平均能量以及响度的舒适度,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,更多的是代表听众的一种主观感觉,用单位“宋”(sone)来标示大小,和声压级、频率有密切关系,定义1000Hz、40dB纯音时响度为1sone。

浅谈电视播出系统中的响度控制

图1 等响曲线图

 

  响度控制是在响度基础上提出的一个针对音频处理的概念,为了实现音频响度始终保持在一个合理的范围内,从来保证观众的收听效果,我们提出要增加响度控制这一流程。

  响度不均衡的情况是怎么出现的呢?在广电系统行业内相关的音频响度标准较为模糊,各制作播出机构在节目音频的制作、传输和播出过程中,使用电平监测仪表配置不当,使用音频压缩限幅设备进行动态处理不当,还有在数字播出系统中加自动电平控制器,这些都会影响到节目最终还原的响度。还有一个原因就是,音乐类节目、电视剧、广告、戏曲类、访谈类,为了达到不同的视听效果,不同类型的节目有不同的响度电平。这是目前看来电视播出系统中首先要解决的一个音频问题。

三.响度控制的方法

  响度控制的目标是在保证节目艺术效果以及动态范围不变的前提下,使不同节目之间的响度相同。要想做到这一点,需要解决测量与调整两方面的问题。从节目源的控制方面来说,多数电视台虽然对台内的自办节目提出了一些音频的参数指标,希望能够得到响度比较一致的节目,但是由于这些指标并不能真正反映音频的真实响度,因此控制效果并不理想;设备厂商也有自己的响度解决方案,能够比较好的对不同节目进行响度控制,但是受限于特殊的音频格式,以及在传输过程中需要携带特殊的元数据信息,所以并不能适应所有情况,再加上电视台节目来源比较广泛,有自办节目,也有外购、收录的,情况较复杂,而且各类型节目之间的响度要求也不一样,要实现节目的响度一致是比较困难的。

  如何能够达到响度一致?现有的解决方法主要有响度的整体调整和实时调整两种方式。整体调整是按照不同音频的平均响度进行处理,调整后不同音频的平均响度均与目标响度保持一致;实时是对音频作部分调整,对音频中响度小的部分进行提升,响度大的部分进行衰减,这是目前在播出系统中运用较多的一种方式。这两种方式分别有各自的优缺点:整体调整可以保持节目的动态范围,但该调整把平均响度作为描述音频的唯一信息,对不同类型的节目作统一处理可能导致调整后不同节目听起来声音并不相同,并且很可能会影响某些类型节目的听觉效果,比如音乐会;实时调整可以使节目内(节目间)响度趋于一致,但会破坏音频的动态范围,使声音效果大打折扣。

  目前贵州电视台所试用的Harris音频响度控制器属于实时调整的方式,在播出系统的末级输出环节增加一台响度控制器,针对最后的SDI输出信号做最终处理。我们设置了一个响度上限和一个响度下限,在此范围内的响度不进行任何调整直接输出,而超出此范围的音频信号需要作出相应调整,调整幅度也是根据实际测量得到,通常在0.95至0.8之间,调整过大会导致节目声音失真。

  Harris APM6803音频处理器的具体设置如下

  图所示分为五个步骤:

浅谈电视播出系统中的响度控制

  其中响度控制最重要的设置为:

浅谈电视播出系统中的响度控制

 

  Target Level是响度目标值,一般设定在-31dBFS至-23dBFS之间,Ratio是调整率,是指响度超出目标值的范围之后,对其进行处理的一个百分率。

  另外还有一种结合硬盘播出的响度处理处理方式,因为所有的播出节目都已通过节目摄取服务器变成了文件格式,这些文件再通过网络传给节目优化处理器,然后对节目文件进行处理,处理后再送入至播出服务器进行播出。节目优化处理器可对编码的音频数据类型,包括元数据,例如杜比数字、杜比数字+、杜比脉冲和杜比E处理,这些处理是通过自动分析音频数据流,然后比较与流的元数据的分析再确定响度的。如果发现不匹配的节目优化处理器会自动更正,无需解码和重新编码的元数据值。当然节目优化处理器还必须要能处理没有元数据的文件节目,例如MPEG-1,LII和LPCM,对于这些音频数据类型的节目,响度优化进程是通过自动分析音频流然后再比较用户设定的响度值来确定的。如果侦测的不匹配,有关节目优化处理器将自动缩放响度匹配目标值,但是此处理的方法目前不是实时的,并且相对复杂。针对播出环节的响度控制,最理想的处理办法还是实时处理。

四.结束语

  为观众提供最优质的视听效果是电视技术人员的首要职责,我们已经意识到解决响度问题提高播出质量这个任务的紧迫性,并且有步骤的实施,第一步我们需要对当前播出响度的状况有准确的测量,需要准确了解各类型节目的平均响度,第二步借助一定的设备,在制作阶段控制好节目的平均响度并且标准化,最后在播出系统中进行适当调节,给观众带去更美好的视听感受。


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