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发表于 2006-3-19
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四. 可供选择的响度及动态控制技术
今天，我们有多种技术可以选择，这几种主流的响度控制技术分别得到不同电视播出机构的认同，包括JUNGER公司的LEVE MAGIC R、杜比实验室的元数据技术以及TC公司的响度控制技术，甚至有芯片厂商参与其中，他们热哀于提供各种响度处理的大规模芯片，使得声音的响度处理变得更加容易。
1. T．C．Electronics
T．C．Electronics是一家传统的音频处理设备生产商，目前可以支持AES／EBU及SDI嵌入音频实时响度及动态范围处理的设备DB-4和DB-8在中央电视台播出线上使用，TC处理响度的独特之处在于它将响度和动态范围结合在一起处理，用户可以调用很多国外电视台在响度和动态范围处理方面的参考数据，然后根据自己素材的特点修改这些参数获得适合的播出效果。
2. Level Magic
Level Magic是德国JUNGER公司的专利技术，基于Level magic的设备目前支持大多数音频接口，包括模拟、AES／EBU、SDI嵌入音频，支持断电旁通，适合播出线使用。尽管响度和电平是两个不同的概念，但是二者具有一定程度的联系，前面提到，当我们用信号的准平均值来表示信号电平大小时，这时电平和信号还原出来的响度就具有较好的一致性，因此，通过高速检测信号的平均值电平，根据压缩扩展规则进行高速处理，可以比较理想地控制信号还原的响度，这就是Level magic的基本原理。
3. 杜比实验室
杜比实验室在声音响度控制方面有长期的研究和经验积累，他们于2004年推出获艾米奖基于Leq(A)特性的LM100响度测试仪，并陆续提出了几种响度控制解决方案。
(1) 元数据技术控制还原
杜比元数据技术的原理是，借助于在杜比数字(AC-3)或杜比E(DOLBY-E)数字音频流中加入标识音频信号响度的元数据，含元数据的音频信号到达接收端后，由接收端的机顶盒根据元数据决定信号还原时的音频增益大小，从而使得声音还原时具有合适的响度，同时动态范围并不压缩。
杜比元数据技术的特点是它不对信号进行任何处理，只是分析出节目信号的响度大小，响度值就是元数据的内容，机顶盒读取元数据并做出正确的响度还原。和其他一些厂商有所不同，杜比实验室的理念是内容提供商不能只照顾普通接受条件而牺牲那些具有高端接收条件的观众的满意度，通过对机顶盒的接收参数设置，各类用户得到各自需要的响度和合适的动态范围。元数据技术应用的前提是用户接收的音频数据流中必须包含准确测量的响度数据(元数据)、音频数据流必须是杜比数字或杜比-E编码格式、接收端机顶盒支持元数据技术。
无可置疑，元数据技术相比较传统的音频信号处理具有明显的优越性，如果每个节目制作单位、每个频道都能应用杜比的元数据及编解码技术、每个用户都具备支持元数据的机顶盒或解码器，那么，我们目前面临的响度差异问题就可以完满解决，这真是太好不过了，至于动态范围，我们可以在播出系统的不同出口使用在线处理的传统方法解决。
(2) 基于文件处理的DP600
杜比实验室可能已经意识到，元数据技术在中国推广具有不小难度，不用说目前国内的机顶盒厂商不支持元数据技术，就是现有广电音频系统的重建，难度也是可想而知，因而杜比在2007年又推出了基于文件处理的响度控制器DP600。
DP600按一定的策率从视频服务器读取素材，从中抽出音频数据流进行短期或长期响度分析，并把它调整到预先设定的响度水平，处理过后的音频流重新打包回去成为可以正确播放的文件。尽管对原始文件进行了响度处理，但依然不破坏原始文件的动态范围。如果所有播放的素材都是经过响度处理，这样大家的响度就一致了，这正是我们期待的结果。
(3) 接收端直接处理(Dolby Volume)
和前两种处理不同，Dolby Volume直接面向消费类电子设备，对响度的控制完全独立于节目提供商和节目类型。杜比在2007年初推出Dolby Volume技术，很快得到了芯片厂商的积极响应，Cirrus Logic在2007年11月正式发布支持Dolby Volume技术的CS48DV2／6系列DSP处理芯片，相信2008年高端消费类电子很快就会出现支持这一技术的产品。
不管是元数据还是基于文件对响度进行处理，杜比实验室把它的响度控制技术命名为对白归一(DialNorm)，这有点容易让人产生误解，因为事实上我们播出的音频节目形式多样，组成元素复杂．除了对白，还有独立的音乐、效果以及作为背景与对白混合的音乐和效果。那么为什么Dolby只关心对白呢?
根据杜比的研究，入耳对节目中的人声(也就是对白)相对于音效来说要敏感得多，并且不同的人对于同一段对白响度的认知度一致性非常之高，对白响度变化+1.0dB／-3dB，大多数人会立刻感觉到，响度变化超过+2.0dB／-5.0dB，大多数人就有不舒服的感觉，中间的容限很小，音乐则不同，容限超过12dB，并且不同的人对音乐响度的不一致性非常大，相信这个研究结果对大家会有很明确的启发：只要我们有效控制了节目中对白的响度，就不会让观众感到不舒服；如果能让所有节目中的对白和所有频道播出的对白响度一致，观众就不会对节目间和频道间响度的大幅度跳变感到厌恶。我们认为杜比抛开音频信号复杂化的表面抓住关键因素的研究卓有成效，对音频处理技术的进步是一个贡献。
那些不含对白的节目怎么办呢?比如纯音乐、无人声的广告。由于人耳对这类信号响度的容差较大，关键还是控制其平均响度，同样可以采取对白归一化处理，如果需要对广告等特殊节目提高一定的响度，可以在对其归一化处理时采取偏移目标响度值的策率，将其响度适当提高0.5?1dB，在一定程度上迎合广告投放商和专业音乐制作人，同时不至于得罪观众的耳朵。
五. 结语
以上分析了几种主要的响度控制技术，就我们当前大多数电视台节目制作和播出的情况来看，在线式传统的压限处理依然可以发挥作用，元数据技术应用离电视播出系统可能还很遥远，基于杜比对白归一的文件处理技术对于以硬盘播出系统为主的有很好的应用价值。 |
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发表于 2008-1-10
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