論數字電視節目響度規范及制作端控制范文

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摘要：數字電視節目具有較高的清晰度和較短的時間延時，能夠給觀眾帶來更大的美感，因此成為了近年來發展的熱點。本文中，作者從響度的概念出發，解釋了數字電視信號響度的作用和意義，結合電視節目響度測量方法以及標準，提出了數字電視節目制作端的響度影響因素和控制方法，相關成果具有一定的可借鑒性。

關鍵詞：數字電視；聲音響度；響度影響因素；控制方法；音頻信號

1.數字電視節目響度的概念及作用

1.1音頻信號響度的概念及影響因素，響度是人耳聽覺對聲音強弱的主觀感覺，與信號電平、頻率、聽音者個人的情況以及聽音環境相關，主要有以下三種影響因素。1.1.1響度與頻率的關系響度與音頻信號的頻率相關。多數電視音頻工作者都比較熟悉響度與頻率的關系：人耳對不同頻率聲音的響度感覺是不同的，聽覺上具有相同響度級的純音樂信號，如果頻率不同，聲壓級并不相同。通過等響曲線圖可以清楚看到，在不同的頻率條件下，響度相同的時候，需要的聲壓級是不一樣的，響度與頻率的關系如圖1所示。1.1.2響度與信號電平的關系從聲學角度來說，響度與聲壓之間成對數關系，對相同的信號，隨著聲壓級增加響度也增加。所以在相同的還音條件下、對同一個的音頻信號，電平增加時還音的聲壓級就會增大；但響度同時體現人耳的主觀聽覺特性，而電平是一個客觀物理量，對于不同頻率的信號，電平相同時響度可能不同；所以對于同樣音頻的信號，電平與響度是正相關的，電平增加響度也會提高。[1]1.1.3響度與時間的關系響度與聲音的持續時間相關。聽覺具有記憶功能，測試結果證明：在100ms—200ms模式的持續時間以內，聲音的響度隨持續時間的增加而增大。因此節目聲音的持續長度或者密集成度，與這個節目音頻信號的電平值同時對該節目的響度產生影響。從上面的分析可知，響度是一個和人主觀評價相關的物理量，它受到信號源電平、信號源頻率、傳輸設備、播放設備等因素的綜合的影響。

1.2數字電視節目響度，對節目和電視受眾的作用電視節目的聲音信號最終需要傳輸到節目接收端，由電視節目的受眾對畫質和聲音信號做出主觀感受和判斷。如果不同來源或類型的數字電視節目的平均響度適度一致，受眾就可以更好地享受節目，這樣切換觀看不同頻道電視或者觀看不同類型節目時，心理上的聲音響度感受是恒定的，不會因較大的波動和起伏而引起心理不適；如果電視節目的聲音響度不一致，那么觀眾在收看不同節目或者進行電視節目頻道切換時，就會感受到音量的跳躍，從而需要不停地聲量調節，影響收視體驗。此外在不同媒體的節目交換過程中，因為響度和電平標準的差異，在節目上載過程中進行信號電平響度等幅度處理，還會影響聲音的動態和信噪比。因此數字電視節目的制作、播出和分發環節的節目平均響度如能達到適度一致，將更方便不同用戶的使用，也能確保電視節目的聲音質量和音量的統一，提高受眾滿意度。結合數字電視節目響度標準的制定過程，可以清晰的理解響度對受眾的作用。根據相關資料顯示，為制定我國數字節目據平均響度的標準，進行了如下測試和統計：先用音頻工作站播放響度為-24dBFS的1KHz單聲道測試信號，調整輸出增益，使重放聲壓級為60dBSPL。再播放測試節目信號，保持輸出增益不變，用音頻工作站調整節目音頻信號增益，使重放聲壓級分別為從50dBASPL到80dBASPL，產生7個測試序，并以隨機順序播放給評價員進行主觀評價，評價結果顯示最合適的聲壓級為65dBA。65dBA對應的音頻信號的響度，根數字電視節目響度規范及制作端響度控制研究朱俊嵐（上海廣播電視臺東方衛視中心制作部，上海200125）據測試系統校準結果進行增益補償，可得最舒適的響度值為-23LKFS，較標準規定的數字電視節目的平均響度目標值高1LU。[3]綜合考慮了國際間節目交換的標準，最終定為-24dBFS±2LU（dB）。

2.數字電視節目響度測量方法及標準

2.1音頻信號響度的計算方法，目前最為廣泛應用的響度算法，是國際電聯ITU-RBS.1770系列中測量音頻節目響度和真峰值音頻電平的算法。這一算法對音頻信號用兩個二階濾波器的級聯，實現對人響度感覺的模擬，經過濾波后的頻率響應曲線被稱為“K計權”，K計權曲線與等響度曲線以及以等響度曲線為基礎的A計權曲線的趨勢相反。音頻信號通過前置濾波器過濾并通過leq（RLB）濾波器加權，算出的加權均方電平即為節目響度，絕對響度單位為LKFS。[2]

2.2數字電視信號響度測量，由于數字電視信號可能包括單聲道、立體聲和環繞聲這些格式，因此需要有能夠應用于單聲道、立體聲和多聲道音頻信號響度測量的算法。在測量多聲道信號的響度時，與單聲道響度算法相同，先對各聲道進行“K”頻率加權，再計算出各聲道能量均方值，隨后對各個聲道加權求和，從而提供一個合成的響度測量值。根據人的聽覺特性，從收聽者后面到達的聲音比從前面到達的聲音在感覺上響度更高，因此計算多聲道信號的響度時，各聲道的權重系數并不相同，環繞聲道的權重較高，且不包括LFE聲道。

2.3數字電視節目響度的標準，2014年底，廣電總局了《數字電視節目平均響度和真峰值音頻電平技術要求》（GY/T282-2014），并規定從2015年開始相關電視節目制作過程執行這一新的國家標準。該標準規定了數字電視節目制作、信號傳輸、分發等各個環節中，節目平均響度和真峰值音頻電平的定量大小。與此同時，各種電視節目評比賽事也開始按照新的標準規范來對數字電視節目的聲音品質進行評價，推動了該標準在制作傳輸等過程中的落地和廣泛應用。根據《數字電視節目平均響度和真峰值音頻電平技術要求》（GY/T282-2014），該標準的適用范圍是數字電視節目的制作、播出和分發環節。數字電視節目應符合的技術要求包括：（1）應根據GY/T262對節目響度進行測量，測量包括所有的音頻聲道（多至5聲道，不包含低頻效果聲道）。（2）數字電視節目應測量完整節目時長內的平均響度。（3）數字電視節目的平均響度目標值應為–24LKFS。（4）數字電視節目平均響度目標值容差范圍為±2LU，某機構（頻道）提供的數字電視節目平均響度值不能長期處于該響度容差范圍的上下兩個邊緣。（5）如果數字電視節目使用元數據來標示節目平均響度，元數據的值應該與整個節目時長內的平均響度相對應。（6）整個節目的最大真峰值音頻電平應不超過-2dBTP。[3]

3.數字電視節目制作端響度影響因素及控制方法分析

進行數字電視節目響度控制時，首先需要對制作環節的響度進行合理調控，因為制作環節屬于節目源頭，控制好源頭信號的響度，才能確保接收端的聲音質量。進行制作環節響度控制，需要對響度影響因素進行分析，在此基礎上提出有針對性的控制方法。

3.1實時播出自動響度，控制方法對直播類節目，在直播過程中因為各類信號來源不統一，演播現場動態變化等各種因素引起節目聲音響度波動，如果在播出的同時不能及時調整，就會產生播出響度不達標準導致節目音量越變。傳統上，直播過程中會有錄音師進行人工音量控制，以通過標準監聽來校準，使響度保持在合理范圍，但這種工作方式對突發的音量改變，人工難以及時反應。在電視臺節目自動播出環節，均會采用壓縮或者限幅器對播出信號峰值電平加以限制，這樣保證節目電平不會過載失真；但根據前面的分析，僅僅控制電平并不一定能改變響度，所以需要在播出時進行實時響度控制，才能使頻道的整體播出聲音信號達到GY/T282-2014這一標準。因此在實際操作中，需要在播出系統鏈路中加入響度控制設備，在播出時根據已設置好的參數和策略實時進行調控，對節目進行信號級的自動響度校正，實現自動監測、自動記錄響度指標。采用這種方式可以瞬時調整節目播出的響度，但也存在一定問題。首先增加了響度實時監測和調整設備會產生延時，通常會使聲音滯后幾十毫秒，既不符合總局的技術標準，也會使收視觀眾看到聲音和畫面不統一的現象，所以需要另外增加使聲畫同步的延時器調整時差。其次，響度實時控制只能簡單的降低某個超標時間段的響度，而不能根據節目具體內容改變節目其他時間段的響度，會造成節目整體動態的損失，使播出聲音質量下降。因此對于實時響度控制，多用于直播環節，錄播節目盡量不宜采用這種控制方式。

3.2利用響度表和非編軟件對后期節目制作，響度進行控制目前在進行數字電視節目制作過程中，適合采用響度表對音頻信號進行監控。目前東方衛視頻道在環繞聲節目制作過程中，使用的硬件是RTW響度表，混音時將響度中心讀數控制在-24LKFS，從而實現節目的整體響度控制。由于硬件RTW響度表的費用較高，根據實際工作情況聲音后期多采用Pro-tools非線性軟件進行制作，因此多選擇軟件插件的響度表。目前較多采用的是TC和Waves的響度表，前者功能豐富，后者經濟實用。兩者都可以在混音制作過程中進行實時響度監督，同時記錄。以Waves響度表為例，它符合ITU1770-3、EBU和ATSC標準規范，可以對Momentary（瞬時響度）、ShortTerm（短時響度）、LongTerm（長期響度）以及TruePeak（實際峰值）進行監測讀數，還包括告警和日志系統，可以跟蹤檢測電平數據，當其超出范圍或低于下限時會實時提醒。在必要時，增益和微調控制可對響度實現標準化和校正處理。該響度表同時支持支持單聲道、立體聲、5.0聲道、5.1聲道，不僅對響度進行監測，真峰值表頭還可以監測瞬間峰值電平。在長期響度值的應用方面，根據ITU1770-3標準，連續30分鐘的播放時間內，測試平均響度在-24dBLKFS左右，這個參數很方便對電視節目進行整體響度控制，能夠滿足日常制作需要。在后期節目制作過程中選擇適當的響度表監測軟件，對節目音頻信號的響度進行控制，可以保留節目動態效果，獲得較好的信噪比，是優先選擇的制作工藝流程。

3.3對上載節目進行監控和調整，在播出環節因為上載到播出系統的節目來源多樣，節目伴音信號的響度需要統一。如重播較早期的節目時因為當時沒有采取響度標準，節目聽感差異較大；和網絡媒體交流節目時，因為響度標準不同，會遠遠大于廣播電視播出的響度標準。因此對各類節目進行統一調整，是保證播出信號響度統一的前提。這需要在播出前技術審片環節增加響度表審核，以達到國家要求的播出標準。在節目上載環節，適合采取對整體文件進行響度控制處理。首先對文件進行響度分析，獲得源文件的響度，根據目標值平移節目電平使其達標。在這一平移過程中，目標值的設定和限幅電平的設定非常關鍵，整體平移電平會產生信號過載，需要設置合理的保護值。對于加載了元數據的節目，可以方便進行目標響度調整。因為音頻元數據攜帶音頻制作信息、混音電平、動態范圍控制、聲道模式、下混控制以及對白電平等參數，使用元數據技術，可以根據電平參數，動態范圍進行響度調控，這一技術目前還未廣泛使用，需要進一步普及。

結語

數字電視節目以其高清晰、低失真、干擾少、信號幅度寬等優點，逐漸取代了傳統的模擬信號電視節目，獲得了廣泛的應用。數字電視節目制作過程中，既需要保障良好的畫質特點，也要注意對音質的控制，良好的音質特征配合高清的畫面顯示，接收環節觀眾才能獲得理想的視聽體驗。本文中，筆者結合數字電視節目的響度概念，圍繞響度的定義、電視觀眾者對于節目響度的反應以及我國數字電視節目制作響度的規范，分析了數字電視節目響度測量方法，主要包括ITU相關標準、響度和電平值之間的關系、數字電視信號聲音響度的計算方法，從這些標準規范出發，提出了數字電視節目制作端響度影響因素和控制方法，包括進行實時播出自動響度控制、利用非編軟件響度表插件對后期節目制作響度進行控制和節目上載過程的響度控制，等等。通過這些分析和控制方法能夠獲得良好的節目動態和音質，從而給電視節目接收端的觀眾帶來良好的視聽體驗。本文所提出的相關方法經過工程實踐證明了其有效性，可以為相關專業技術人員借鑒并提供理論指導。

參考文獻

[1]鄧向冬，覃毅力，張建東.電視節目聲音響度一致性研究[A].第十七屆中國科協年會——分10媒體融合論壇論文集[C].2015.

[2]孫雅彬，王鵬.電視節目響度監測系統初探[J].中國傳媒科技，2018（5）：82-83.

[3]（2014）.GY/T282-2014.國內-行業標準-行業標準-廣播電影電視CN-GY.

作者：朱俊嵐 單位：上海廣播電視臺東方衛視中心制作部