响度控制器在播出中的应用

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1、响度控制器在播出中的应用摘要：随着视音频数字技术的发展，人们对图像伴音的要求也越来越高，如果在多个节目或频道之间伴音音量有明显的变化，用户就不得不经常地使用遥控器将音量调整到某一合适的电平。如何解决这个问题，使广播电视传输链路中所有节目的音量均保持在某一适当的平均响度，于是提出了响度控制的方法。关键词：响度音频处理器响度控制器在目前的电视播出过程中，常会出现不同节目的声音电平差异很大，带来响度的跳变；而各个频道间的响度差异巨大，当受众切换频道时，需要实时去调节音量。这样会给受众带来不适、烦躁，甚至受到惊吓，严重影响收看效果。因此，对于伴音的播

2、出，最重要的问题就是获得响度的一致性，同时又保证不损害动态范围，避免破坏音质。对此，许多公司都采用了先进的技术进行响度控制，避免节目响度的频繁跳动，减小频道间的响度差异。一、传统音频处理器传统的音频处理器一般由压控放大器，音频信号整流电路等组成。通常利用压控放大器增益随控制电压变化的特性，实现对电路增益的控制。由于时间控制电路不能很好兼顾起限时间和恢复时间，在压缩和恢复信号的过程中可能会对信号的动态范围和清晰度产生不利影响，这也是一些音频处理器在语言和音乐切换时噪声明显增大的原因。对于较高档的音频处理器，一般把声音分频段处理，音频信号分别经低

3、、中、高频滤波器分离，然后三路音频分别进入自动增益处理，处理后的信号分别经有源带通滤波器，三路音频出来合成后，经缓冲器后进入微处理器，进行实时控制，具有处理范围宽，互调失真小，操作直观等特点。其中分频段是将节目信号分段，目的是加快压缩器和削波器的恢复时间，从而在动态范围很大的节目信号时也能增加响应和减小失真，另外也便于大信号的均衡。在音频处理器的发展史上，从最初的手工音频电平高低的简单干预，到后来的分频段处理、AGC、均衡、削波的自动处理等等，都是为了一个终极目标，那就是不让观众感觉到声音的忽大忽小，而是让声音的总能量维持在适当的值，也就是让

4、声音的响度是固定的，从而让用户聆听声音时专注于频率变化带来的美感，而不是要拿着遥控器按着音量调来调去。二、响度的概念与原理响度（Loudness）人耳对声音强弱的主观感觉称为响度。它是电信号转换为声波振动时度量声音能量的一个指标，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(sone)来表示大小，和声压级、频率有密切关系，定义1000Hz、40dB纯音时响度为1sone。通常，人们容易将声音电平和响度两个概念混淆，错误地理解为控制电平就是控制了响度。实际上，用客观指标度量音频电平本身有

5、多种方法，如VU表、PPM表、dBFS表等，最接近人耳听觉特性的是VU表，VU表指针或条状图的摆动特性可以大致描述信号还原为声音时音量的变化，也就是人耳最终感觉到的响度变化，但也只是大致，并非特别准确，而PPM或dBFS表，则是响应于音频信号的峰值或准峰值，这类表头通常只对控制信号的峰值有用。音频的响度是一项主观测量指标，就其本质而言，它与音频电平没有线性关系，而是具有与音频信号的实际强度相关联的心理感受特征。因此，不同的人对相同的信号感知的响度有所不同，相同的人在不同的环境对相同的信号的感知也是不相同的。在播出中，采用响度技术使播出音量始终

6、保持在某一适当的平均响度，它采用播出PGM数字视分的SDI信号进行解嵌，对解嵌出的AES音频进行响度处理。响度处理时根据检波器检出的音频响度的大小再反馈调整器增益，使响度控制在一定范围，最后再把AES数字音频加嵌到SDI中，实现对响度的控制处理。响度控制原理如图。解嵌-加嵌卡SDI解嵌加嵌响度处理卡增益检波器PGMINPGMOUTAESINAESOUT在广播电视环境，ITU-RBS.1770标准是测量响度的一种方法。我们对播出系统音频音频响度控制的测试，并对各种不同节目声音大小进行对比分析，发现当音量过大超标时，经过响度控制后被按比例压低，且

7、声音还原度好，没有破音：反之，过小的音量会被放大。三、响度控制器的选择对于音频响度控制器有两个主流处理方式：Multi-band和Single-band。Multi-band把要处理的音频按频段的不同分开进行动态的处理然后再合成，一般分为5个频段：Single-band则是把声音整个频率段统一进行调节。因此，从处理机制上说，使用同样算法的前提下，Multi-band对音频的处理效果更好，一些音频细节能被更好的保留，不容易被过滤掉。响度控制目前在全球还属于比较新的处理技术，采用Multi-band的响度控制属于业界较高端的算法，因此采用这些技术

8、的设备价格都相当昂贵。像Miranda的ALCwitchLinearAcousticAEROMAXprocessing，Evertz的IntellGain，TC.E