淺析電視臺高清文件化播出音頻響度一致性的處理及控制

曲妍

【摘要】中央電視臺長期高度重視對電視節(jié)目音頻響度的監(jiān)督管理，嚴格按照總局發(fā)布的音頻響度技術標準對電視節(jié)目進行制作和播出。在電視節(jié)目音頻進入數(shù)字化后，中央電視臺音頻在立體聲和環(huán)繞聲制作、播出等方面，經(jīng)過潛心摸索，刻苦攻關，取得了的很多寶貴的經(jīng)驗。本文對電視臺文件化播出的音頻響度一致性的處理及控制的情況進行介紹。

【關鍵詞】響度規(guī)范 響度控制 響度矯正

隨著電視技術的發(fā)展，目前電視臺高清文件化播出已經(jīng)成為主流，高清電視節(jié)目能夠給觀眾呈現(xiàn)出更為細膩逼真的畫面，和出色的場景聲音還原，使觀眾在家中即可體驗電影院一般的視聽效果，但是許多電視播出機構對播出節(jié)目中音頻內(nèi)容不夠重視，滿足于只要有聲音就行，對播出過程中出現(xiàn)的音質缺陷、響度的大幅度跳變未加有效的控制，其中，播出時不同節(jié)目源聲音電平差異帶來的較大響度跳變，以及各制作節(jié)目時對電平標準把握不嚴帶來頻道間響度的大幅跳變，最終還原后節(jié)目響度不可預知的大幅變化，導致觀眾在收看電視節(jié)目的時候，不斷地要通過遙控器來調(diào)整輸出音量的大小，事實上已經(jīng)影響到節(jié)目播出的效果。如若做到不同的節(jié)目之間都能讓觀眾得到一個滿意的相對聲音響度，需要從節(jié)目制作標準與播出控制兩個方面入手，因此對于我們電視行業(yè)技術者來說，從源頭解決問題才是最根本的方案。

我臺與國家新聞出版廣電總局規(guī)劃院等機構合作，制定和發(fā)布了關于電視節(jié)目響度行業(yè)標準《數(shù)字電視節(jié)目平均響度和真峰值音頻電平技術要求》，并在高清電視節(jié)目的系統(tǒng)建設上投入了大量人力物力，同時在播出環(huán)節(jié)和制作環(huán)節(jié)嚴格按照技術規(guī)范進行節(jié)目的制作與播出，現(xiàn)階段已經(jīng)在文件化播出的音頻響度一致性的處理及控制取得一定成效，因此可以看出既要制定統(tǒng)一的響度規(guī)范，也要采用不同的響度控制方法和應用策略，以達到響度管控目的，使觀眾在收看電視節(jié)目時獲得更好的聽音體驗。

一.央視節(jié)目響度播出的現(xiàn)狀

中央電視臺在長期電視節(jié)目制作、播出的實踐中，對節(jié)目響度有比較深入的了解和研究，尤其是電視節(jié)目音頻進入數(shù)字化后，中央電視臺音頻在立體聲和環(huán)繞聲制作、播出等方面，經(jīng)過潛心摸索，刻苦攻關，取得了的很多寶貴的經(jīng)驗，并與國家新聞出版廣電總局規(guī)劃院等機構合作，制定和發(fā)布了關于電視節(jié)目響度行業(yè)標準《數(shù)字電視節(jié)目平均響度和真峰值音頻電平技術要求》（GY/ T282-2-14），成為電視節(jié)目響度控制最重要的三個行業(yè)標準之一。

如何能夠達到響度一致是目前各家電視臺都非常關心的問題，現(xiàn)有的解決方法主要包括兩個方面：響度的制作時整體調(diào)整和播出時實時調(diào)整；前者按照不同音頻的平均響度進行整體調(diào)整，調(diào)整后不同音頻的平均響度均與目標響度保持一致；后者在播出時通過響度控制器對音頻作部分調(diào)整，對音頻中響度小的部分進行提升，響度大的部分進行衰減。但這兩種方式都有各自優(yōu)缺點：制作時整體調(diào)整可保持節(jié)目的動態(tài)范圍，但該調(diào)整把平均響度作為描述音頻的唯一信息，對不同類型的節(jié)目作統(tǒng)一處理可能導致調(diào)整后不同節(jié)目聽起來聲音并不相同；而播出時實時調(diào)整可以使節(jié)目內(nèi)（節(jié)目間）響度趨于一致，但會破壞音頻的動態(tài)范圍，音頻聲音效果將大打折扣。

目前為了確保播出時音頻響度一致，我臺采用兩種方式互補模式，首先在制作時采用“音頻響度矯正軟件”，對高清MXF文件進行檢測并生成報告，制作部門根據(jù)結果對節(jié)目響度進行調(diào)整；其次，在播出系統(tǒng)播出通路里部署了響度控制器處理設備，響度控制器設置均嚴格按照行業(yè)標準設置參數(shù)，響度控制器具有將立體聲轉換成環(huán)繞聲以及響度控制等功能，能夠實現(xiàn)對播出節(jié)目進行實時的響度控制，不僅檢測和控制文件解碼后形成的視頻信號，同時還處理包括演播室、外來等直播視頻高清信號，即有效保證播出的所有電視節(jié)目在頻道內(nèi)響度的一致性，從而中央電視臺各套節(jié)目音頻響度得到了有效的檢測和控制。

二.制作時整體調(diào)整與審查處置

1.制作節(jié)目時響度的檢測及控制

中央電視臺已部署“音頻響度矯正軟件”，該軟件主要功能包括：音頻響度測量、音頻響度矯正和真峰值電平限制等功能。它能夠針對高清MXF文件進行測量，所測參數(shù)包括：瞬時響度、短時響度、節(jié)目響度、真峰值電平、采樣峰值電平；響度校正算法能夠根據(jù)響度測量結果進行智能優(yōu)化，并根據(jù)用戶設定的參數(shù)值對節(jié)目響度進行調(diào)整；具備多種用戶可配置的響度校正模板；能夠根據(jù)《電視節(jié)目聲音制作的響度規(guī)范》制定的各項關鍵參數(shù)提供相應的校正結果報告，校正結果報告內(nèi)容應包括：校正后的節(jié)目響度值、校正后最大真峰值、校正后最大采樣峰值、校正后最大瞬時響度值及其出現(xiàn)時間、平均校正增益。目前音頻制作島、廣告?zhèn)洳ハ到y(tǒng)和播出包裝系統(tǒng)已經(jīng)部署了該軟件。

除此以外，中央電視臺正在積極推進部署“響度矯正平臺系統(tǒng)”，該系統(tǒng)是在總結響度矯正軟件的基礎上做的技術擴充。作為一個獨立的后臺系統(tǒng)，可為視頻制作島提供專業(yè)的音頻響度檢測與校正服務，主要完成對立體聲、環(huán)繞聲節(jié)目的響度檢測與矯正，主要對象是需要提交到播出或媒資系統(tǒng)的成品節(jié)目文件。其業(yè)務流程包括接收各制作島的請求，對其中的源音頻文件進行處理，生成目標音頻文件；把生成的符合響度要求的目標音頻文件的路徑和文件信息回調(diào)給制作島系統(tǒng)；制作島系統(tǒng)接收新的音頻節(jié)目文件后，再把新的目標音頻文件提交UQC進行音頻質檢。該系統(tǒng)支持響度控制服務管理、任務監(jiān)督查詢、結果通知等功能，并提供有好的任務管理界面和自動化日志收集；當業(yè)務擴大時，可以水平增加處理節(jié)點數(shù)，而且可擴展支持MXF OP1A高清播出格式文件的處理。

2.審查時通過檢驗

中央電視臺已部署“全臺技術質量自動檢測系統(tǒng)”，簡稱UQC。該系統(tǒng)主要實現(xiàn)電視節(jié)目文件技術質量的自動檢測，是文件化制播技術質量保障體系的關鍵環(huán)節(jié)。UQC可以為入庫媒資的高清成品節(jié)目文件提供統(tǒng)一的自動檢測服務，按照中央電視臺制定的《高清視音頻文件技術質量檢測規(guī)范》完成文件封裝格式、壓縮編碼格式和視音頻三個層面的自動檢測，節(jié)目響度檢測是其中的一項重要檢測內(nèi)容。質檢完成后生成格式統(tǒng)一的自動質檢結果，可輔助技審人員完成技術質量審查，大幅提高技審效率，節(jié)省人力成本，并避免技審差錯。

3.不足之處

即使中央電視臺在部分制作島已經(jīng)試運行部署了“音頻響度矯正軟件”；在入庫計審時，全臺技術質量自動檢測系統(tǒng)（UQC）為入庫媒資的高清節(jié)目文件提供自動檢測服務。但是電視臺的節(jié)目來源比較廣，有自產(chǎn)的、有外購的、也有收錄的，情況比較復雜，所以要求送到播出部門的待播節(jié)目響度一致是非常困難的。

三、頻道播出時實時控制

1.在播出環(huán)節(jié)增加響度的意義

為了彌補前期節(jié)目制作和計審存在著糾正不足的現(xiàn)象，作為中央電視臺最后一道關口的播出線，就要擔負起規(guī)范節(jié)目響度控制的重任。在播出系統(tǒng)鏈路中加入響度控制設備，能夠對節(jié)目進行信號級的自動響度校正，實現(xiàn)自動監(jiān)測、自動記錄響度指標，確保節(jié)目文件的規(guī)范播出。

2、響度控制器響度超標測試

響度超標檢測響度有兩個檢測指標，一個檢測短時響度，一個檢測節(jié)目的平均響度。響度計算符合ITU和EBU的標準。

平均響度檢測整個節(jié)目的響度是否在一定范圍內(nèi)，一般為【-26，-22】LKFS，超出這個范圍則報警。

短時響度有響度閾值和報警閾值兩個參數(shù)，當節(jié)目中某一段音頻的響度超過響度閾值并且持續(xù)時間大于用戶設定的報警閾值后即報警。響度閾值一般為-21LKFS，報警閾值一般為3秒。

3.響度控制器應用后音頻末級輸出響度對比

·多頻道間響度對比

各頻道的響度數(shù)值均圍繞在-24 LKFS的上下，偏差最多不超過1.3LU，完全符合《電視節(jié)目音頻制作的響度規(guī)范》中關于電視節(jié)目響度的要求：目標響度值定為-24 LKFS。對于某些情況下，比如直播節(jié)目制作，無法達到-24 LKFS的目標響度值時，可以允許有±2LU的響度偏差。另一方面，頻道間的響度差別由圖可見，節(jié)目響度最低的數(shù)值為-25.3 LKFS（CCTV12社會與法），節(jié)目響度最高的數(shù)值為-23.2 LKFS（CCTV15音樂），因此，高于目標響度的最大值為0.7LU，低于目標響度值的最小值為1.3LU，而頻道間的響度差別不超過2.1 LU。根據(jù)廣電總局規(guī)劃院關于人耳聽覺的實驗，響度舒適區(qū)的總體范圍大約為11～12dB。響度舒適區(qū)上限和下限相對于中心響度值的增益分別為4.5 LU 和-6.9 LU。由此可見，頻道間的響度是有一定的差別，但差別數(shù)值完全處在人耳聽覺的響度舒適區(qū)間內(nèi)。

·同頻道間高標清響度對比

對于單聲道和立體聲節(jié)目，播出系統(tǒng)輸出的高標清信號節(jié)目響度，差異最大的為C C T V15音樂頻道，高清-23.2LKFS，標清-23.7LKFS，差別為0.5LU，人耳基本不會察覺，因此高標清頻道的節(jié)目響度，即平均響度略有差別，但差異不大。

從設備記錄的響度日志中可以查看到，高清信號和標清信號所記錄每秒的響度數(shù)值列表，有個別響度數(shù)值偏差較大，這是由于高清節(jié)目通過Upcon上轉換引擎所引起的。Upcon上轉換引擎在對單聲道或立體聲信號進行上轉換的過程中，聲道的合并等處理，會引起一些瞬時的響度變化，而將響度數(shù)值長期統(tǒng)計之后，將會得到非常接近的平均響度值，這并不影響整個節(jié)目或頻道的響度數(shù)。

播出系統(tǒng)的響度控制器可將不同類型的音頻引入響度動態(tài)指標后，根據(jù)響度控制的目標確定響度調(diào)整值，將帶有響度控制調(diào)整值的播出文件，送入播出服務器，由播出服務器最最終的響度調(diào)整并進行播出。以上數(shù)據(jù)可清晰的分析出通過響度控制器矯正的音頻信號基本接近平均響度值，在人耳舒適范圍內(nèi)，從而根本的解決了，聲音忽大忽小不穩(wěn)定的問題。

不僅如此，質量管控域中的網(wǎng)絡監(jiān)控服務器可自動獲得不斷變更的節(jié)目的所有響度數(shù)據(jù)。通過海量收集各類節(jié)目的響度數(shù)據(jù)，可對其進行分析和監(jiān)管，加強了臺內(nèi)播出末端對于節(jié)目響度的把控能力，為日后進一步研究響度相關課題提供有效數(shù)據(jù)。

四.總結

中央電視臺通過這種全臺多手段相結合的方式來控制節(jié)目響度，確保了臺內(nèi)全流程的節(jié)目響度統(tǒng)一標準，科學的、全面的解決了節(jié)目播出過程中的響度跳變問題。但就我們當前大多數(shù)電視臺節(jié)目制作和播出的情況來看，如若減少制作的成本和周期，在播出部署響度控制器是首選，在線式傳統(tǒng)的壓限處理依然可以發(fā)揮作用，處理響度的獨特之處在于它將響度和動態(tài)范圍結合在一起處理，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)獲得適合的播出標準，從而可以快速達到相應的效果。

我們面臨各種各樣的節(jié)目播出形態(tài)，首先我們需要對當前播出響度的狀況有準確的測量，其次需要準確了解各類型節(jié)目的平均響度，然后在一定方法的指導下，在制作和播出環(huán)節(jié)控制節(jié)目播出的響度，才能給觀眾帶去更美好的聽覺審美感受，雖然我們還沒有做到娓娓動聽，但是慶幸的是我們還在不斷地學習、不斷改進技術手段，在保證音頻響度控制在合理范圍的情況下，將最大限度的保留節(jié)目的藝術效果，達到技術要求和藝術效果的完美結合。B&P