录音师必看 EBU的3343告诉你 响度之争--Loudness war 连载之四

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研究院编语：为什么他做的节目比我的响？为什么电视节目的声音忽大忽小？我到底要看什么表头才对？我到底听多大音量才合适？

        请到研究院来，我们一起探究吧！

        EBU3343文件实际上是告诉声音节目制作者---录音师如何按照R128文件进行工作。

在解读文件之前，先搞清楚几个概念。

1.响度单位LUFS、LKFS和LU

        LUFS和LKFS都是以满度值为基准的响度计量单位，EBU使用LUFS，国际电信联盟使用LKFS，我国使用LKFS。LKFS使用了一个叫K计权的滤波器以适应人耳的主观感觉。这两个响度单位像极了数字满刻度电平dBFS的刻度。而且还有点相关性（1LU相当于1dB），在兼容EBU R128的响度表上，立体声-18dBFS的正弦波，在1kHz下的测量结果就是-18 LUFS。

         LU，它是响度的相对度量单位（1LU相当于1dB），可以指明节目达到目标响度值需要的增益/损耗量。



2. 门限方式 gating method (-8 rel gate)



        为了防止节目特殊素材，比如节目的低音量声音背景、长时间的静默等对节目响度的过度影响，在测量响度的时候将节目以400ms为间隔高于-8LU的部分才进行响度计量。有利于在处理大动态范围的节目时，提高响度的一致性。



3.较大真峰值电平 Maximum True Peak Level dBTP

         较大真峰值电平：连续时间域内，节目音频信号波形的较大值。节目电平必须控制在-1 dBTP ！

         VU 表的指针上升时间为 300（1±10%）ms，移动相对较慢，是一种准平均值特性仪表，不能指示瞬时峰值，通常节目信号峰值电平会比指示值高 6-12 分贝。而 QPPM表的积分时间为 5ms 或 10ms，是准峰值特性仪表，但也会错失一些持续时间很短的瞬时峰值，所以VU 表和 QPPM 表都会产生读数低于实际信号峰值的情况，这是由仪表的积分时间特性所决定的。

        真峰值电平是用SPPM表来测量的。

        SPPM（Sample Peak Programme Meter）表是检测数字节目音频信号峰值的检测仪表，该仪表的上升时间为被测量数字信号的一次完整采样周期，显示的是采样峰值，而非信号峰值。真峰值音频电平的测量原理是对信号上采样至192kHz，由于信号频谱不会因采样率的增加而改变，采用较高采样率时，采样峰值表读数偏低的影响会明显降低(<0.6dB)。所以，用SPPM表测量的真峰值电平具有相当的准确性。

      

4.响度范围 Loudness Range

        反映一个节目内的响度分布。用于确定是否需要压缩响度范围，以使节目符合目标观众的接受范围。

        节目响度电平应当标准化至-23LUFS示值的目标响度电平。对于不能实现精细规整的节目片断（例如：直播节目），其响度电平与目标电平的允许偏差一般不超过±1LU。



        EBU 3343具体的文字就不罗列了，挑点干货分享一下。蓝字为原文，黑字为解读。

1.Loudness normalisation is a true audio levelling revolution!

        响度才是真正的音频电平基准的革命！这是口号，也是文章的内涵所在，直指最终目的地耳朵的感受。当然，这个响度归一不是指节目内的各个时段的响度一成不变，相反，它是鼓励节目的动态按照艺术和技术的要求进行变化。实际上，按照这个标准做出来的节目的动态范围要比现有节目制作流程所形成的动态范围要宽泛，也就是说，更加自然。



2.The basis of the concept of loudness normalisation is a combination of EBU Technical Recommendation R 128 ‘Loudness normalisation and permitted maximum level of audio signals’   and Recommendation ITU-R BS.1770 ‘Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level’ .

        响度归一的基础是基于两个文件：R128和ITU-R BS.1770。一个告诉你什么是音频信号的响度归一和较大允许电平，一个告诉你是怎么测量的。因此，响度归一后我们只关心三个参数，一个是节目响度、一个是响度范围、一个是真峰值电平。可以这么说，凡是响度达到要求（-23LUFS）、响度电平与目标电平的允许偏差不超过±1LU，真峰值电平有没有超过 -1dBTP，就算成功。



3.EBU  R 128 and  ITU-R BS.1770 are the basis.Four more EBUTechnical Documents provide details.

        除了这两个基本文件，还有四个附属文件进行更为详细的指导。

        3341告诉你EBU模式的响度表的样子和含义。

        3342告诉你虽然整个节目有个平均的响度，但是由于动态的节目必然还有动态的响度变化，因此还有个参数叫响度范围。

        3343告诉你有了响度表，我再教你怎么做。

        3344告诉你做好的节目，我再教你怎么传给人家。



4.-23.0 LUFS  is the new centre of the audio levelling universe!!！

-23.0 LUFS (-8 rel gate)是音频电平基准的宇宙中心!!!

        调查和测量显示，实际的广播电台响度电平的平均值大约为-20 LUFS (带有很多极值)。在ITU-R BS.1864 ‘Operational practices for loudness in the international exchange of digital television programmes’的文件中, 建议的目标电平为-24 LUFS ，没有使用门限功能。

        由EBU PLOUD group所作的非正式测试显示，不论使用和不使用-8LU相对门限方式，小到中等响度范围的节目响度的区别在0-1LU之间，门限方式的测得的-23 LUFS响度在很多情况下几乎与不使用门限方式测得的-24 LUFS响度 相同。所以，-23 LUFS (门限方式)被确认为较低的节目响度电平，而不会与-20 LUFS平均电平产生差别。另外， -20 LUFS的动态范围被认为不足，故最后定为 -23.0 LUFS。响度变化在±1.0 LU之间是允许的。

        这段其实是告诉你EBU的“-23.0 LUFS”响度标准值是怎么来的。确实，-23.0 LUFS，一个奇怪的数字。世上奇怪的数字有很多，只要有道理就行。



5. peak normalisation峰值归一 与loudness normalisation响度归一的区别

        峰值归一化导致了电平无限趋近于较大的允许电平（比如-9dBFS），然而却有着各种不一样的响度。这完全取决于信号所压缩的程度。导致对音量的调节成为经常性的多余动作。

        响度归一化可以将信号的响度控制在允许的变化范围内，信号的峰值却随着内容、以及艺术与技术的不同要求而变化。听众可以在整个欣赏过程中保持良好的响度氛围，不必进行频繁的音量调节。


        上图表现了两种归一化处理的电平和响度的区别



        从上面的图片可以看出实行响度归一化处理后，一个简单的尺子：-23 LUFS，不但容易理解和实现，还可以在艺术和技术上提高节目的质量，真是利国利民的大好事呀！




       上图表现了两种归一化处理的节目动态的区别

        很明显，大家不再纠结于谁更响，而是在同样的响度下节目只需不超过较大真峰值-1 dBTP即可。换句话说，由于放宽了对节目电平的限制，可以保证更加自然的节目动态，在调整好监听音量的前提下，制作人员完全可以只凭耳朵录音制作啦！也就是提高了节目质量。



6.Loudness Range Control Paradigm 响度控制范例



        不同的放音的地点对于音量的要求是不一样的，虽然标准中并没有对较大响度范围的限制，但是对于混音的录音师来说，上图所建议的混音响度范围还是具有参考意义的，由图可知，吵杂的汽车环境决定了响度的变化不能太大。



7.Strategies for Loudness Normalisation 响度策略

        文中对目前的响度实施有两种建议，一种是保持目前的制作方式，之后按照响度要求进行电平的总体升降；一种是直接进行响度控制和归一，无需再进行转化。

        目前一种方式在几乎所有情况下电平都要进行衰减，降低动态和限制较大真峰值的努力也是不需要的。

        第二种方式自然是极力推荐的，相比一种方式，节目原始动态的逼真还原将是一个极大的优点。



8.Loudness Metering 节目制作的响度表

 Momentary Loudness (abbreviated “M”) – time window: 400 ms

 Short-term Loudness (abbreviated “S”) – time window: 3 s

 Integrated Loudness (abbreviated “I”) – from ‘start’ to ‘stop’

        ‘EBU Mode’ 的响度表提供了三种响度显示模式。Momentary简称“M”，用来进行响度的即时检测。Short-term简称“S”，用来进行短期（3秒）内的检测。Integrated Loudness 简称 “I”用来显示从开始到停止（长期）的响度显示。

        在 ‘EBU Mode’ 的响度表中， ‘0 LU’=-23 LUFS的目标响度.




       EBU响度表示例



9.“Ready, Set (Levels), GO!” 让我们开始吧！

        在监听音量固定了以后，混音工程师只需要通过耳朵“mixing only by ear”来混音啦！眼睛呢？别闲着，观察M“即时”和S"短期"的显示，偶尔瞥一眼I“长期”响度就行啦，还有小心那个较大真峰值哦。



10.Loudness Range 节目制作的响度范围控制



        为了节目制作的响度范围适应更加广泛的播放环境，文章还建议可以加一个如上的压缩器，使得响度范围更加安全。


         上图为响度压缩的实例，本来24LU的响度范围被压缩到了18LU

        在进行响度测量的时候，通常我们测量的是整个节目，但是如果节目的响度动态很大（例如>12 LU），那就有必要找一个锚点信号，比如可以代表节目信号的语言、独唱等等进行响度检测，并且按照锚点信号进行整个节目信号响度的微调。



11.alignment for sound-programme exchange can be performed as usual, with a sine-wave signal of 1 kHz at a level of -18 dBFS.

The alignment level of -18 dBFS (1 kHz tone) will read as -18 LUFS on a loudness meter with absolute scale (or +5 LU on the relative EBU-mode scale), provided that the 1 kHz tone is present (in phase) on both the left and right channel of a stereo or surround sound signal. If the 1 kHz tone is used only in a single front channel, the loudness meter will read -21 LUFS (or +2 LU on the relative scale).

        节目交换的校准电平依旧，依然是 -18 dBFS大小的1 kHz 正弦波。立体声或环绕声左右声道同相时，在响度表上度数是-18 LUFS ，EBU模式表为+5LU。只有一个声道时响度表头读数为-21LU或者EBU模式表为+2LU。