【关键词】响度PPM表VU表参考电平声音优化处理
当人们在使用摇控器选择自己想要收看电视节目时听到的音量常常是不同的，声音一会儿轻一会儿响，更有甚者某些节目的音量响度让人感到烦，有时在不经意的情况下使人往往有一种受惊感，这不是夸大，而是事实。究起原因有三：
1.在节目制作中的责任性问题，对音频没有按照要求控制好，音频节目响度和真实峰值音频电平考虑不够，使得音量调整的过大或过小。
2.在制作节目中的故意性，如一些广告制作商制作的广告、节目预告篇等节目为了要达到让人们有更大主意的目的，大都使用了压/限（3段或4段）处理，通过对动态处理特意把节目声音的动态范围降低，平均能量大大提高，听起来使得响度很大。
3.在一些影视等节目中，这些节目的本身动态范围很大，造成了响度过大。
对于以上问题随着高清电视的普及，问题的严重性会比现在的标清电视更突出。有关以上的问题，人们一直在寻找用自动化的技术方案来解决音频电平问题。
有关响度差异的一些基本看法
声音的强弱叫做响度，响度是感觉判断的声音强弱，即声音响亮的程度。众所周知人们对响度有两种不同的看法：一为感觉响度；二为感知响度。
感觉响度：它直接关系到人耳内神经活动，因此它可以用数学模型来表示的，目前常用感觉响度表来表示。
感知响度：它是指有关的听众感兴趣的声音，没有真正的模型可建，不同的听众有不同的响应。此感觉也就是人们常说的“鸡尾酒会效应”，它是指人的一种听力选择能力，在这种情况下，注意力集中在某一个人的谈话之中而忽略背景中其他的对话或噪音。该效应揭示了人类听觉系统中令人惊奇的能力，使我们可以在噪声中谈话。
从上述情况来看，通常绝大数用响度电平来表示。每个人都能够锁定一个谈话的内容，但是没有一款仪表可用来表达听众注意力的值。
为了要在广播电视环境中有一个比较好的响度标准，国际电信联盟(ITU)综合了这二种因素制定了ITU-RBS.1770标准，这种用来测量音频节目响度和真实峰值音频电平的算法规则是测量响度的一种方法。
节目响度表
电平表
模拟峰值表，通常被称为PPM表，常在欧洲广播和电视、电影中使用。它们使用的5-10毫秒积分时间，因此不会显示最短节目峰值。这一系列的表在国际电工委员会（IEC268[4]）和德国的DIN标准(DIN45406)文件中被定义为一种标准。
VU表，由贝尔实验室在1930年后期发明的，它显示很少的瞬时信息，因为指针偏离到99％刻度时信号必需持续300毫秒左右。在数字领域，数百取样在高峰值时没法在PPM或VU表上显示，但是过载仍然可以发生。因此，以数字取样为基础的数字表显示峰值比比模拟PPM读高3-5分贝，比VU表读高16-20分贝，即便使用正弦波参考震荡信号也是如此。
制作类节目中的参考电平
在电影，后期制作和广播电视制作，人们常会设置一个参考线，在参考线这一点的电平通常被定义为参考电平，也是被认为正常的操作电平。对白的语言电平就定在此附近，参考电平通常是对应着这些对话，这也就是说校准音调的标准电平。
在欧洲广播，参考电平定在-18dBFS欧洲广播联盟(EBUR68)，在美国被定在-20dBFS电影电视工程师协会（SMPTERP155）。
PPM和VU电平相对应的感觉响度-正常值(由J.R.Emmet)
从以上的图中我们可以看到男人和女人、各乐器之间用VU表和PPM表参考值是不同的，就算是用同一音量表测得各乐器的参考值也不同，噪声也是如此。
在电视广播中，我们在家收看电视节目时常常需要切换频道来选择自己想要看的节目，而这些节目中的音频材料内容可以是音乐、语音和影视其它等等，此类音频素材内容的主观响度有着显著的差异。人们通常使用主观节目声音响度来测量和控制，但是，这时很难的，响度的感觉是根据平均电平和频响来定的，收听者调整音量大都是根据节目中的对话可听懂度来定的，所以节目中的对话响度已成为我们控制音量的中心参照物。
对一些节目的探讨
1.音乐制作/碟片出版
制作过程有录音（前期录音、后期混音），CD/DVD母版制作，碟片出版。对于制作，峰值电平尽量接近0dBFS,没有必要留有峰值余量，动态范围可根据音乐内容来定。碟片出版后，由于没有像看电视常需要切换频道而引起节目素材跳变而造成响度感觉问题，当然没有广告插入问题。
2.广播电台广播
有节目录音制作，声音处理，广播发射。制作要尽可能峰值接近100%调制，动态范围要根据发射机的动态范围来定，达到最响，由于经过若干次的声音处理，或多或少对节目素材的：“压扩”，但是没有明显的问题。
3.电影制作/电影放映
制作过程有前期录音，后期混音制作，电影放映。所有电平平衡主要面向杜比规范，要在影院内还原巨大的动态范围（再现非常高声压的峰值电平），响度差异要根据影片剧情内容，但是，仍然存在电影和广告之间的响度差异问题，如何解决响度问题？
-电影业已建立了响度测量标准
-长期使用平均测量（Leq）值表（非常接近主观印象）
-模型的表示来自杜比（关键的解决方案）
另外
-影片内容的电平没有正真地涉及，它是利用多通道编码器来解决的。
-所有参与制作的人员都经过了严格训练。
4.电视广播
有后期制作，声音处理，广播分发（高频发射、有线传输）。制作的电平主要面向国际电联/欧洲广播联盟的建议，混合的节目内容（影视、音乐、专题、广告、实况制作、谈话类等节目）峰值和信号密度变化很大，因此有不同响度感觉，不同的传输链路（含数字，编码的多通道传输，标准的模拟2通道传输），
电视广播的响度问题
在一个电视频道中有不同类型的节目,如影视、音乐电视、纪录片、广告、谈话及实况类等节目。而不同类型的节目有不同的响度电平，看下图。在数字电视广播中提高的动态范围使问题变得更糟。以下是不同节目的平均响度：
对于不压缩信号，不同节目的平均
响度呈现很大差异(由杜比实验室
提供)/传统的广播音频大量地被压缩，平
均响度[FS:Page]仍然各不相同(有杜比实验室
提供)
从以上图中可以看到，它们有不同的动态范围和不同的响度电平。非常关键的是实况制作，特别是最大的一部分讲话内容。要解决好广告、实况节目或影视节目之间的响度差异。人们曾经测试了一些做的比较好的广告的响度，它们在处理音频上非常有经验，音频的平衡度和响度处理的都非常好，电平不高响度很响，如果要和其它类节目在响度上接近至少要减少3-5分贝之多。为了要解决以上问题，我们必须要找到一种解决方案—即在看电视节目者要用遥控器调整节目音量电平之前让它能自动控制响度。
电视节目响度控制讨论
对于要做好电视节目的响度控制，目前可用以下的几种处理方式：
1.采用比较传统的方法来控制，首先要知道各类节目的本身信号特性，如影视类节目通常有很好平衡度和有很大的动态范围，在送入播出像带和播出硬盘之前动态范围要减小。对音乐电视、纪录片、广告类节目一般是直接可播出的，没有进一步处理的需求。谈话及实况类节目的电平平衡和动态范围控制相对困难一点，在送入播出像带和播出硬盘之前希望要对语音做一些高质量处理和动态范围的加工。最后建议在这些信号发送前要通过一台数字传输处理器，对电平进行平衡和响度控制。但必须保证所有的动态范围处理在制作到发射链路中必须没有人为的东西产生。
比较传统的方法处理响度示意图
2.采用响度表来控制传送处理器的方法实现对响度的控制，具体做法是要把播出的节目同时送入响度表和传输处理器，通过响度表对各类节目的数据采集，利用响度表上报警输出口中的输入过载、过调制、过上门限、输出低于阈值、AES失落、对白电平归一化输出、输出误差、输出故障等报警输出来控制传输处理器，使传输处理器根据响度表实时采集到的信号来调用相对应的处理程序对节目进行最佳化响度处理。这种处理的方法能满足PCM和杜比E格式的输入。
使用响度表来控制响度的示意图
3.一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-1LII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。
居于文件格式的响度处理示意图
结束语
对于节目的响度控制不管用什么方法来处理必须要做到：
1.从用户角度来看
应该用一个令人满意的方式来控制峰值电平和响度，在控制的过程中绝对不能改变节目素材的声音，听不到有音频处理的痕迹，理想的状态最好使用一台可适用于各种不同节目类型的设备，容易使用。
2.从技术角度来看
设备要基于DSP的音频处理（软件可更新），通过处理后要得到最小延迟时间，可提供各种I/O接口（模拟的AES/EBU，SDI嵌入音频）、网口，易于数字化、网络化集成分配，处理特性使用与所有各广播应用（制作、转播、ENG/SNG、播出、传送和其它），灵活的访问和远程操作控制。
如果我们目前在标清电视时代不能很好的解决节目响度问题，不久迎来的高清电视节目时代响度的问题会更突出。
