关键词：
音频控制（精选十篇）
音频控制 篇1
1.1 什么是响度
响度是人耳对声音的主观感觉,与声压级、频率、持续时间、听众个体差异等有关,电平相同的信号,若频率不同,响度也不同。通俗点讲,响度是主观的,它是用来表征声音强弱的。
1.2 响度控制的可行性
国际电联ITU-R BS.1770的问世,明确了音频节目响度和真实峰值电平的关系,确定了响度单位LKFS,而ITU-R BS.1864的修订则给出了节目目标响度的测量方法与建议,上述标准的确立使得全球各地的音频组织与设备厂商可以在此统一的标准下进行响度问题的研究制定与设备的研发,响度测量的可行性使得电视节目响度一致性的控制与管理“有据可循,有方可行”。
2 台内响度控制方式
2.1 元数据控制
元数据主要有两个功能信息,一是信息参数:携带一些相关描述信息,但是信息参数中携带的信息不会对编码码流或解码处理造成影响。二是控制参数:控制参数用来决定在采用特定的工作状态的时候编解码器如何工作。
元数据被绑定在杜比数字(Dolby Digital)或者杜比E (Dolby E)数字音频码流中,用来描述编码的音频信号传送一些可以对下一级的编解码器起到控制作用的信息,逐级向下最终被机顶盒接收,并根据终端不同的设置分析元数据还原出用户所想听到的声音。所以元数据控制技术,需在电视节目的制作、播出、传输及用户端全流程配合,保证在全域源头写入的节目响度元数据信息可以伴随节目信号正确传输并最终被用户正确接收,元数据响度控制技术有以下特点。
(1)前期制作人员可以根据不同节目的制作特点进行较为自由的节目制作,无需按照某一固定目标值进行响度控制。
(2)元数据技术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。
(3)在终端机顶盒接收时,用户可根据自己实际需求与听音环境对参数进行设置以控制播放响度,这样无论是普通听众还是具备高端接收能力的听音发烧者都能得到不错的听觉感受。
毋庸置疑的是采用元数据控制技术相比于传统技术有明显的优越性,而此技术的前提是在全域内能正确将源头写入的元数据精确传递到终端并最终接收,其中涉及较多设备及投入,目前在国内广电系统全面实施还有个较长的过程。
2.2 文件响度控制
文件响度控制技术是一种基于数字化硬盘播出的响度控制技术,当下国内各电视台的数字化硬盘播出模式早已成熟,这为文件响度控制的实施提供了基础。
台内已做好的节目介质通过编码、迁移、存储等环节最终是以MXF等格式的文件形式存放于存储体之中,而文件响度处理器则以一定策率从存储盘阵中读取文件,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。基于文件的响度控制有以下特点。
(1)尽管对原始文件进行了响度处理,但同元数据控制一样,文件响度控制也不破坏原始文件的动态范围。
(2)无论音频文件中包含元数据(杜比数字(Dolby Digital)或者是杜比E(Dolby E))或者不包含元数据的文件(MPEG-1LII和或PCM),文件响度处理器均具有处理能力。
文件响度控制的优点是能对文件整体的内容进行调整,因此响度控制效果会好于信号串行式的响度控制,但怎样提高处理效能达到“实时处理”是文件响度控制所需改进的部分。
2.3 制作域响度控制
送入制作域的节目都是各式各样,各不相同的,节目制作追求的动态范围不同,制作过程中的环境千差万别,节目制作人员对专业音频知识的掌握程度与重视程度也各不相同,节目音频的节目制作的来源迥异导致节目响度分布离散,存在较大差异。在制作域的响度控制要把握以下几点。
(1)节目制作端,在台内环境允许的范围内应尽量统一的节目响度制作规范和流程。
(2)主观上需提高节目制作人员的专业音频理论水平及足够的响度规范意识。
(3)客观上台内需配备相应的响度监测设备,在制作过程中加强对节目响度的关注度,力求在源端达到目标响度,最大程度保留动态范围。
2.4 上载响度控制
基于当下电视台内基本均使用数字硬盘播出的方式,节目上载正是将制作域内已完成的成品节目经过视频服务器编码将节目素材从磁带等介质转换为统一文件存储送入播出域分发送播的一个重要节点。因此在此环节上进行节目响度的统一管理具有较大的效能与实施可行性。
而将文件响度处理器集成于上载网络中,使其成为一个智能的处理节点是一种切实可行的方式。经文件响度处理器分析和校正过的文件再送入二级存储或视频服务器中播出。这样所有存储的播出节目文件都具有统一的响度水平,以达到控制播出节目整体平均响度的目的。
2.5 播出末级响度控制
播出系统作为台内安全播出的重要环节,系统内信号流转都是以嵌入式SDI的数字分量格式,数字音频在播出系统中往往不做处理,以“透传”的方式送至下游传输域,因此在播出域进行实时的响度控制十分有必要。
在播出系统链路中加入响度控制设备,能十分有效地进行对从播出切换台送出的PGM信号进行实时响度控制,可行高效。
目前国内外各厂家的响度控制器均是较成熟的产品,人机界面友好,并大多带有断电旁通功能,具备BS的网络化管理方案。另外值得一提的是,像T.C.和LA这样的主流响度控制设备其控制手段多样且智能,能最大限度地将原音的动态范围加以保留。图1为播出系统响度控制示意图。
3 小结
台内进行响度控制的可行性方式较多,也各有利弊,像元数据不失为一种较为整体且完善的方式但需要台内各技术部门配合与技术中心与频道间协调,实施难度、周期较大,而上载文件化可有效解决服务器视频源响度问题,相对来讲,播出末级串联响度控制设备则可有效对服务器及线路信号进行响度控制,其可行性与经济性也很高。
摘要：随着数字音频技术的发展及日益增长的精神文化需求,人们对图像伴音的要求也越来越高,因此节目响度差异问题也愈加突显,本文结合台内实际,对响度控制的可行性解决方案进行阐述,并加以分析。
关键词：数字音频,响度,响度控制
参考文献
音频控制 篇2
通过对ACP2788传输的数据进行解码，可以得到ACP测试台制作的设计思路：采用Aeroflex T1200B(429测试仪)作为与ACP2788进行通信的核心设备，通过测试台上的开关与连线，完成T1200B与被测的ACP2788之间的数据收发、译码工作。
测试台是T1200B与ACP2788之间沟通的桥梁，其主要功能是为ACP2788提供各类电源、离散控制信号、状态指示信号以及信号转接等。测试台可设计为3U标准机箱、前面板、后面板、可调压模块等。
4 测试台的使用
测试台的性能根据ACP2788的手册CMM23-51-22和CMM23-51-54确定。经由相关厂家制作PCB板和前面板后进行实物测试，测试台能够满足手册的测试要求，可以完成的测试包括：绝缘电阻测试、电流检测、MIC通道检测、接收通道检测、RAD/INT按键检测、VOICE/RESET按键检测、429信号检测、灯光检测等。图6为测试台实际使用中场景。
5 总结
音频编辑软件在音频降噪方面的应用 篇3
【关键词】音频编辑软件；Audition CC；同期声录制；降噪
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2014.01.016
【Abstract】Taking audio editing software Audition CC as a example， this paper introduces noise reduction methods for different types of noises.
【Key Words】audio editing software ； audition CC； location sound recording； noise reduction
随着现代计算机技术的发展，可以利用计算机存储、播放和处理数字化的音频素材，克服了音频材料的连贯性、速度和音量等不易改变的弊端，也能解决扩展音轨、声音反相检测、提取人声或伴奏、改变节拍和音高、回声效果处理、制作特效音效以及降噪处理等实际问题。
目前，计算机音频编辑软件很多，在功能应用上也各有特色。本文将重点探讨音频编辑软件Audition CC在音频降噪方面的应用，为个性化计算机音频制作提供技术支持。Audition CC是Adobe公司于2013年6月发布的一款用于录音、编辑和混录的音频应用软件，可以采用可视化的手段消除各种恼人的噪声，对多轨的对白、音乐和音响进行混录，还可以用内置的各种音频效果器提升音频质量。
1 录音中的噪声
通常，同期声的录制以录制到清晰可懂的对白或采访声为目的，但受到拍摄环境的影响，很多时候录制的人声中总会掺杂一些干扰声，这些声音都可以看作噪声。噪声的存在不仅会降低录制人声的清晰度与可懂度，还会破坏观众本来连贯的观影状态。
从不同的角度可对噪声进行多个层面的分类。按照噪声来源的不同，可将噪声分为室内噪声和室外噪声。如室内的空调或冰箱压缩机工作时产生的嗡嗡声属于室内噪声；而在马路边拍摄时，过往车辆所形成的交通噪声则属于室外噪声。按照噪声频率的不同，可将噪声分为低频噪声和高频噪声。如由于音频线屏蔽不良而产生的电流嗡嗡声属于低频噪声；而由于录音电平设置过高产生过载失真而形成的咔嗒声则属于高频噪声。按照噪声持续时间的不同，可将噪声分为短暂噪声和稳态噪声。如录制人声过程中出现的咳嗽声或电话铃声都属于短暂噪声；而在一个喧闹的环境里录音时，持续不断的嘈杂背景噪声则属于稳态噪声。
由此可以看出，在同期声的录制过程中，各种不同类别的噪声都有可能出现，从而对录音形成干扰。克服这些噪声受到多方面因素的影响，如拍摄所处的环境、拾音传声器的选择、同期录音设备的选择、传声器拾音的方法和位置等都会影响噪声出现的强度和次数。由于在前期拍摄现场没有控制好上述因素，使得噪声出现在录制的人声中，这时，即可利用Audition CC音频软件在后期制作环节对噪声进行降低和消除，对人声进行最大程度的修复。
2 降噪方法
2.1 利用频谱频率显示窗口的选择工具
Audition CC在音频显示上最为突出的特点是可以对音频的频谱、频率进行显示。以往的音频编辑软件在显示音频方面一般仅能显示音频的幅值信息，即音频信号幅值随着时间变化而变化的波形。但该软件除了可以显示音频信号的幅值波形外，还可以显示音频信号的频谱频率信息，即音频信号在不同频率上能量随时间变化的频谱图。这对于分析和查找出一些频率较为固定的噪声提供了很大的帮助。图1中显示的是同一段音频的两种显示方式。
图1中的上半部分显示了一段音频的幅值波形，下半部分显示了同一段音频的频谱频率。在幅值波形显示窗口中，音频信号的幅值以分贝值为单位，-∞代表绝对的无声，而离-∞越远，表明此处的信号幅值越高、音频响度越大。在频谱频率显示窗口中，音频信号的显示以频率为单位，图中颜色越明亮的部分，代表音频信号在那一区域对应的频率范围内具有的能量越多；反之，颜色越暗淡的部分，则代表音频信号在那一区域所对应的频率范围内具有的能量越少。通过频谱频率显示，可以清晰地看出一段音频信号在不同频率上能量的变化情况，尤其可以显示出频率单一的噪声信号。
图2是一段采访声中夹杂着电话铃噪声的频谱图。从图中可以明显看到，在频率3 kHz附近有两条交替出现的折线状频谱，该频谱显示的就是夹杂在采访声中的电话铃声。在波形显示窗口却无法看到如此清晰的噪声显示图形。
频谱频率编辑器可提供三种选择工具：“框选工具”、“套索选择工具”和“画笔选择工具”。每种工具都可以在频谱频率显示窗口中对某一区域进行选择。“框选工具”适用于选择形状规则的矩形区域；“套索选择工具”适用于手动画出不规则形状的区域；“画笔选择工具”适用于使用画笔手动画出希望选择的区域。由于上述电话铃声频率的形状比较规则，所以采用“框选工具”来将其选中，如图3所示。选中此区域后可以按播放键来播放选中区域的音频信号，进一步确定所选择的范围是否为噪声所在的频谱范围。
利用选择工具选中噪声的频谱范围之后，就可以对噪声进行删除。删除电话铃噪声之后的频谱图见图4。由于删除的噪声部分仅占整个频率范围中很小的一部分，因此，从听感上基本听不出删除的痕迹。若在幅值显示窗口中删除此电话铃噪声，在这一时间范围内的采访声也将被删除。而在频谱频率显示窗口中删除此电话铃噪声，对于采访声基本没有影响。因此，频谱频率显示窗口的选择工具特别适用于去除频率较为单一的短暂噪声。
2.2 利用频谱频率显示窗口的污点修复画笔工具
先利用“污点修复画笔”画出频谱图中的噪声区域，然后软件自身会自动分析画笔所画区域附近的频谱特点，并利用这些特点来覆盖画笔画出的噪声区域，从而使音频信号在噪声出现的位置尽可能受到最小的影响。如图2所示的电话铃噪声，也可以使用“污点修复画笔工具”对其进行处理，如图5、图6所示。
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对比图6和图4，可以看出，采用“污点修复画笔工具”对噪声区域进行处理之后，除了噪声被消除，在噪声原有的区域，软件自动填充了与相邻区域类似的频谱信号，从而增强了有噪声部分音频信号的修复效果，在听感上更不易被察觉。这一方法不仅适用于去除频率单一的噪声，对于频率范围分布较为广泛的宽频短暂噪声也有很好的去除效果。
2.3 捕捉噪声样本
在喧闹的环境录制人声时，由于存在大量的背景噪声，削弱了对白或采访声的冲击力，这种嘈杂的噪声是不被观众所接受的。很多时候，如果不努力仔细听，根本听不清楚字词，只能通过加字幕的方式弥补。对于这种稳态噪声，由于其频率覆盖范围广、持续时间长，采用前文介绍的两种方法均不能获得理想的去除效果，而是需要通过“捕捉噪声样本功能”来去除此类噪声。
首先，需在音频片段中选中只有稳态噪声存在的片段，一般可以选取人声的间隙部分或开头结尾处没有人声的部分。如图7所示，用时间选择工具确定了一段音频中的噪声部分。
接下来，选择效果→降噪/恢复→捕捉噪声样本，或者选择效果→降噪/恢复→降噪（处理）进入降噪处理对话框，单击对话框左上方的“捕捉噪声样本”，则可以把当前所选择的区域作为噪声样本。完成上述步骤之后，软件会对所选噪声样本进行频谱分析，然后在对话框中显示出分析结果，如图8所示。
在噪声样本的频谱分析图中，所有黄色的点表示的是噪声样本在每个频率点上的最高幅值，对应图中标示“高”的噪声基准；所有红色的点表示的是噪声样本在每个频率点上的最低幅值，对应图中标示“低”的噪声基准；所有绿色的点表示的是在每个频率点上实际设置的降噪程度，对应图中标示“阈值”的噪声基准。所以，当拖动频谱图下方的降噪百分比滚动条至100%时，所有黄色的点都会被绿色的点覆盖，意味着全部的采样噪声都会被去除；而当拖动降噪百分比滚动条至0%时，所有红色的点都会被绿色的点覆盖，意味着没有任何的采样噪声被去除。
实际的降噪效果是由降噪百分比和降噪幅度两个参数共同决定的，通常最佳的降噪效果并不是把两个参数设置到最大值。当把两个参数设置得过高时，虽然噪声得到了最大程度的抑制，但会严重影响到人声的音质，留下人工处理的痕迹。所以，上述两个参数设置到令人满意的程度，实际是对背景噪声的抑制程度与对人声音质的损伤程度相权衡的结果，一般情况下都需要通过耳朵反复去听处理过的音频片段，不断调整两个参数，最终得到令人满意的处理效果。
2.4 了解声音模型
“了解声音模型”功能可以移除录制音频中不需要的音频源。这里所说的音频源与上文提到的噪声有所区别。上文中移除的都是背景中的噪声，而“了解声音模型功能”移除的则是前景中的音频源，即这种声音出现在与所录制的音频同样明显的听感位置上。如某段采访声中始终夹杂着的周期性的警报声就属于这种情况，如图9所示，通过频谱频率图可以看出，在这段采访声中同一个周期性的警报声重复出现了三次。
此时，可以通过“了解声音模型功能”对这一警报声进行去除。首先，需要选择合适的声音模型范围。由于警报声是周期性出现的，所以，选择声音模型的范围应该恰好覆盖一个完整周期，如图10所示，用时间选择工具确定了声音模型范围。
接下来，选择效果→降噪/恢复→了解声音模型，或者选择效果→降噪/恢复→声音移除（处理）进入声音移除处理对话框，单击对话框左上方的“了解声音模型”，就可以把当前所选择的区域作为声音模型。然后，在声音移除对话框的预设下拉菜单中选择“移除警报声”选项，之后软件会根据所选择的声音模型对整段音频中与和模型相似的音频源进行去除，去除效果如图11所示。从图中可以看出，明显的警报声频谱波纹基本消失。
3 总结
通过以上论述，可以看到音频编辑软件在移除噪声方面强大的功能和优势。针对不同类型的噪声，使用的移除方法也有所区别。对于频率较为单一、持续时间较短的点噪声，可以使用频谱频率显示窗口中的“选择工具”，选中噪声进行删除，或使用“污点修复画笔工具”对噪声进行修复；对于频率范围较为广泛、持续时间较长的背景噪声，可以使用“捕捉噪声样本功能”对其进行去除，设置好降噪百分比和降噪幅值是关键；对于音调周期性变化的前景噪声，则可以使用“了解声音模型功能”对其进行去除，选择合适的预设模式可达到较为理想的效果。
计算机音频编辑软件还可以应用到其他更为广泛的领域，有待于业内同行共同探索。
播出端音频响度控制设计分析 篇4
1. 响度控制定义
响度即反映人耳感觉到的声音的强弱, 响度控制即对人耳感觉到的声音强弱的控制。响度控制应用于音频节目制作的各个领域, 从电影配音、唱片、演唱会现场制作到电视节目的制作都渗透着响度调节的声音。
2. 电视制作中的响度控制现状
电视节目的响度控制问题主要是由于电视节目本身存在的多段化、多频道化、多制作单位化等因素导致的节目与节目之间、频道与频道之间存在的平均响度不一致而造成观众听觉上的厌烦情绪 (节目切换时需要不停的调节音量的大小) 。根据相关的调查表明在相同接收条件下:
有线网不同频道间的伴音响度差达到26dB;
不同卫星链路传输的电视节目, 伴音响度差异最大达到了28dB;
同一频道的短时伴音响度差异近6dB。
由于唱片制作、电影节目制作对于声音的控制都有一定的动态范围, 且内容单一, 调音师固定, 且有专用的存储介质和音频压缩算法 (如DVD、电影胶带可以采用5.1声道) 来保证音质, 因此它们的单一的音频节目的音质效果能够很好地传递给观众。然而这种音频制作和传输方式在电视节目制作中将不复存在, 主要有以下几点不同:
由于电视节目的多样性, 包括电视剧、广告、娱乐自办节目等, 电视台只是负责购买电视剧和自身节目的制作, 广告一般交给广告公司制作, 然后将它们按照一定的时间表传送给电视观众, 这就导致了三方制作标准的不一致, 即使制作标准一致, 三方的调音师的个人响度感觉也不一致 (频道之间的响度不一致也是由于各个电视台之间的制作标准不一致造成的) ;
电视频道本身的限制:由于广播电视的技术参数限制, 电视频道的音频动态范围和码率远没有电影或唱片的大, 当电影在电视通道播放的时候必然存在电平切割等问题 (而单纯的电平切割会导致声音音质的损伤很大, 下一节人耳声学原理会详述其中的原因) ;
广告制作商为了提高其播放效果, 刻意提高广告节目的平均响度, 导致和其他节目平均响度差异过大。
由以上三条可知, 造成目前响度问题的关键是各个节目之间的平均响度值的差异和不适宜的音频响度处理方法。
3. 播出端加响度控制的必要性
电视节目包括制作、上载、播出、传输、终端接收。由于上一节所说的原因, 电视节目不可能或者暂时很难在制作上达到统一的标准, 电视台也没有足够的调音师对每个电视剧、广告节目重新制作符合播出标准的音频节目。然而, 随着人们生活水平的提高, 观众对电视节目的质量要求也越来越高, 时间紧迫, 在制作端很难马上制定统一的制作标准和相关技术人员的安排。在传输端 (即各地有线电视台或发射台) 和终端接收, 由于数量众多, 难以统一管理、统一标准。因此, 能够适应目前的电视节目响度控制现状, 迅速、低成本地解决电视节目响度问题的最佳位置, 应该是在播控中心的上载和播出端解决。播控中心是电视台电视节目的终端, 所有的电视节目都是从这里上载和播出, 在这里解决上述的响度问题主要有以下优势:
能够对全台的电视节目统一响度控制标准;
数量庞大的传输端和终端不再需要处理响度问题, 一劳永逸。
二当前播出端响度控制方案
根据以往广播电视播出规范, 播控中心播出的音频节目电平必需在规范规定的范围之内, 因此播控中心目前对节目响度控制的方式主要是宽带处理和实时视频流子带处理两种方式, 而基于元数据和文件式处理是将来响度控制解决方案的趋势。
1. 宽带处理
宽频带处理是一种最直接、简单的、最常用的音频处理方式, 和普通观众家里电视机音量按钮的使用和原理相似, 就是对音频信号频谱内的所有频率分量统一提升, 频谱相应曲线为一条直线, 和时间、频率没有关系。由声学原理可以知道, 人耳听到某个频率的声音的首要条件是音频的响度必需达到绝对听阈以上, 所以观众在通过音量调节按钮调节音量时是对声音的所有频谱成分进行相同的提升或降低, 这就造成了这样的听觉感受, 当调节音量增大时, 会感到声音更加圆润、饱满 (由于能听到更多频谱成分) , 当调节音量减小时会感到声音干涩 (听到的频谱成分减少) , 太大了又会感到声音浑浊 (高频成分增多) 。因此宽频带处理对节目的音质伤害最大, 节目的综合响度是由一段时间内所有频谱响度的共同贡献, 这种“一刀切”的办法显然不能适应当前提供高质量视音频节目的要求。
2. 实时视频流多频带处理
根据人耳的声学特性, 宽频带处理方式已经无法满足音频处理的要求, 当前主流的实时处理方法是将一段时间的音频信号, 按照配置的响度范围, 再根据等响曲线按照频段来提升或降低响度范围, 具体流程如图1。
该处理方法相对于宽频带来说主要有以下几个优点:
仅仅对超出预置响度范围的频段分别提升或降低响度, 避免了大范围 (相对于全频段) 响度的提升, 对音质影响较少;
采用响度曲线和最新的ITU-R BS.1770[1]提供的计权曲线来提升响度和响度测量, 比以往的电平提升要精确;
取样时间很短, 反应迅速。
主要缺点如下:
由于取样时间短, 缺乏对整体响度控制的把握, 即只能降低响度的变化率, 而不能保持原有响度波形结构;
对于不同类型的音频节目只能采用相同的响度处理方式, 对于综合频道来说是不适合的;
实时音频处理, 值班员无法知道处理后的情况, 也就无法预知可能带来的播出风险。
3. 基于音频元数据响度处理
杜比元数据音频处理是杜比公司自行开发的音频响度处理方法, 核心是在AC-3的码流中嵌入元数据, 包括该段音频信号的对白电平, 动态范围等音频参数, 后续处理器根据提供的对白电平和观众所需要的音量大小以对白电平为基准, 分频段调节音频响度和音频动态范围, 这个过程被称为对白归一化。如果广电行业所有的音频制作都遵循这一标准, 那么该方法不失为一套比较完美的方法, 但是从目前我国广电行业的运作模式和实际情况来看, 要想大规模地全部采用杜比数字的音频标准和制作尚有一定的困难, 主要原因是目前主要频道还都是普通的单声道播出, 节目制作调音师的水平不齐, 支持杜比数字的设备比较少。因此该方案对目前大规模迫切需求改善音频质量的广电行业来说还不适用。
4. 基于文件式处理的响度控制
杜比数字处理音频响度而又保持其音频信号质量的得天独厚的优势是定义了元数据中的对白归一化, 使得所有的节目有一个统一的参考标准, 然而又受制于该标准的普及。因此基于文件式的音频响度处理方案产生了。
(1) 文件式处理流程原理
基于文件式处理的主要思路是测量单条节目的平均响度, 然后将该音频节目的整体平均响度根据分频段处理提升或降低到预先设定的响度上, 达到与其他节目同一响度水平上, 从而消除节目之间的响度跳变。具体处理流程结构如图2。
(2) 相对于实时视频流子带处理的优势
基于文件式处理方案是响度控制处理的另一种方式, 由于是对整个完整段音频文件的处理, 平均响度的概念类似于杜比的对白, 因此第一次处理是整体提升响度, 而没有破坏该音频文件本身的响度结构, 第二次处理只对超出响度动态范围的部分进行处理, 因而对音质损害较小。换言之, 基于流式的实时处理方案, 只能降低响度的变化率, 而不能保证响度的整体结构和层次感。图3是一段音频节目经过实时响度处理和文件处理后的响度图。
由图3可以看出文件化处理可以保留原有数据的响度变化, 而实时处理只会使响度变化趋于平缓。如圆圈1中, 实时处理结果的动态范围大大减少。圆圈2中响度波形变得平滑。圆圈3中实时响度波形完全不能适应响度的变化。
实测结果证明相对于实时处理文件化处理有如下优势:
整体响度结构保持完整, 对音质损害较小;
听众所关心的响度问题主要是节目与节目之间平均响度的变化, 而不是节目类应有的动态范围的变化, 平均响度相同则无需再手动调节音量;
实时处理无法解决综合频道中新闻、歌曲、电视剧统一的响度处理配置, 而文件化处理可以通过文件的元数据对新闻、歌曲、广告做不同的处理;
由于是非实时处理, 播出前可观测到响度控制效果, 提前处理, 提高安全播出。
三播控中心响度控制系统设计
1. 设计思路和遵循的主要原则
基于视频流处理的响度控制, 一般在播控系统切换台前后处理音频信号, 这种处理方式处理迅速但也存在风险, 值班员很难第一时间发现处理的问题, 即使发现信号也已经播出, 无法阻止错误信号的播出, 存在很大的安全播出隐患。基于文件的响度控制处理方式可以很好地解决这一问题。由于文件处理是非实时处理, 且处理速度可以超过文件上载速度, 通过配置处理服务器的数量, 也可以同时进行多个文件处理。
播控中心是全台所有频道的播出分发平台, 要处理的节目量大, 且不容出错, 响度控制系统设计主要注意以下几点:
系统扩展方便, 能够适应大量节目同时处理;
系统安全可靠性, 无单一崩溃点;
流程上应该在节目上载后, 审看前, 能够在播前审看, 杜绝播出事故;
根据文件内容, 动态响度处理;
支持通用的MXF文件格式。
2. 播出端基于文件响度控制系统设计
如图4所示, 系统由两台管理服务器、两台交换机和若干台响度处理机以及相关工作站和视频存储系统组成。管理服务器负责接收工作站来的任务, 并决定由哪一台响度处理机去执行, 响度处理机去视频文件存储区获取视音频文件, 处理后送回视音频存储区, 任务完成。将管理服务器和响度处理机分开的主要原因是, 将管理功能和实际执行功能分开, 响度处理机可以灵活扩展, 并且一旦出现故障, 可由管理机重新分配任务给正常的响度处理机, 不会引起任务的中断, 同时管理服务器的主备机制可以在主机宕机后完全接管主机的任务, 使得系统更加安全可考。
整个响度控制系统设计安全可靠, 可同时处理大量任务 (响度处理机的数量可随业务量增长而增加) , 无单一故障点。
四总结
随着观众对音频质量的要求越来越高, 而短期内又不可能从音频制作端完全解决节目之间、频道之间的响度问题, 通过本文的分析, 从长远上看, 笔者认为基于元数据的方法是未来音频制作的统一标准。而基于文件的响度控制处理方案比宽带处理和实时处理更能够适应播控中心的特殊环境和技术要求。本文最后给出了基于文件响度控制系统设计方案作为播控中心设计者的参考方案。
参考文献
[1]RECOMMENDATION ITU-R BS1770-1
英语演讲比赛音频 篇5
第二十届中国日报社“21世纪·可口可乐杯”全国英语演讲比赛 和 2014“外研社”杯英语演讲比赛将于2014年10月正式启动。两项赛事均为国家级比赛，我校选手选拔和指导任务由外语学院具体承担。比赛分为校选赛、省决赛、全国总决赛三个阶段，现就校选赛具体事项通知如下：
演讲题目（报名校选赛者两个题目均需准备）： 1.change the unchangeable(需自加副标题，3 minutes)2.seeing is not believing(需自加副标题，3 minutes)录制3分钟演讲视频：
参赛者需全程脱稿演讲，否则不予评分。背景黑板上需大字注明：演讲题目、南京工业大学、参赛者姓名。视频完整，不得剪辑编辑，不超过100m。
（提醒：往届手机拍摄的视频在电脑上打开时常有图形倒置的情况，上传前请自行检查。）
作品提交： 因邮箱容量限制，请不要重复提交。
电子文稿 开头部分请提供详细个人信息：姓名，性别，手机号，邮箱，学院，班级，曾经获奖情况。
定题演讲（3分钟）
-现场问答（1分钟）
奖励：冠亚季军各一名，一等奖三名，二等奖六名，三等奖若干，盖主办机构及工业大学外语学院章。
南京工业大学 外国语学院
2014.09.14篇二：英语演讲比赛策划书
班级系列活动之英语演讲比赛
策
划
书
目录
工管三班英语演讲比赛.........................................错误！未定义书签。
一、活动背景...................................................................................3
二、活动时间和地点：....................................................................3
三、活动目的...................................................................................3
四、活动名称...................................................................................4
五、开展形式...................................................................................4
六、活动目标...................................................................................4
七、活动过程...................................................................................4 前期准备...........................................................................................4 活动过程...........................................................................................4 后期工作...........................................................................................5
八、人员安排...................................................................................5
九、经费预算...................................................................................6
十、可行性分析...............................................................................6 附件.........................................................................................................7
一、活动背景
随着时代的发展,民族逐渐融合，如何使中国与国际社会进行更好的交流,促进彼此的发展,是当代中国大学生不可推卸的责任。而英语作为世界上使用最广泛的语言，在国际的交流中自然起着至关重要的作用。所以，英语水平已成为衡量当代大学生素质的基本标准之一。
二、活动时间和地点：
xxxx年xx月xx日，xxx院xxx教室
三、活动目的 本班举行此演讲比赛以提高同学们的英语口语水平，提供一个可以展现自我，激励他人的舞台，并且加强在校大学生的竞争意
识。
四、活动名称：我敢我说英语演讲比赛
五、开展形式：文体竞赛
六、活动目标：提高同学们的英语口语水平，增强自信心，七、活动过程
前期准备
2）报名：在学习委员处报名登记 3）场地租赁：找导员租借教室 4）桌椅安排：赛前布置场地 5）音频图片：赛前收集选手所需音频图片，制作ppt等 6）奖品购置 7）邀请评委
活动过程
1)主持人致开幕词并且介绍到场的评委、嘉宾 2)主持人介绍比赛的规则评分细则。3)开始，选手根据比赛前的抽签顺序进行比赛 4)其间主持人向观众及选手公布结果分数 5)在前5号选手参加完比赛之后，中间穿插游戏，现场互动调节比赛气氛。
游戏安排：击鼓传花，三轮
6)待所有的选手比赛完后，邀请评委代表上台发言，工作人员进行统分。7)评委发言完后，主持人上台宣布比赛结果（依次由优胜奖到一等奖）8)（待定）上台颁奖。
9)主持人宣布比赛结束，全体工作人员、嘉宾、评委、选手合影留念
结束工作
桌椅归位，打扫卫生，关闭多媒体设备离开教室
后期工作
1）总结全过程，指出不足以便下次改正 2）对每个同学的表现作出评价，并写下不足之处告知该同学。3）对录制的视频做剪辑 4）张贴出每期获胜的同学 5）写比赛报告
音频新品速递 篇6
参考价格：65元
新年伊始，三诺就推出了头戴式立体耳机新品T－630。这款产品主要定位于中低端消费群体以及网吧用户。T－630采用高强度耐弯钢片头带设计，优质皮质压耳式耳罩，佩戴更加舒适，更紧密贴近耳朵，封闭性更好。耳夹可以按自己的需要调节松紧，长时间带在耳朵上也不会感到疼痛。
T－630采用钕磁体特殊高性能磁路系统设计，音质解析力强，各频率互不干扰，可以充分体现音乐的每一个细节，层次感分明。直径为φ40的大口径驱动单元，低音强悍，使整体声音变得厚重。中频部分细滑柔美，适合表现各类人声。在接口方面采用了专业镀镍插头工艺处理，不氧化，导电性好。而且接驳插头特有透明塑胶外套，有效防止插头受潮、生锈，使用寿命更长。
漫步者C2
参考价格：490元
漫步者C2采用了漫步者全新设计的独立外置功放系统，采用EIDC(智能失真度控制)，通过对放大器增益的智能控制，实现了对不同音源的高、低电平输入的兼容。保证了声音的低失真，有效避免了音响系统的损坏。为了确保音质，C2采用了全木质结构，芯片则采用了ST公司的TDA7379，性能强悍。低音单元采用6．5英寸超大扬声器，卫星箱为两分频设计，采用了3／4英寸PV高音单元以及3英寸中音单元，频响响应更加宽广。由于卫星箱箱体采用了大容积设计，对改善卫星箱的低频下潜很有帮助。
C2配有红外遥控器，8米范围内，可轻松遥控。漫步者为用户预留了耳机输出接口。接驳耳机时，音箱被隔离，音量调节、高音调节、输入选择针对耳机控制依然有效。
铁三角ATH—CK31／32入耳式耳塞
参考价格：248元(CK31)／268元(CK32)
铁三角(Audio-technica)ATH-CK31／CK32两款耳塞所采用的发声单元直径达到了11．5毫米，这样直径的单元在入耳式耳塞中并不算常见。它的驱动部分采用了全新开发的ziumu磁体，CK31／CK32这两款耳塞在单元的采用、整体的设计理念等基本是一致的，参数更是完全一样，最大的区别仅在于连接线的长度，其中CK31为0．6米，CK32则为1．2米，以方便消费者自由选择是搭配带有线控的CD、MD还是没有线控的MP3。CK31／CK32有非常好的低频表现，中高频的解析力表现上也很优秀。
CK31／CK32在耳塞的后部设计有特别的凹坑，佩戴时只须要用手轻轻地往耳道内推入即可，佩戴舒适度也不错，包装内还附带了两对不同尺寸的橡胶套，以适应不同消费者的使用要求。
纳伟仕SA－3368
参考价格；160元
纳伟仕SA-3368青箱采用标准的2．1声道架构设计。低音音箱前面板上设计有全功能的控制旋钮，包括主音量调节、低音调节和独立的电源开关，南丁其所针对的是较为低端的消费群体，因此旋钮表面并没有进行太多的处理，是一款实用至上的产品。
SA 3368的卫星音箱采用了全木质箱体，采用了直径在3英寸左右的全频带单元，在中频人声部分的表现先对还是比较理想的，不过在高频部分的音质则显得有些黯淡，在低音音箱部分，纳伟仕为其设计了4英寸的小口径低音单元，虽然说在低频的下潜力度方面的表现并不是相当出色，但是表现还是令人满意的。
浅谈专业足球赛事的视音频质量控制 篇7
1.专业足球赛事概述
专业体育赛事,是指某一项体育运动的专业性赛事。如国际田联钻石联赛、ATPI000大师杯、FIVB国际沙滩排球锦标赛等。这类赛事无论是在赛事组织、竞技水平、电视转播和赛事周边等都具有其运动领域内的顶尖水平。
从这方面来讲,专业足球赛事就应该是专门针对足球所举办的赛事。针对足球的特点,专业足球赛事的赛事组织、竞技水平、电视转播更具专业化。2013年,上海广播电视台配合上海市体育局,致力于将中超联赛打造成为一项专业足球赛事。
2.专业足球赛事的特点
与电视转播相关的,专业体育赛事有如下几个特点:
●收视群体素质较高,对足球的专业知识较为丰富,信息需求量较大。转播中,不仅要给出正常的比赛画面,还要结合高科技,采用超高速慢动作、虚拟跟踪、在线数据统计等方式,第一时间提供观众有用的信息,给予大家一定的分析数据;
●赛场的互动性较好。专业足球赛事转播往往是现场与直播同等重要的。在主队的球迷往往会配合现场的大屏幕做出一些鼓励球队的表现,使得整个足球赛事的参与度更高;
●临场感要求高。当今的足球赛事转播,秉承着要电视机成为赛场的最佳位置的理念。提供赛场最佳的观赏位置的赛事信号,成为专业足球赛事转播的标准之一。
二专业足球赛事视频质量的控制
1.专业足球赛事视频质量主观评价要求
专业足球赛事的转播对于主观评价的要求极其苛刻。2013年,SMG电视转播部参考国外先进的转播模式,结合近几年的经验,提出了以下几点要求;
●画面通透、清晰、明亮。必须要合理地控制好光圈、黑电平、杂散光校正、GAMMA等参数值,使整场足球比赛画面通透,清晰,比赛过程中要保持主亮度电平一致、误差小于1%;
●多机位一致性好。专业足球赛事的转播中,各个转播机位的色彩差异必须小于2%。在各个景别中,注意实时调节光圈、黑电平、饱和度、色温、平衡等值,保持这一标准
●能够通过画面来渲染现场气氛。画面色温的调整,要求能够根据制作要求,来渲染现场气氛.传播“文明观赛”的正能量,体现“足球底蕴”的主队色彩。
2.体育场光照分析
根据专业足球赛事的视频质量主观评价要求.笔者特意于2013年赛事开始之初,对上海的三个中超联赛比赛场(虹口足球场、源深体育场、上海体育场)进行了下午与晚间的光照测试。
图1是虹口足球场夜间的灯光照度分布图。从图中可以看出,场地里的主要照度分布在760至8001ux之间,上下仅有5%的差别。那么,对应在WFM波形60%为主亮度的光圈值大约在F4.0～F4,2之间。
这里我们需要关注的,则是看台上的照度。由于虹口足球场的构造关系,南北看台仅有1层,并且上面没有遮挡物,所以照度大约在4301ux之间,大约光圈值为F2.6～F2.7之间。那么东西看台则相对较暗,照度约为2701ux,特别是客队看台,是在二层的,照度仅为2211ux,并且与大部分的机位相隔一个球场,所以画面往往较灰,并且景深小。
图2是源深体育场下午比赛的灯光照度分布图。从数据上可以看出,由于是自然光的照射,无论是球场还是看台,其照度特性比较均匀,大约在3201ux～3401ux之间。相对应的,光圈值就比较大,在F2.0～F2.2左右,景深就相对较小。
由于上海赛区的三个体育场经纬度相差在小数点后3位,几乎可以忽略不计,那么,通过分析,我们得出以下特性:
●下午时间段的比赛,光照较均匀。需要注意的是球场上主观评价的感受,重点是让受阳面和背阳面在主观评价上趋于一致;
●晚间时间段的比赛,场地光照均匀。需要注意的是当摄像机需要来回拍摄场地和球迷的时候,必须要快速调整光圈和黑电平,以保证主观评价的一致性。
3.摄像机的参数调整
根据灯光的分析和2012年全年中超场次的数据记录情况,我们大致对摄像机进行以下步骤的调整:
(1)Marttix
由于是外场拍摄,色彩矩阵是必不可少的元素。根据2012年中超联赛的数据,色彩矩阵的打开与关闭,会对色彩饱和度产生25%的影响,对于色彩色度的准确性也有着一定的影响。如图3所示。
图3上半部分是打开摄像机仅仅做好初始化的摄像机画面,下半部分是打开色彩矩阵后的摄像机画面。仅仅从主观评价上,我们就能分出两幅画面的高下。在波形监视器上看,则更为明显,尤其是箭型图的部分,其饱满程度的差异是非常明显的。
(2)Flare
打开色彩矩阵后,我们就要想着如何做到通透,明亮了。我们时常会发现,体育场地灯光像一层雾帘一般,使得人眼看上去不怎么灰的画面,在摄像机里呈现出来却灰得非常明显。这时候,黑电平的降低往往会十分剧烈,我们就必须要多管齐下,进行杂散光的校正。
图4就是杂散光校正之后的结果。我们可以很明显地看到球场部分和看台的灰度层次减少了。同时,看台的色饱和度也有大约7%～8%的提升。
(3)WHITE RGB
做好了前面两项的基础准备工作,紧接着就是调整色温了。借助波形监视器,我们可以将现场的景物与示波器上的波形对应起来。借助分离钻石图,我们将绿色部分的主场地调整在一条直线上。这就意味着R-G和B-G的比例是一致的,摄像机所呈现的绿色也是最适合人眼观看的色彩。再微调看台和横幅部分的颜色,就基本完成RGB的调整了,效果如图5所示。
(4)GAMMA
按照文艺节目来说,这已经是差不多了。但对于专业的足球赛事还不够。由于我们必须要突出场地的绿色,主队的蓝色(上海申花主色调)这两个基本色。我们还需要调整GAMMA。根据PAL制的色域特性,将主GAMMA调整向上,压缩高亮度部分的色彩,展开低亮度部分的色彩。那么、相对应的,绿色的部分层次更改不大、而蓝色部分的层次明显拉开。这时,才能够真正地做到拍摄球迷的效果与拍摄球场的效果相同,如图6。
(5)KNEE
由于高亮度部分的色彩被压缩,那么更容易造成死白的产生。所以我们要通过拐点进行动态范围的扩容。如7图所示,亮度超过93%,部分的景物已趋于柔和,不是特别耀眼、让眼球的注意力全部关注到死白上面去了。
(6)DETAIL
最后,为了安全播出方面的考虑,特意增加轮廓电平。一是可以增加画面的质感,做到“十分清晰”的要求。二是可以间接地加大景深,大约轮廓电平提升10、从画面上看,景深增加约6%。同时,也是一种气氛的渲染,在清晰的画面中,听到逼真的现场声,让球迷们一下子就血脉膨胀了起来,如图8。
此外,还需要根据不同的镜头,调整参数。特别是大倍率镜头与标镜之间的差异,不可忽略。表1是2012年上海金山体育场的摄像机数据。
三专业足球赛事音频质量的控制
1.专业足球赛事音频质量主观评价要求
与画面相同的,专业足球赛事对于音频质量也有着很高的要求。尤其是主观评价方面,这对于音频来说是核心。SMG电视转播部也就2013中超联赛的音频提出了以下几点要求:
●舒适、自然,给予观众美的享受。观众观看足球赛事直播,是希望看到一场高水平的、能够让自己愉悦的比赛。必须要调整声音的响度和动态范围,使得整场比赛既有效果,又让观众听起来舒适;
●比例恰当。对于观众来说,观看电视直播并不想把现场的气氛完全地带到家里来。合理地处理好球迷加油声和踢球效果声的比例,对于一场足球比赛的好坏是十分重要的;
●适当渲染气氛。现场还需要专门设置两对话筒,用来拾取主队和客队球迷具有代表性的声音。在适当的时候播放出来,能够增加画面的临场感;
●实现部分跟随视频技术。对于球员进场,唱国歌,教练寒暄等画面,要采用音频跟随视频技术,更好地将现场的情况呈现出来。
2.体育场频响分析
根据专业足球赛事的音频质量主观评价要求,笔者于2013年赛事开始之初,对上海的三个中超联赛比赛场(虹口足球场,源深体育场、上海体育场)进行频响的测定,如图9所示。
从图9中我们可以明显看出一个以800Hz为中心频点,630Hz到1kHz为频带的波峰。经过现场声音相比对,确认为现场球迷的欢呼声。800Hz的最值为球迷的敲鼓声。经过观众调研,我们发现,其实这部分的声音并不是球迷们最愿意听到的声音。由于人耳可以根据每个人不同的思想来确定听音环境,就是类似于生物滤波器的功能,那么,我们也必须将这部分波进行衰减,以模仿人耳的真实感受。
从图10中我们也不难发现,以8kHz为中心频点,6.3kHz至10kHz为频带的声音为次波峰。经过对现场麦克风的仔细校对,确认此声音为现场的踢球效果声。这部分其实在现场,人耳是听不到的,理论上应该不予以加强。不过,这却是渲染现场气氛的极好材料。特别是射门时,脚面与足球的撞击声,以及足球击打在门框上的撞击声,能够对听觉神经做出极大的刺激,给予观众超乎寻常的临场感。
3.话筒架设策略
根据以上的分析,并结合2012中超联赛的经验,拟定了2013的场地话筒架设策略,如图11所示。
从图11中我们可以看到,MIC1～MIC12是分别拾取球场上的各种声音.采用强指向性的Sony416话筒。MIC1～MIC8主要拾取球场上的踢球声,MIC1和MIC2还兼顾拾取球门球的踢球声的任务。MIC9-MIC12主要拾取主罚角球时的踢球声。而MIC13～MIC16采用的是全向性Sony418话筒,主要分布在四个看台周围、通过看台上的四台101倍摄像机传输信号。主要拾取主客两队球迷的加油呐喊声。
四总结
通过以上的调整,我们成功地将中超联赛包装为具有一定水准的专业足球赛事。但是,应该看到虽然我们做出了不少努力,依然和欧洲五大联赛的转播存在着不小的差距。2013年亚冠联赛的转播中,国内已经出现了持续性的蜘蛛眼,斯坦尼康的使用;在节目的制作过程中,也进行了在线数据统计的应用。在足球赛事转播日趋艺术化的今天,如何为观众奉献出一场画面精美,现场感强、信息量大的精彩转播,在这个课题上我们依然有很长的路要走。
广播制播网络系统中的音频质量控制 篇8
随着技术的飞速发展, 网络化的制播系统在广电领域的应用日益规模化和成熟化。由于其在资源整合、流程优化和信息共享方面具备充分的优势, 更能满足广播事业未来更多样化业务发展的需求, 重庆广电集团在构建新的广播制播系统时, 充分利用在电视领域的成功技术实践, 创造性地将传统电视台视频制作和播出的诸多概念和环节引入音频制作和播出中, 将视频领域的制、播、存网络架构应用到广播音频制、播、存领域, 建成基于文件化、数字化和网络化的音频节目采、编、制、播、存全流程一体化的高效可靠的新一代广播制播网络系统。
在网络化广播制播系统中, 如何确保音频质量是我们始终关心的重点。借鉴在电视领域推行网络制播系统质量控制的经验, 全面的广播制播系统质量控制应当包括三大方面:
1.在全流程建立完善的技术质量监测和控制体系。
2.选择合适的音频编码文件格式, 减少和控制格式转换次数。
3.重视前期音频质量, 把好源头质量关。
针对以上三点, 我们在流程的相关环节设计、音频格式选择和信号来源上设置了相应的质量控制环节, 确实控制了广播音频质量损失, 做到了心中有数。
1全流程设置质量控制环节
通过制播流程相应环节的质量审核功能, 有效掌控与质量相关的生产过程, 实现全面的质量监测和控制。
网络化广播制播系统业务流程如图1所示。
在网络化的广播制播流程中, 要确保生产制作的正确进行, 审核功能是必不可少的。其中, 对于文稿内容的审核主要为节目选题和内容准备服务, 对于编单相关的审核主要为播出安全和频道定位服务, 对于制作、资源管理的节目审核, 则正是为节目质量控制服务的。
在当前的电视制作流程中, 内容审核和自动技审已经得到了广泛的应用, 我们也将这种较为有效的方式引入到广播制播流程中。
内容审核示意如图2所示。
由图2可见, 来自录音、收录、文件导入、外系统导入和回录的音频文件经过转码后进行编辑制作, 编辑制作完的节目内容审核通过后与文稿进行关联、送播, 在送播的过程中系统会发起自动技审流程, 只有内容审核和自动技审都通过的节目才能进行播出。
若内容审核和自动技审未通过, 则还要返回音频制作工作站进行重新的编辑制作, 直到通过内容审核和自动技审。
由此可知, 音频审核环节串接了系统整个业务流程, 保证了播出节目的高质量。全流程质量控制环节的引入, 使得广播的流程控制从人工控制或者人工+部分软件控制全面转向了系统软件的全流程节点控制。
2全流程采用PCM WAV音频格式
传统的广播音频制作由于带宽和存储容量受限, 以及采用同步至本地的编辑模式, 一般采用S48有压缩的文件格式进行编辑制作, 以减少本地和网络间同步带宽的压力。随着技术发展与进步, 高性能存储体和网络设备成本已经大为降低, 我们构建的网络化广播制播系统, 采用高性能大容量存储和大型数据库, 具备了高带宽、高吞吐、高数据量的能力, 满足了各广播频率集中制作与播出的要求, 带宽和存储容量的瓶颈已经消除。
系统全流程遵循AES/EBU数字音频技术标准, 使用48k Hz采样频率、16bit量化标准PCM编码的WAV文件封装格式进行音频的制作和播出。音频数据在系统内无再次编码和转码环节, 保证了从节目上载、制作到播出的高品质音频, 有效地减小了质量损失并控制了转换环节, 使得制作域和播出域音频文件格式完全一致, 在线播出系统采用高质量音频格式在线实时播出, 确保了高品质的音频广播。
全流程PCM音频格式应用如图3所示。
在全流程采用质量好、通用性强的PCM 48k Hz/16bit音频文件格式, 相对其它格式在质量控制上具有以下优势:
1.播出系统和制作系统的音频文件格式一致, 避免了因格式转换而带来的音频质量损失以及个过程中所无法避免的多代复制损失。
2.统一的音频编码格式, 可以简化网络系统的复杂度, 降低广播网络平台媒资管理系统的设计和管理难度, 减少由于环节增多容易出现的安全隐患, 提高整个播出系统的安全性。
3.几乎所有的音频软件均支持PCM WAV文件格式, 因此即使是由异构系统构成的网络化广播制播系统, 选用的素材在各个子系统均可以直接进行交互和使用, 减少了转码环节, 提升了系统的效率。
4.可以与集团电视系统和其他外部系统直接交互、使用。
此外, 由于我们成功地将Merging公司的Pyramix音频工作站纳入了制播一体化管理, 一方面实现了高端音频制作的网络化, 另一方面, 配合我们选用的PCM 48k Hz/16bit音频文件格式, 直播播出工作站系统可以同时支持24个Mono音轨输出, 这无疑解决了由于实时直播通道有限影响主持人即兴发挥和节目直播播出质量的问题, 为进行高保真立体声广播直播的主持人创造了极大的自由度和良好发挥的空间。
3控制音频信号来源质量
广播制播环境的音频信号格式, 相对电视领域复杂度较小, 可以通过理顺音频信号来源, 对可能引入质量问题的信号源实施重点控制。从上述流程图中可以看出, 其来源主要包括录音、收录、文件导入、外系统导入和播出回录。对于录音和收录的信号, 在设备正常和操作程序正确的情况下, 通常能够保证较好的音频质量并生成正确的音频文件;对于文件导入和外来系统导入的信号, 需要确定外来格式或者文件被正确地传送及转换, 同时转换过程不引入其它影响质量的突发因素;对于播出回录的信号, 可以通过在线实时监听的方式基本确保其音频质量。
4结束语
通过音频质量控制措施并配合相关的安全设置, 我们的网络化广播制播系统能够及时发现并处理各种不安全、不稳定、质量劣化等错误因素, 确保了良好的节目质量, 有助于维护良好的广播工作效率和管理效率。
参考文献
[1]朱强.广播电视新技术[M].浙江大学出版社.2004年.
音频控制 篇9
随着便携式电子产品的不断发展, 功率放大器的性能对产品质量有着重要的影响。 传统的线性功放(A、B、AB类) 虽然有良好的线性度和THD等性能, 但都有共同的缺陷, 如效率都低于50% 、 功耗大, 制约其在便携式产品上的应用[1], 而高效率、 节能、 低失真、 体积小的D类功放应用日益广泛[2,3]。
本文采用CSMC 0.5 μm CMOS工艺, 设计了一款双模式控制,防失真的K类音频功率放大器。 相比于传统D类功率放大器大幅提高了总谐波失真+ 噪声和效率。芯片通过一线脉冲控制来选择系统处于普通工作模式或防失真工作模式。 当处于防失真工作模式下,输入信号幅度过大时, 系统会自动调整放大器的增益, 自动限幅,从而避免了输出信号出现失真。
1 电路原理与实现
本文提出的双模式控制、防失真K类音频功率放大器的电路原理如图1 所示。 电路中包含基准电路,延时启动电路, 防失真控制电路控制模块, 电荷泵升压电路,PWM调制级,输出级和保护电路等。 电路上电后,置高电平,基准电路产生VCC/2 的共模电平,用于系统中的启动延时电路、输入放大器和作为积分器共模反馈的比较电平。
在传统D类功放基础上,系统中加入升压模块电路和增益控制电路,升压模块电路提供内部PVDD保证系统恒定的输出功率。 当出现失真时,信号会出现较长时间的高电平或者低电平,此时增益控制电路给开关电容充电产生控制电压。 开关控制电路根据控制电压输出一定占空比的矩形波,以此来控制增益控制电路的控制开关,自动调整系统增益的变化。
1 . 1 双模式控制系统
本系统针对不同用途设计了双模式控制的电路, 双模式控制电路通过一线脉冲选择工作模式,提高了芯片应用范围。 控制原理如图2 所示,通过一线脉冲信号的上升沿个数决定芯片的工作模式。 当信号拉高时,即一个上升沿,芯片启动开始工作,工作在普通模式;而高 →低 → 高的脉冲信号时, 即两个上升沿, 芯片进入防失真工作模式。
其中THI指脉冲的高电平宽度,TLO指脉冲的低电平宽度,TOFF指芯片进入关断模式所需的低电平时间, 至少持续300 μs, 芯片进入关断模式, 关断模式下的功耗低至0.1 μA以下。
具体电路如图3 所示,芯片SHDN脚输入“一线脉冲”信号, 内部两个端, 两个PIN脚通过外部封装把线连在一起,统一用SHDN表示。 SHDN为低电平或悬空时把整个芯片关断,为高电平时电路开始工作。 图中倒笔管类型的反相器具有延时功能, 控制D触发器的CP脉冲信号。 每一CP上升沿到来时其Q和QN都要翻转一次,具有二分频功能。
D触发器在VCC上电但SHDN悬空的时间里, 使N1 信号拉低复位, 两个D触发器输出低电平( Q = 0 ,QN = 1 ) , 工作在普通模式。 电路在芯片正常工作以后,SHDN的第一个高脉冲到来时触发器开始工作, Q端输出高电平,即X1 翻转一次并输入到后级控制增益,电路工作在防失真模式。 第二个高脉冲到来时,X2 才翻转。SHDN端采用一线脉冲控制方式, 该脉冲频率至少要大于5 KHz, 否则芯片将随这个一线脉冲频率不断地开启与关断。
1 . 2 防失真控制系统
输入信号过大或电池电压下降等情况会造成输出信号失真,过载的信号会对扬声器造成永久性损伤。 通过检测放大器输出的失真,自动调整系统增益可实现芯片的防失真功能。
增益调整原理如图4 所示,积分器用RC实现,具有低通滤波器的特性[4]。 传输函数为:
将S=jω 代入后,得:
传输函数只有一个极点, 低频下, 这个电路可看作反向比例放大器; 高频下时电路可看作积分器; 在|ZC| = R2, ω = ωH时, 增益下降-3 d B,ωH为放大器和积分器的分界,fBW= 1 / 2πR2C = ωH/ 2π 为低通滤波器带宽。
根据上述积分器基本原理, 增益改变原理如图5 所示。 Vin为输入信号, 前置放大器的输出信号V1和开关函数U(t) 相乘, 得到抽样信号V2, V2再通过低通滤波器得到输出信号Vo。
前置放大器增益为A1, 开关函数U (t) 占空比为r,角频率为 ωc, 则U ( t ) 的傅里叶展开式:
所以输出V2的表达式为:
输出信号Vo的表达式为:
由于开关函数的角频率 ωc远大于输入信号Vin的频率和低通滤波器的带宽fBW, 所以通过低通滤波器的只能是低频信号,高频部分可以滤除。Vo的表达式可简化为:
系统增益为:
根据式(7), 只要改变U(t) 的占空比, 就可以改变系统的增益。
调制电路结构如图6 所示, 信号经前置放大器放大后送入积分放大器滤波放大, 音频信号进入PWM调制模块, 产生脉冲宽度随信号幅度变化的PWM波(P1 和P2 ) 。 积分器1 运放增益开关S1 和S2 刚好反相, S1 始终断开,S2 始终闭合, 开关S3 由一线脉冲控制, 即前级的信号X1=0,S3 断开;X1=1,S3 闭合。
中间虚线框为增益控制电路: 第一级运放输出信号受一对传输门控制,当检测到运放输出幅度C1_PLUS或者C2_PLUS大于某一值时,M1 和M2 打开, 使第二级运放输入被屏蔽,输出幅度减小。 具体增益控制信号产生电路如图7 所示。
比较器同相端V1 为固定电位,反相端V2 取两级运放输出的共模电平1/2VCC, 两者通过比较检测出最大信号输出幅度。 比较器输出端控制数字模块,数字模块产生4 路的开关信号控制开关电容网络,进而产生开关函数信号U(t)。
V4 和V5 为相位相反、 频率相同的三角波, V6 为固定电平1/2VCC。 电路存在两种极限情况:(1)当信号幅度始终小于最大信号输出幅度,即同相端永远小于反相端时, 输出Y始终为 “0”;(2) 当信号幅度为1/2VCC很小,即同相端永远大于反相端时,输出Y始终为 “1”。
Y分别等于0 和1 时, 数字模块产生4 路开关信号[5]: S1 、 S2 、 S3 、 S4 , 推断出1 / 2VCC经过开关电容网络后的输出电平VC, 进而推导出传输门开关信号OUT1 和OUT2 , 以此决定M1 和M2 是否打开。
信号Y是随着频率变化的方波信号,当信号幅度超过最大信号输出幅度时,Y=1,否则Y=0。 产生的VC是一个介于0~1/2VCC的某电位, 传输门控制信号OUT1和OUT2 也是一个方波频率信号, 其占空比与VC电位有关, 信号幅度越大, 被检测的Y高电平的时间也越长,VC这个电位也越高, 传输门导通的时间越长, 运放被关断时间越多,直至这个电位升至1/2VCC, 运放输出全部被屏蔽, 这样就起到了自动增益控制功能, 有利于防止信号幅度过大时输出产生失真。
2 实验结果与分析
基于CSMC 0.5 μm CMOS工艺模型, 采用Cadence的spectre对整个电路进行了仿真。 图8 是当输入信号在0 ~ 5 V范围内, 输入1 k Hz正弦信号芯片的输出波形,图8(a) 是正、 负输出端信号波形, 图8 (b) 是输出之差滤波后的波形,分别为负载两端的信号;信号之差即体现为负载上的信号,幅度约为1.5 V;可见通过增益控制调节电路自动限幅, 输出削波基本消失。 图9 是芯片照片,尺寸约为1.4 mm×1.8 mm。
从图10 测试结果可见, 在电源电压VDD= 3 . 6 V , 输出端分别接一个33 μH的电感,再接一个8 Ω 的电阻到地( 即RL=8 Ω+33 μH), 输入1 k Hz正弦波信号时, 该功放的总谐波失真与噪声之和随输出功率变化的关系。 当输出功率接近功放的最大额定输出功率时,THD +N的值急剧上升。 在负载为8 Ω,输出功率1 W条件下,THD+N的值仅0 . 2 % 。
图11 给出了当VDD=4 V , 输入信号f = 1 k Hz , Vin在0~3 V范围内, 输出端负载RL = 8 Ω + 33 μH时, 普通模式下的输出功率2 W;防失真模式(NCN)下输出功率仅为1.6 W。因此本文提出的防失真控制系统能保证功放在良好的THD + N和输出功率的情况下, 增大其信号输入范围。
3 总结
本文基于CSMC 0.5 μm CMOS工艺设计了具有双模式控制、防失真的内部集成升压电路的超大音量输出高效率音频功率放大器。 实测结果表明:相比于文献[6]所提出的结构,本文提出的双模式控制系统和防失真控制系统的设计有着更好的性能。 可以保证功放在5 V电源电压下, 输出端接感性负载RL=8 Ω+33 μH时, 在具有良好的THD+N和输出功率的情况下,大幅度增加信号输入范围, 即在0 ~3 V信号范围内保持THD +N为0 . 2 % , 最大功率输出2 W , 有效避免失真带来的影响。
摘要：提出了一种具有双模式控制、防失真、超低EMI、内部集成升压电路的高效率音频功率放大器。系统可通过一线脉冲方式控制放大器工作在防失真模式或普通模式,其中防失真功能通过输出信号的大小自动调整增益实现。电路采用CSMC 0.5μm CMOS工艺实现,测试结果表明:在电源电压5 V、输出端接感性负载RL=8Ω+33μH的条件下,该功放能够在0~3 V的信号输入范围内保持总谐波失真加噪声(THD+N)仅为0.2%,最大输出功率2 W。该功率放大器在锂电池电压下降时也能持续提供2 W的输出功率,适合便携式产品的应用。
关键词：音频功率放大器,防失真,PWM调制,总谐波失真
参考文献
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音频控制 篇10
当前汽车音响与高保真的立体声音响系统中都包含了微处理器电路单元,这为实现音频处理提供了控制接口,可以通过控制接口实现许多需要的功能控制。作为音响系统主体的音频处理电路性能直接决定了整个音响系统质量,设计高性能的音频处理电路是该文的核心部分。
该设计的高性能音频处理电路基于I2C总线控制协议,包含输入多通道选择、音量控制、高低音音效处理、输出通道平衡度调整等功能,适合应用于高质量汽车音响、高保真收音机、彩电、家庭组合音响系统。
1 电路模块的设计
高保真音响系统的系统结构图[1]如图1所示,其中音频处理电路的设计和功率放大器的设计[2,3,4]往往是利用不同的芯片来完成的。
根据高保真立体声高级音响系统对音频处理电路的要求,该文设计的高性能音频处理电路的主要结构框图如图2所示。音频处理器可在I2C总线控制下对四路独立的立体声输入信号进行选择,然后进行主音量的控制、低音控制、高音控制以及四路立体声输出平衡度调整等。
1.1 I2C总线控制设计
I2C总线是Philip公司发明的一种高性能芯片间同步传输总线,仅需要串行数据线SDA和串行时钟线SCL两根信号线就实现了双向同步数据传输,能非常方便地构成多机系统和外围器件扩展系统[5]。数据的有效传送是在时钟线为高电平时,数据线上的数据必须保持稳定,只有在时钟为低电平时数据才允许变化。该设计采用的I2C通过数据线传送的每个字节必须是8位的,每一字节之后必须紧跟一个应答位,字节的最高位最先传送。
音频处理器芯片接收I2C总线发送的字节,首先识别地址位,在地址位有效的情况下识别控制位,再根据控制位的指令完成通道选择、音量调节、高低音调节、输出通道平衡度等音效处理的控制功能。
1.2 输入通道选择设计
在音频系统中往往有许多独立的音源必须通过音响处理,如在汽车音响系统中,来至收音机、CD、MP3、TV等的不同声音都需要通过音响处理音效,这就要求高性能的音频处理器能够在不同音源之间完成切换。该设计音频处理器采用I2C总线传输的数据控制指令,完成不同音源之间的切换;主要原理图如图3所示。微处理(MCU)通过I2C总线向音频处理芯片发送控制数据,音频处理器芯片接收I2C总线传输的数据,通过译码电路控制选择的音源通道开关的开与关,实现输入通道选择的功能。同时根据控制字调节电阻大小决定放大器的放大倍数决定音频信号的幅度大小。
1.3 音量控制设计
在音频处理器中,音量的调节是最基本的功能。实现I2C总线控制的数字式音量调节的主要原理如图4所示。
当控制字译码后打开开关SK,此时的取样电阻值为RX,总衰减电阻为Rall,则输出信号与输入信号的电压关系为AV=VOUT/VIN=RX/Rall;微处理器通过发送不同的控制值控制不同的开关导通实现不同的电压增益,实现最终的音量调节的目的。
1.4 高、低音频率响应电路设计
高性能音频处理器要求对不同频率的音频信号有不同的频率响应;尤其是高音和低音要求有不同的频率处理电路完成音效处理功能。文献[6]给出了基于两个运放单元的高、低音处理电路原理;但这种设计左右声道的高、低音处理电路中就必须包含4个运放单元,很大程度上增加了版图面积和芯片成本。在此采用交叉开关对实现了运放复用的功能,只利用一个运放单元就实现了信号的放大和衰减,很大程度地降低了芯片成本。
低音部分的频率处理电路主要原理如图5所示,主要通过有源运算放大器外接二阶R,C带通滤波器来实现[7]。当需要对低音信号进行衰减时,打开图5所示AV<0的开关对,此时的等效电路如图6(a)所示,通过运放缓冲驱动无源滤波器;当需要对音频信号衰减时,打开图5所示AV>0的开关对,此时的等效电路如图6(b)所示,交换了滤波器的输入/输出。
无源滤波器由内部的电阻阵列、外接电容电阻组成,电路原理图如图7所示。
对节点VA,VX分别列节点电流方程得:
联立得到:
根据滤波器输入/输出的节点关系:
把式(1)代入式(2)整理得到输入/输出的传输函数:
式中:
根据式(3)的滤波器传输函数可知,通过外接电阻电容值的选取可实现低音峰值频率的设定;内部的分压电阻在I2C总线控制译码的作用下,选择不同的分压比例实现不同的电压增益;最上端的开关对通过调节交换滤波器的输入/输出,实现对输入的音频信号增强和衰减。
高音部分的频率处理电路主要原理如图8所示,主要通过内部有源运算放大器、交叉开关对、增益控制电阻、外接串连R,C实现高音部分音频信号的频率响应。采用低音控制电路的分析方法可见,上述的开关对实现了高音信号的衰减和增强的目的。
高音处理的滤波器由内部电阻阵列、外接电阻、外接电容组成,电路原理图如图9所示。
由阻抗分压特性可知滤波器的传输函数:
式中:
由传输函数(4)可知:外接的串连分立电阻电容可实现高音峰值频率的设定;内部分压电阻在I2C总线控制译码的作用下控制不同的开关导通,实现不同的分压比例决定信号的增益大小;最上端的交叉开关对通过改变滤波器的输入和输出,调节整个电路模块对音频信号的增强还是衰减。
1.5 输出通道平衡度调整设计
高性能的音频处理器要求多声道输出驱动不同的音响系统实现立体声效果,这里音频处理器实现了4路独立的音频信号输出,可驱动4个不同的音响,且不同支路的音频信号在I2C总线控制下实现不同的衰减处理,达到实现调整通道之间的平衡度的目的。由结构框图(图2)所示,将这四路音频输出通路分别称为右前置、右后置、左前置、左后置等。
2 版图设计和测试结果
2.1 版图设计
这里设计的音频处理器芯片采用CMOS工艺实现了低功耗、高性能、低失真度等特点,采用CANDENCE的版图绘制工具完成了版图设计,整个版图如图10所示。在版图设计中要考虑左右声道的音频信号间的隔离减少声道之间的串绕影响;同时注意音频信号线同I2C控制线之间的隔离,避免在不同的控制模式下产生噪声干扰;最后在优化性能的同时尽量优化版图面积减少芯片的成本[8]。
2.2 测试结果
这里设计的音频处理器电路经流片、封装、测试各项指标完成且达到了预定的目标。
测试说明:
(1) 增益控制的测量;通过微处理器向电路发送不同的I2C控制命令,在音频输入端加频率为1 kHz、峰峰值为100 mV的正弦信号,在不同的控制制下测试输出节点的信号波形峰峰值,利用峰峰值计算各级的增益,得到表1的测试结果。
(2) 高低音频率响应的测试;通过微处理发送命令使得音频电路处于高低音控制模式,通过改变输入信号的频率,峰峰值设定为100 mV的正弦信号,在不同增益控制级别下测试不同频率信号下的输出信号峰峰值,进而计算该频率和增益级别下的增益。利用测试得到的数据绘制频率响应曲线如图11所示。
3 结 语
在此详细分析了高性能音频处理器的功能要求,根据各功能要求设计了实现各功能要求的电路结构,设计实现了一款应用于汽车音响及家用娱乐音响系统的音频处理器芯片,该芯片极高的性价比使其具有广阔的市场空间。
参考文献
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