DB4響度控制器在泉州電視臺的應用

莊智慧

【關鍵字】電視聲音 安全播出 響度控制 EBU R.128

一.概況

電視節目的制作與播出需要引用大量的異源素材，這些素材來源于不同的演播室，采用不同的話筒拾音，經不同錄音師制作，這使得節目尤其是廣告在播出時，容易出現響度變化。有些廣告造成的響度突跳，不僅觀眾投訴，連值班人員都感到討厭。為了抑制這種響度的變化，為觀眾提供舒適的收看體驗，可在播出末級串接響度控制設備對播出信號進行統一處理。

泉州電視臺采用TC Electronic的DB4響度控制器作為響度控制設備，它是一臺2U的音頻處理設備，能夠對響度電平進行動態控制，縮小節目響度與標準響度的差距。四個主頻道每個頻道一臺DB4，串聯于主切換開關節目輸出與2選1切換開關之間，播出音頻采用帶嵌音頻，需要選配專用的DSP6000 SDI適配卡完成帶嵌音頻的加/解嵌。DSP6000適配卡可同時處理SDI四個Group共8個音頻通道，并支持1.485Gb/s的高清HDSDI信號，向高清播出的平滑演進是有保證的。

DB4響度控制器內部包含E1、E2兩個可編程的引擎，用戶可使用TC ICON軟件自由指派這兩個引擎的功能，自由修改各項參數，引擎與接口卡之間的路由也可以由用戶編程，隨意變化。

泉州臺響度控制的目標包括：

⑴對廣告響度進行限制，在不影響播出安全的前提下，減少響度突跳，保證廣告播出時不給觀眾造成驚嚇；

⑵以較為完善具體的EBU R.128為標準，對播出響度進行標準化，使我臺播出響度與國際標準接軌（LK≈-23LUFS帶10dB選通門，EBU R128-2011）；

⑶對電視劇、演播室訪談等節目進行動態范圍處理，保證良好的聽覺體驗；

⑷處理播出節目的峰值電平，保證節目在有線數字頻道、模擬開路頻道、有線模擬頻道、漢雅星空IPTV等播出平臺的安全播出（Max.TP≤-10.5dBFS）。

⑸對最終播出信號的響度、電平等進行測量，實現播出質量的管理。

DB4響度控制器為單電源設備，出于成本方面的考慮，沒有設置備份。當某個頻道的響度控制器出現故障時，值班人員可馬上通過導控臺上的2選1面板，將輸出切換為備用16×4開關上的信號，跳過DB4的響度處理，實現安全播出。另外，DB4也帶有掉電直通功能，斷電就可恢復主路輸出，只是開機時輸出信號會有短暫閃斷，使用時需要注意。

主備切換開關均有16路輸入，因此響度控制器需要處理的信號包括：主備播出服務器信號、藍光錄像機信號、外來中央臺及福建臺信號（模擬輸入轉數字加嵌）、循環墊片信號、應急IMX錄像機信號以及直播信號。對于需要頻繁帶播和轉播外來信號的綜合頻道來說，僅僅依靠文件化處理是不夠的。

二.素材分析

為了使響度處理盡可能不造成失真，在設置參數之前，需要對素材響度的分布情況有個大致了解。觀眾對響度變化的感知主要來自于對白，對素材整體響度（Integrated Loudness）的測量有助于知道節目對白的大致分布。筆者使用Adobe Audition 3及Nugen Audio VisLM-H響度表對上載服務器抓取的素材文件、帶播新聞節目及外來信號的響度進行了測量。其中出于規范播出電平的需要，上載節目的音量在上載時被值班人員調整過。

測量結果表明，我臺上載后的節目響度與EBU R.128標準相比大部分偏低，這與值班人員習慣性沿用原來保守的-20dBFS PPM上載電平有關。其中，廣告的整體響度最接近-23LUFS，它與自辦欄目、電視劇的整體響度差可達10dB，而自辦欄目之間的差距相對較?。恍侣剝炔鍙V告與新聞正片之間的短時響度差可達8dB，口播與配音之間、內插廣告之間可相差2～5dB，電視劇的片頭曲經常比正片高5dB以上。帶播節目中，不同時段新聞節目的整體響度差可達6dB。

從抽樣來看，響度范圍（LRA）最大的是電視劇和戲曲，達18LU。電視劇和戲曲的對白與底聲、樂器聲的短時響度可相差32dB，底聲的絕對響度可低至-60LUFS?！镀咧睾寐曇簟贰ⅰ冻杵摧斱A》等音樂節目的響度范圍并沒有想象的那么大，只有10LU左右，與新聞、訪談節目差不多。相比之下天氣預報的響度范圍要更大些，因為天氣預報的口播是在墊樂上間隔出現，其前景與背景的響度差在12dB左右，而娛樂新聞口播與背景音樂則只相差6dB左右。許多節目的響度范圍變大是因為制作不規范，例如新聞節目的音量沒有調平，音樂節目現場口播與配音、演唱的響度不一致，外購節目在片尾音樂處響度突然上升8dB等。一些節目的頻譜不均勻，比如喊叫較多的電視劇、戲曲，以及某些有意通過削波或提升高頻提高響度的廣告，對這些素材可分頻段進行限制壓縮，以保證觀眾環境下主觀頻譜的均衡。

抽樣中的少數節目在以增益平移方式將整體響度提升至-23LUFS時，會出現局部音頻信號真實峰值電平（掌聲、音效）超過0dBFS的現象，說明節目制作不夠規范。在播出內容仍以手工上載為主要來源的當下，節目制作仍然必須嚴格按照GY/T 223-2007標準的規定，將最大真實峰值電平控制在-6dBFS，待制作、播出上載整備完全文件化后，才允許放寬到-1dBFS。

外來信號中，由模擬電視解調器輸出的福建新聞聯播（主路）的整體響度為-19.5LUFS，最大瞬時響度為-13LUFS，而最大真實峰值只有-10dBFS，播報聲音可聞明顯的雜音，說明信號源增益結構不合理，存在前級失真。

三.設備配置

1.軟件升級

我臺購買的DB4軟件版本較早，為2.0.5版本。為了使用最新的EBU R.128標準以及LM6響度表，需將其DSP軟件升級到3.4.0版本，步驟如下：

⑴從TC Electronic公司的網站下載最新的3.4.0的DSP固件。以太網、機箱固件也需要同時升級。

⑵將下載的固件壓縮包分別解壓到不同的軟盤上。

⑶切斷DB4的電源，將其中一張軟盤插入DB4的軟驅，然后開機。待自檢完成后，DB4會自動將軟盤中的新固件寫進設備，整個升級過程大約需要兩分鐘。升級時，機箱面板上的指示燈會紅綠交替閃爍；升級完成后，指示燈會恢復為綠色。

⑷重復第3步，直到所有固件都升級完成。

⑸升級完成后，可通過TC ICON軟件確認各部分固件的版本號。新固件對應的ICON版本號為6.60。

2.功能設置

DB4的參數可通過網線配置。用交叉網線連接DB4與筆記本電腦，將筆記本電腦的IP地址與DB4配置為同一網段。打開TC ICON軟件，選擇對應的設備，即可進行設置。軟件界面的四個功能標簽：Library，Frame，E1，E2分別對應于庫、機箱、引擎1、引擎2功能的配置。

首先要進行的是SDI解嵌參數的配置，其功能在Frame->I/O->DSP菜單里，包括SDI輸入源以及解嵌組的設置。DSP6000有兩個輸入口，但在DB4中，只能有一個輸入源。

之后，我們通過調用Library->Scene->Factory->E1/E2菜單中場景庫中的現成模型，為DB4的兩個引擎分別設置功能。我臺的需求為：輸入SDI音頻經解嵌后，由引擎E1進行自動響度控制，輸出節目的響度由E2進行測量。因此，設置E1為DMix響度控制模塊，調用場景Loudness，Stereo：R128 Correct 75%，設置E2為LM6響度表，調用場景Metering：EBU Mode R128。

之所以選擇LM6而不是LM5，是因為LM5采用的單位是TC自己的響度重心，它基于最早的ITU BS.1770，只對靜音部分做選通處理，不適合寬動態范圍素材的測量，與其它儀表不一致，而LM6可以采用EBU R.128作為單位，主要關注節目前景聲的音量，相對來說比較有可比性。

然后，可以通過Frame->Routing菜單，對輸入輸出和兩個引擎進行布線。在布線時應當注意，播出的單聲道音頻如果被傳輸設備復制成雙聲道立體聲，其遠區場的響度將比單聲道播出增加3dB。此時，響度表的輸入信號必須按照雙聲道布置，這樣才能保證測量值的準確，保證單聲道與立體聲節目同播時，響度的一致，保證節目向高清和立體聲播出的平滑演進。

3.參數設置

由于之前我們已經為E1調用了R128 Correct 75%的場景，因此根據需要，適當修改現有的參數，即可完成設置。

⑴Main：設置輸入信號的增益、延時、聲道、參考電平及下混音方式。

參數：In Gain：輸入增益。設為單位增益，即0.0dB。

Delay：輸入延時，設為無延時，即0.0ms。

Mix Down：下混音設置，即5.1聲道混合成2.0時，中置和環繞聲道以多大的增益分配到左右聲道。我臺播出無需用到，保持默認配置不變。

Configuration：輸入聲道配置。因是單聲道節目源，設為Left Mono。DMix的輸出為雙聲道，由單聲道輸入的電平分配到輸出的左右聲道后將下降3dB。

Reference Level：參考電平，單聲道-20dBFS彩條千周對應于標準響度-23LUFS，因此設為-20dBFS。

Look-ahead Dly：前瞻延時，適當的前瞻延時可提高5Band及Limit的處理質量。但為了保證播出的實時性，保守地設為0.0ms。

⑵Loudness：設置自動響度校正參數。

參數：Target Level：目標響度相對Main頁面Reference Level的偏移值。當Reference Level設為-20dBFS，Target Level設為0dB，Main/Configuration設為Mono時，對應的目標響度為-23LUFS。

Max.Reduction：音量的最大衰減量。因素材整體響度的離散度不大，設為-10dB。

Max.Gain：音量的最大提升量。因素材整體響度的離散度不大，酌情設為10dB～15dB。

Freeze Level：以目標響度為參考值的凍結電平，當素材的響度低于凍結電平時，將被作為本底噪聲而不被提升?？紤]到電視劇對白聲與背景聲的響度差，Betacam SP錄像帶及模擬傳輸設備的本底噪聲，設為-35dB。

Freeze Hold：凍結保持時間，當素材的響度低于凍結電平的時間超過凍結保持時間之后，響度控制級的增益將被歸零，一般節目的廣告插播點附近會有5秒左右的靜音，因此設為3.5s，保證在播出廣告時增益歸零，減少內插廣告引起的響度跳變。

Level Trim：音量微調。無特殊需要，設為0dB，即單位增益。

Ratio：響度控制比。素材整體響度的離散度不大，設為1：2.0。校正之后，個別廣告的響度可能還會輕微偏高，可覺察，但不討厭。

Avg.Rate：平均速率。為了能夠及時衰減廣告響度，設為3.0dB/s。

Slow Window：慢速窗。當響度在慢速窗內變化時，自動響度控制的調整速度很慢，反之，則進行快速校正。通過這種方式，節目在慢速窗內的原始響度范圍被保留。考慮到自辦欄目到廣告的響度變化，以及正常節目的動態范圍（避免有墊樂的節目出現明顯的呼吸），權衡之下，設為8dB。

Loudness measure：響度測量算法。設為最新帶選通測量的ITU BS.1770-3，該算法與修訂后的EBU R.128-2011基本等效（采用-10dB選通門）。

⑶EQ：設置節目音頻的均衡參數。播出線不對音頻進行均衡，因此選擇Bypass EQ旁通。

⑷5Band：設置五段壓限器的參數。我臺使用五段壓限為DB4末級限制器提供一定程度的保護，防止某個頻段的過大信號使全頻段的限制器增益下降太多而引起可聞失真。

參數：All Thresh.：所有頻段的壓縮門限。預置參數設置得較高，這里將All Thresh.降低至5dB，使其在末級限制器恰好動作之前，分擔一部分增益下降的工作。但是作為限制器時，要降低Attack和Release的時間，例如2ms：100ms。筆者的用法比較保守，希望五段壓限器盡可能不動作。如果沒有把握，建議Bypass。

⑸Limit：設置末級限制器參數。

參數：Threshold：設置末級限制器門限。對于全數字播出的頻道可設置為-6dBFS，但考慮到我臺模擬網預加重后-6.7dBFS的理論最大調制度及發射機STL模擬光端機+14dBu（-10dBFS）的最大輸入電平，四個頻道的末級限制器門限均設定為-10.5dBFS。

Soft Clip：軟削波電平。經末級限制器限制后，輸出電平基本不會超過太多，通常只有零點幾dB，因此軟削波是對播出電平的最后把關。此處設為+3，即-7.5dBFS，小于發射機滿調制度的-6.7dBFS。

4.性能測試

⑴響度校準

向DB4送入標準千周彩條信號，此時，由波監測得的輸出信號的PPM電平，應為-23dBFS，由E2測得的響度電平，應當恰好為-23LUFS（此為復制成雙聲道的響度值）。

⑵頻道切換測試

由于播出到傳輸分發之間仍然有可以影響音量增益的環節（例如有線前端的編碼器以及EPG），需要與其它頻道進行切換比較，確認響度的一致，包括四個播出頻道的一致，以及與其它臺播出頻道的一致（例如鄰近的中央臺和福建臺）。

⑶聲畫同步（AV Delay）測試

經TG700和WFM7120測試，DB4在不設置前瞻延遲時的唇音同步為4ms，即處理后的聲音比畫面稍微滯后4ms，遠小于1幀，符合總局要求，觀眾察覺不到嘴型的不同步。

四.配套措施

響度控制器是實時設備，在沒有元數據配合的狀態下，處于“盲”操作狀態，它無法預知節目風格，也無法感知切換點，因此輸入信號的好壞對響度控制器的處理效果仍然有影響，需要通過相關的配套措施來完善、保證電視音頻的播出質量。這些措施包括：

1.要求值班人員在上載節目時，堅持對節目音量進行調整，將響度誤差控制在一定的范圍內。調整以正常播放待播節目的一段正常說話片斷或者節目主體為依據，觀察錄像機電平表，調整PB增益，使其符合標準。增益調整完成，在正式上載時就不再調動。按照我臺的標準，節目對白部分的DPPM電平宜在-10～-20dBFS區間跳動，正常說話時可瞬間上沖至-10dBFS，而平均DPPM電平宜控制在-12～-15dBFS左右，廣告上載電平宜控制在-15dBFS以下，音質特別差的，應控制在-20dBFS以下。

2.調整外來信號傳輸鏈路的音頻增益，保證外來信號的主、備路以及本地播出節目的響度一致。由于設備的更新周期原因，我臺播出機房央視綜合、福建臺信號源仍然沿用模擬電視解調器、模擬光端機等模擬設備傳輸，模擬光端機的最大輸入電平+14dBu也與SDH傳輸設備的峰值儲備不一致。為了保證播出質量，應當對模擬設備的增益進行檢查，保證被轉節目不失真，并逐漸向單位增益的數字傳輸設備過渡。

3.在進行現場直播時應當提前對表，避免音頻增益變化帶來的困擾。盡管我臺直播用的光端機、數字微波等傳輸設備都是全數字設備，但為了預防傳輸時因設備設置等人為原因出現的增益波動，在直播開始前，播出值班人員應當及時聯系現場的音頻技術要求對表。現場發送1kHz -20dBFS的標準千周信號，值班人員通過觀察表橋及電視墻指示來確認通道增益是否正常。對表完成之后，現場音頻技術所看到的電平指示，就是直播信號經DB4處理前的音頻電平；現場音頻技術所看到的響度電平，就是直播信號播出時的大概響度。

5.努力要求節目部門規范節目制作，前期錄制、配音、節目的編輯、輸出都應當嚴格按照行業及臺內電平標準執行，節目主體部分的DPPM電平宜在-10～-20dBFS區間跳動，節目的最大真實峰值電平不超過-6dBFS；新聞節目在內插廣告時，應當提前以監聽音箱作為參照，調整非編上的廣告音量使其與正片一致。

6.努力要求改善編輯機房的音頻制作條件。文藝節目的編輯機房應當配備高質量的有源音箱，多個節目組共用的編輯機房則應當配備足夠的監聽耳機，設備的散熱風扇應當定期清理以降低風嘯噪聲，新建機房時應根據經濟條件酌情考慮合適的隔聲及吸聲。

而對于傳輸環節，需要采取的措施包括：

1.調整發射臺各傳輸鏈路的音頻增益，確保無線播出信號在倒換激勵器時的響度一致性。調整發射機的音頻調制度，使發射機在調制-6.7dBTP 1kHz的測試正弦信號時，頻偏剛好為50kHz；

2.核對模擬光端機及編碼器的聲道配置及音頻增益，保證音頻增益的準確和穩定；未來計劃將傳輸編碼器的聲道配置由單聲道修改為立體聲，實現播出至用戶的透明傳輸，減少頻道間響度不一致的可能，也為立體聲節目的播出預留空間。

3.對當地所用的各種型號機頂盒進行測試，確認節目在單聲道（下混音）/立體聲/左聲道/右聲道播出時，響度的一致性。

五.結語

我臺響度控制器自上線以來，已經穩定工作了一年多，它改善了電視音頻的播出質量，基本消除了切換點的響度突跳，觀眾的投訴減少了，值班人員也不用再去頻繁地調整監聽表橋的音量。

響度控制的最大目的是提升播出品質，它不僅僅是播出部門一家的事，響度控制器也只是最基本的規范手段。制作人員仍然應當堅持按照臺內標準及監聽感觀制作節目；技術人員可嘗試在現有條件下，尋找更加清晰有效的標準和制作方法，提高音頻制作水平，將響度控制由播出末級逐步向制作領域推廣；非編及播出服務器廠商也應當加強與音頻廠商的合作，實現響度標準化的自動化。

本文主要介紹響度控制器在地方臺播出末級的應用。對于五段壓限及寬動態范圍節目響度的控制，筆者保有自己的疑惑。在此拋磚引玉，望與業界人士探討。B&P

附表

由于所用軟件版本較早，附表中的響度采用的是EBU R.128-2010標準，其相對選通門限為-8LU，響度塊之間重疊50%，示值是節目被復制成雙聲道時的響度。