浅议激励方式改善EFP音频质量方法

esimaya

    随着广播电视事业的发展，对节目声音质量的要求越来越高，提高声音质量是专业工作者不懈追求的目标。

    在现有电子现场制作(EFP)音频系统中，如何增强无线话筒音频的活性、提高模拟磁带声音的清晰度、改善人声的消咝声处理等，是音频专业工作者十分关注的问题。在实践中，我们利用听觉激励器提高系统的处理能力，达到改善EFP音频质量的目的。

    激励器及其系统接入

    听觉激励器

    目前，在激励方式进行音频信号处理方面，有听觉激励器(Aural Exciter)、激励处理软件和激励电路。其中专业听觉激励器比较适合EFP。

    听觉激励器激发的谐波信号是经过仿真设计的，可以类比于人工混响模拟厅堂声学特性。因此，不应简单地把这种人工谐波的产生看作原信号“失实”并等同于失真。激励器的设计目的是恢复音频信号所丢失的谐波成份，有效地扩展高频带宽并提高信噪比，从而提高声音还原的清晰度和表现力。而且，这些谐波的电平非常低，对信号的功率几乎不产生影响。由于激励器具有上述优点，利用它对信号进行处理，可以提高声音质量。

    实践中我们采用Aphex Aural Exciter-Ⅲ-250 (简称Ax-Ⅲ-250)专业听觉激励器。Ax-Ⅲ-250为双通道处理器，每一个通道均包括相同的两个音频路径，即主信号路径(Main Path)和旁链受激励信号路径(Sidechain Path)。主路径把来自输入级的音频信号直接送到输出级，基本上不加任何处理；旁链路径则包含激励器的所有“心脏”电路。两路音频信号在加法电路级上混合，混合比例由Mix功能控制。Ax-Ⅲ-250具有较强的音频处理能力，且可以有效地消除噪声和失真。

    调控参数

    激励器的主要调控参数有门限、调谐点、谐波量、音品和混合比等，它们联动产生所要恢复的高频谐波。Ax-Ⅲ-250的主要控制有：

    (1)降噪门限(NR Threshold)。该控制提供的门限设置范围为－60~+30dB，目的是将噪声电平拦在激励处理电路之外，并进行降噪。

    (2)调谐点(Tune)。该控制设定旁链路径中的二阶高通滤波器的上升沿频率点，并建立激励的工作频段，频率控制范围为700Hz~7kHz。

    (3)峰化(Peaking)。该控制为调谐点提供一缓冲效果。其控制量由最小达到最大时，调谐点频率的预加重逐步增大。同时，在调谐点预加重之前，还会出现一个小小的陷波，它会随峰化控制的加大而加深。如图1所示。

    (4)零值补偿(Null Fill)。零值补偿控制的作用是调节一个带通信号，此信号加到旁链路径中的高通信号上，补偿“相位失落”。

    在旁链路径中信号存在一定的时延，这会造成瞬态波形畸变，使声音更响。同时，也会在输出均衡曲线上的调谐点附近出现小的陷波，这种陷波会对调谐点附近频率去加重，使得更高频段的信号加重。这种效果常常是需要的。但有时为了补偿相位失落，用零值补偿控制进行去加重，从而提高声音的表现力和真实感。

    (5)谐波量(Harmonic)。调谐控制是用于调节谐波的发生量。谐波是通过旁链路径中的VCA调制处理而产生的，它不会对旁链路径中的信号电平产生影响。内部谐波发生器产生的谐波分量依据一套复杂的仿真运算，要考虑瞬态和稳态音质及相应的原信号幅值等。

    若该控制量加大，谐波成份将按音品控制的奇偶次谐波比例得到提高。而且，所产生的谐波并非谐波失真，因为它们是智能产生的，并形成一个功率包络，使得最终的音质提高而不是劣化。

    (6)音品(Timbre)。音品控制用来设定谐波的类型和排列情况，即奇、偶次谐波的比例。偶次谐波多的声音听起来柔和一些，奇次谐波多的声音听起来尖硬一些。

    (7)混合比(Mix)。混合比控制的作用是，将经过激励增强的信号混入原信号，控制范围从0dB(即零增益)到+14dB (表示门限之上的信号得到14dB的提升)。

    此外，Ax-Ⅲ-250还提供一个单选旁链路径(Solo)功能。

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系统接入

    激励器的接入一般有两种形式：串接式(In-Line)和旁链式(Sidechain)。如图2所示。多数场合采用串接法将激励器接入两个装置之间。采用旁链式接法时，要使用Solo功能断开主路径的音频信号，只让纯激励信号进入混音台，在调音台上混合原信号和纯激励效果信号。这一点十分重要。这种接法相当于把激励器的Mix控制搬到调音台上使用，而调音台本身就是一个混音台，所以操控起来更为方便、灵活，有利于精确地跟踪控制听觉效果。

    实践中利用一台Ax-Ⅲ-250的双通道，同时处理EFP中的多路音频信号。按图3所示方法将激励器接入音频系统。其中CH1声道分配给人声使用，CH2声道分配给音乐使用。此时听觉激励器处于一种旁链接入的形式，节目信号原流程并未改变，信号按照原有的通道传送和混合；同时提供两路纯激励效果，这些谐波与送入激励器的源信号在音乐和动态方面密切相关。原信号和纯激励信号只在调音台上进行混合调配。

    其具体做法是：用CH1的一套控制参数处理来自无线话筒的FM音频或人声，用CH2的另一套控制参数处理那些音质有待改善的音乐或其它声音(如电声乐队等)。由于这些节目源的声音质量不一致，因此要根据素材的情况决定激励添加量，跟踪调节混合比。

    上述方式适于大多数EFP场合，安全、可靠。

    改善EFP音频质量

    采用上述方案对EFP音频进行激励处理，取得了较为满意的听觉效果。尤其在增强无线话筒声音的活性、提高模拟磁带声音的清晰度和消除咝声等方面，收效显著。

    增强无线话筒声音的活性

    无线话筒是EFP中常用的拾音工具。但是，由于受频率调制方式的制约，无线话筒的音频上限频率为15kHz，加之截止下降沿使高频滚落的影响，因而大多数无线话筒的声音听起来不那么自然生动。即使用均衡器提升其高音也很难改善，因为用均衡器既不能提高高频的信噪比，也不能延展频宽，相反还会带来较明显的功率变化。

    用激励器对无线话筒的音频进行处理，可以有效地延展高频带宽，丰富高频谐波成份，增强声音的活性和真实感，尤其能使人声更生动地凸显或“浮现”于音乐当中。实践中对5kHz附近调谐点上的无线话筒音频信号进行激励处理，在调音台上将原信号和激励信号(高频谐波成份)按比例混合，可以达到预期的目的。通过这种方法，无论在音控室监听、舞台返送监听和观众席扩声，还是在录音和播出等方面，无线话筒声音的改善均较明显。

    提高模拟磁带声音的清晰度

    由于节目的需要，经常用到模拟磁带记录的音频信号。与CD和DAT相比，模拟磁带无论采用降噪处理与否，其音频的动态范围和信噪比等都不太理想。然而，对模拟磁带音频进行降噪和激励处理，能有效地提高声音的清晰度和音乐的层次感。这有点类似于电视图像经过降噪滤波和激励处理后，其画面更清晰、视觉效果更通透的情形。具体做法是：

    (1)对经过DolbyB降噪预加重处理的磁带音频，须先经过DolbyB降噪系统的去加重处理，然后经激励处理，添加少量的高频谐波成份，依据监听效果设定激励的控制量。

    (2)对未经过降噪预加重处理的磁带，在进行激励处理时应适当调高降噪限值，使门限在噪声电平值以上，从而仅对声源信号进行激励，恢复一定量的音频谐波成份。

    改善消咝声效果

    有的人声咝声较重。咝声的频谱主要分布在7~8kHz，如果不经处理就单纯用EQ提升高频，会使人声更剌耳，且容易造成失真。

    通常采用消咝声器或压扩器或均衡陷波等消减咝声，但这样会带来一定的负面影响，使人声不够自然和明亮。为了改善消咝声效果，可采用激励方式提高音频的信噪比和“填补”陷波。

    在Ax-Ⅲ-250上选择(在8kHz以下) 3kHz附近的调谐点对人声信号进行激励处理。此时峰化控制和零值补偿控制选定在较低的控制量，谐波量控制和音品控制选定在适中的控制量。用此法处理人声，是用低于咝声功率峰值所在频段的信号激发产生谐波，用以“填补”因消咝声处理而造成在频响曲线上的陷波和补偿因压缩而造成的高频失落。这样可使人声听起来柔顺、自然而不失明亮感。

    实践体会

    跟踪调节

    在现场调音过程中，要根据节目信号的情况决定激励的参数控制量和激励效果的添加量。在排练或彩排过程中，要记录控制的切换变化情况，以达到提高音频质量的目的。

    考虑等响度因素

    由于EFP涉及音频的监听、扩声或播出等系统，各监听声场音量均不相同，因此必须考虑等响度因素。要以音控室监听效果为基准，对送往各系统的激励信号分别进行混合比(或高频的提升量)微调，以平衡等响度曲线的影响。

    正确调控

    EFP实践中，要以提高音质和安全性为宗旨，规范使用专业听觉激励器，通过实践掌握用激励器提高音频质量的方法。

    慎用与讲求利用率

    对于有缺陷的音频信号，激励器可以被认为是一种“补药”。但用“药”要慎，关键要做到“对症下药”。要以追求声音自然和清晰为目的，规范而灵活运用激励器处理音频。实践证明，利用旁链接入式激励器可以提高EFP音频质量，且增加设备少，成效显著，是一种行之有效的办法。  

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