專利名稱：一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法，該方法將對播 出文件中的響度控制信息與素材文件分離開，既保證了響度控制的質(zhì)量，又解決了重新生 成文件所帶來的低效問題，而且素材的內(nèi)容沒有進(jìn)行過二次處理，保證了素材的原始效果。
背景技術(shù)：
目前播出系統(tǒng)中，由于音頻校準(zhǔn)電平不統(tǒng)一、動(dòng)態(tài)處理不當(dāng)?shù)雀鞣N原因，存在不同 電視臺(tái)之間、不同頻道之間，甚至是同一頻道不同的節(jié)目之間、節(jié)目與廣告之間聲音響度不 同的問題，導(dǎo)致觀眾在收看電視節(jié)目過程中，在切換頻道或者節(jié)目、廣告切換過程中需要不 斷調(diào)整電視機(jī)輸出音量的不便。要想做到不同的節(jié)目之間都能讓觀眾得到一個(gè)滿意的相對 聲音響度，需要解決測量與調(diào)整兩方面的問題。有的電視臺(tái)對提交的節(jié)目提出了一些音頻 的參數(shù)指標(biāo)，希望能夠得到響度一致的節(jié)目，但是由于這些指標(biāo)并不能真正反映音頻的真 實(shí)響度，因此控制效果并不理想；有一些設(shè)備廠商有自己的響度解決方案，這樣能夠比較好 地對不同節(jié)目進(jìn)行響度控制，但是受限于的特殊的音頻格式，以及在傳輸過程中需要攜帶 特殊的元數(shù)據(jù)信息，因此并不能適應(yīng)所有情況。再加上電視臺(tái)節(jié)目的來源比較廣泛，有自產(chǎn) 的，也有外購、收錄的，情況比較復(fù)雜，要求送到播出部門的待播節(jié)目的響度一致是非常困 難的。如何能夠達(dá)到響度一致是目前各家電視臺(tái)都非常關(guān)心的問題，現(xiàn)有的解決方法主 要包括響度的整體調(diào)整和實(shí)時(shí)調(diào)整；前者按照不同音頻的平均響度進(jìn)行整體調(diào)整，調(diào)整后 不同音頻的平均響度均與目標(biāo)響度保持一致；后者對音頻作部分調(diào)整，對音頻中響度小的 部分進(jìn)行提升，響度大的部分進(jìn)行衰減。但這兩種方式都有各自優(yōu)缺點(diǎn)整體調(diào)整可保持節(jié) 目的動(dòng)態(tài)范圍，但該調(diào)整把平均響度作為描述音頻的唯一信息，對不同類型的節(jié)目作統(tǒng)一 處理可能導(dǎo)致調(diào)整后不同節(jié)目聽起來聲音并不相同；實(shí)時(shí)調(diào)整可以使節(jié)目內(nèi)(節(jié)目間)響 度趨于一致，但會(huì)破壞音頻的動(dòng)態(tài)范圍，音頻聲音效果將大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法，該方 法對不同類型音頻引入動(dòng)態(tài)指標(biāo)，將響度控制信息與源素材文件分離開，既保證了響度控 制的質(zhì)量，又解決了重新生成文件所帶來的低效問題，而且源素材的內(nèi)容沒有進(jìn)行過二次 處理，保證了素材的原始效果。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度 一致性控制方法，在素材文件中分離出在播出前對待播出節(jié)目文件中的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描 分析，獲取待播出節(jié)目文件的響度特征，根據(jù)響度控制目標(biāo)確定響度調(diào)整值，將帶有響度調(diào) 整值的響度控制信息連同待播出節(jié)目文件一同送入播出服務(wù)器，在播出服務(wù)器中作最終的 響度調(diào)整并播出，對響度文件調(diào)整值的分析提取使用了 ITU-BS. 1770標(biāo)準(zhǔn)中的響度計(jì)算， 控制方法步驟包括a.提取待播出文件中的音頻數(shù)據(jù)，對音頻數(shù)據(jù)從頭至尾以50至1000毫秒的窗口寬度進(jìn)行劃分，提取所有窗口的平均響度值和該音頻文件的最大峰值電平；
b.將大于平均響度值、并出現(xiàn)次數(shù)最多的響度值作為響度特征值；
c.導(dǎo)入響度調(diào)整目標(biāo)值并確定響度調(diào)整值；
d.將響度調(diào)整值與原始音頻的每個(gè)采樣點(diǎn)的電平值相加，得到的結(jié)果為最終的調(diào)整音頻。所述窗口寬度最佳是200毫秒。所述窗口相互交疊，交疊的寬度是1/10窗口寬度至1/2窗口寬度。所述交疊的寬度最佳是1/4窗口寬度。所述確定響度調(diào)整值的步驟是首先由響度調(diào)整目標(biāo)值減去響度特征值后得到一 個(gè)響度調(diào)整初始值L’a(U ；再通過計(jì)算方法Latu = min(L'adJ, - Vpeak)確定響度調(diào)整值，其中 Vpeak是該待播文件最大響度峰值電平。本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)是響度一致性的控制效果好；不會(huì)改變節(jié)目動(dòng)態(tài)范 圍，對原有的藝術(shù)效果沒有破壞；對播出設(shè)備的改造要求小；對播出設(shè)備的調(diào)節(jié)能力要求 低。下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明做一詳細(xì)描述。


圖1為播出系統(tǒng)流程框圖； 圖2為本發(fā)明控制方法流程圖； 圖3為多聲道響度算法方框圖4為頭部聲學(xué)效應(yīng)的前置濾波器響應(yīng)圖； 圖5為二階濾波器的信號流程圖； 圖6為RLB加權(quán)曲線圖； 圖7為實(shí)時(shí)響度曲線和計(jì)算示意圖。
具體實(shí)施例方式一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法實(shí)施例，參見圖1至圖7 ；如 圖1所示，該方法是在一個(gè)播出系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，其播出系統(tǒng)包括響度控制服務(wù)器1，近線存儲(chǔ) 2和播出服務(wù)器3，響度控制服務(wù)器從近線存儲(chǔ)中的素材文件中分離出音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描 分析，獲取待播文件的響度特征，根據(jù)響度控制目標(biāo)確定響度調(diào)整值，將帶有響度調(diào)整值的 響度文件送回到近線服務(wù)器，連同源素材文件一同送入播出服務(wù)器，在播出服務(wù)器中作最 終的響度調(diào)整并播出，對響度調(diào)整值的分析提取中利用ITU-BS. 1770標(biāo)準(zhǔn)中的響度計(jì)算方 法，對待播出文件中的音頻信息以響度特征值為核心進(jìn)行調(diào)整，如圖2所示，所述控制方法 步驟包括
a.提取待播出節(jié)目文件中的音頻數(shù)據(jù)，對音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行響度掃描分析，即對音頻文件 從頭至尾以50至1000毫秒的窗口寬度進(jìn)行劃分，提取所有窗口的平均響度值和該音頻文 件的最大峰值電平；其中，所述窗口寬度最佳是200毫秒；
b.確定響度特征值，即將大于平均響度值、并出現(xiàn)次數(shù)最多的響度值作為響度特征值；
C.導(dǎo)入 響度調(diào)整目標(biāo)值并確定響度調(diào)整值；
d.確定最終調(diào)整音頻；即將響度調(diào)整值與原始音頻的每個(gè)采樣點(diǎn)的電平值相加，得到 的結(jié)果為最終的調(diào)整音頻。為了提高分析的準(zhǔn)確性，所述窗口相互交疊，交疊的寬度是1/10窗口寬度至1/2 窗口寬度；交疊的寬度最佳是1/4窗口寬度。其中，所述確定響度調(diào)整值的步驟是首先由響度調(diào)整目標(biāo)值減去響度特征值后 得到一個(gè)響度調(diào)整初始值L’ adJ ；在通過計(jì)算方法Latu = min(L' adJ, - Vpeak)確定響度調(diào)整 值，其中Vpeak是待播出節(jié)目文件最大響度峰值電平。下面對上述方案進(jìn)行具體的描述
本實(shí)施例使用的音頻節(jié)目響度計(jì)算方法，采用的是ITU-R BS. 1770-1建議書中所闡釋 的方法。該方法規(guī)定了多聲道響度測量算法，圖3所示的是該算法各個(gè)組成部件的方框圖； 方框圖顯示了五個(gè)主要通道的輸入，左邊Xy中間Xc、右邊Xk、左邊環(huán)繞Xls和右邊環(huán)繞XRS， 分別經(jīng)過前置濾波器、RLB濾波器，從RLB濾波器輸出\、Yc, YE, Yls, Yks、到均方，從均方輸 出\、Zc, ZE, Zls, Zes到G^ Gc, Ge, Gls, Ges匯總到Σ輸出，這樣允許監(jiān)聽包含一至五個(gè)通道的 節(jié)目。對于少于五個(gè)通道的節(jié)目，一些輸入將不會(huì)使用。該測量法中不包括低頻效應(yīng)(LFE) 通道。算法的第一步是在Leq(RLB)測量之前，對信號進(jìn)行前置濾波，圖4示了前置濾波 用于說明頭部的聲學(xué)效應(yīng)，這里把頭部模擬為一個(gè)固定的球體。前置濾波器定義為如圖5所示的濾波器，濾波器系數(shù)見表1。K + L5351248595869 | .. 3 . --1^19065^29318241 Ih-2.矽1矽61卯4<1638 |
. 0^73248077421585 + h,U 98 92S 10852S5 |表1模擬球形頭部的前置濾波器的濾波器系數(shù)
算法的第二步是應(yīng)用RLB加權(quán)曲線，該曲線由如圖6所示的一個(gè)簡單的高通濾波器組成。RLB加權(quán)曲線定義為如圖5所示的一個(gè)2階濾波器，其系數(shù)見表2。
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表2 RLB加權(quán)曲線的濾波器系數(shù)
隨著前置濾波器和RLB濾波的應(yīng)用，于是測量間隔T內(nèi)的均方能量計(jì)量如下
1 rT
Z1 =§ ζ ν,； Λ
其中，71是經(jīng)過模擬頭部效應(yīng)的前置濾波器和RLB加權(quán)曲線濾波以后的輸入信號。(i=L，R，C，Ls, Rs, N，這里N為通道的數(shù)量)。一旦計(jì)算出每一個(gè)通道的加權(quán)均方電平Zi,最后一步就是求N個(gè)通道的和，如下所 示響度計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法在播出前對待播出節(jié)目文 件中的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描分析，獲取待播出節(jié)目文件的響度特征，根據(jù)響度控制目標(biāo)確定 響度調(diào)整值，對響度調(diào)整值的分析提取使用了 ITU-BS. 1770標(biāo)準(zhǔn)中的響度計(jì)算，其特征在 于，將帶有響度調(diào)整值的響度控制信息連同待播出節(jié)目文件一同送入播出服務(wù)器，在播出 服務(wù)器中作最終的響度調(diào)整并播出，所述控制方法步驟包括a.提取待播出文件中的音頻數(shù)據(jù)，對音頻數(shù)據(jù)從頭至尾以50至1000毫秒的窗口寬度 進(jìn)行劃分，提取所有窗口的平均響度值和該音頻文件的最大峰值電平和整體平均響度；b.將大于整體平均響度值、并出現(xiàn)次數(shù)最多的響度值作為響度特征值；c.導(dǎo)入響度調(diào)整目標(biāo)值并確定響度調(diào)整值；d.將響度調(diào)整值與原始音頻的每個(gè)采樣點(diǎn)的電平值相加，得到的結(jié)果為最終的調(diào)整音頻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法，其特 征在于，所述窗口寬度是200毫秒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法，其特 征在于，所述窗口相互交疊，交疊的寬度是1/10窗口寬度至1/2窗口寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法，其特 征在于，所述交疊的寬度是1/4窗口寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法，其特 征在于，所述確定響度調(diào)整值的步驟是首先由響度調(diào)整目標(biāo)值減去響度特征值后得到一 個(gè)響度調(diào)整初始值L’ adJ ；再通過計(jì)算方法Latu = min(L’ adJ, -Vpeak)確定響度調(diào)整值，其中 Vpeak是該待播文件最大響度峰值電平。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適用于文件播出系統(tǒng)的音頻響度一致性控制方法，該方法將在播出前對待播出節(jié)目文件中的音頻進(jìn)行掃描分析，獲取待播文件的響度特征，根據(jù)響度控制目標(biāo)確定響度調(diào)整值。具體包括對待播音頻文件從頭至尾以一定的窗口寬度進(jìn)行劃分，提取所有窗口的平均響度值和該音頻文件的最大峰值電平以及總體平均響度；將大于總體平均響度值并出現(xiàn)次數(shù)最多的響度值作為響度特征值；導(dǎo)入響度調(diào)整目標(biāo)值、并確定響度調(diào)整值；將響度調(diào)整值與原始音頻的每個(gè)采樣點(diǎn)的電平值相加，得到的結(jié)果為最終的調(diào)整音頻。本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)的貢獻(xiàn)是響度一致性的控制效果好；不會(huì)改變節(jié)目動(dòng)態(tài)范圍，對原有的藝術(shù)效果沒有破壞；既保證了響度控制的質(zhì)量，又解決了重新生成文件所帶來的低效問題。
文檔編號G10L19/00GK102044249SQ20101058222
公開日2011年5月4日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者姚威, 李巖, 駱新 申請人:北京中科大洋科技發(fā)展股份有限公司