响度 EBU R.128

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一. 为什么要响度归一化？

事情的起因要从广电行业开始说起，当观众在切换不同的频道或者电视剧转广告，广告转电视剧时，会发现音量有明显的变化，不是过大，就是过小，要经常调节音量按钮，长此以往，耳朵也会受不了，故此，响度需要有个统一的标准。

二. 什么是EBU R.128?

EBU的全称为European Broadcasting Union ，既欧洲广播联盟，为欧洲与北非各广播业者（包含广播电台与电视台）的合作组织，成立于1950年2月12日,有五十多个正式加盟国,总部位于瑞士日内瓦,目前中国是EBU的准会员。EBU R.128实质上是欧洲广播联盟出的一个关于响度控制的建议书,该建议书在ITU-R BS.1770标准的(国际广播联盟规定的音频节目响度及真峰值的测量算法)基础之上，对响度的被测主体、积分窗长等细节作了更加明确的定义。EBU R.128有四个配套文档，作为混音师或者节目制作人，则需重点了解 EBU Tech 3343 文档。

EBU Tech 3341 《响度测量: 遵照EBU R.128标准进行响度控制的“EBU Mode”仪表的补充》
EBU Tech 3342 《响度范围：遵照EBU R.128标准进行响度控制的补充描述符》
EBU Tech 3343 《遵照EBU R.128标准进行制作及所用的实用指南》
EBU Tech 3344 《遵照EBU R.128标准进行节目分发的实用指南》
三. EBU Tech 3343 的指导意见

指导意见浓缩起来就只有一句话：在制作广电节目时，目标响度应该为 -23LUFS（偏差范围±1LU） ,真峰值不得超过-1 dB，通常被简化称为 -23 LUFS / -1 dB TP。

尽管这些参考值是为广播行业而设计的，但是EBU的响度测量方法对任何涉及音频和响度控制的应用都是有帮助的。在如今，众多VST音频厂商都已经开始遵循EBU的响度测量标准，在各类新版本的DAW和插件中，随处都可以见到基于EBU响度测量的运算。so，笔者强烈建议大家在混音或者母带时使用基于EBU设计的响度表。

各大网络平台有自己的响度参考值，如Youtube是-13LUFS，Apple Music是-16LUFS，Spotify为-14LUFS。尽管不同平台的响度参考值不一样，但是它们都是基于EBU的响度测量方法，也正因为如此，理解EBU中各种响度单位的含义是很有必要的。

四. 响度和动态范围的定义与相关的计量单位

响度(Loudness)的定义： 在声学中，响度是人对声音压力的主观感受,也是听觉的一种属性，根据这种属性，可以对声音进行排序，如从安静排列到响亮，亦或者从响亮排列至安静。响度虽是声音的物理属性，但其却与听者的生理感受，心理感受息息相关，准确来说这属于心理物理学的范畴了。
音量单位dBFS与dB： 首先dBFS与dB都是分贝的意思，其代表着音量的大小，等同于响度。 dBFS全称decibels relative to full scale,什么叫full scale呢？既是满刻度，具体来讲是将0作为这种满刻度单位的最大值（也就是说此类值均为负数），凡是带FS后缀的计量单位都可这样理解（如LUFS或LKFS）。dB一般是用来形容一个音量到目标音量的“距离”，比如需要将一个信号从-4dBFS提升至-1dBFS，那么就需要对-4dBFS做3dB的提升操作。由于dB单位出现的更早，通常大家将dBFS也给简称为dB了，如-4dB等等。
动态范围： 用通俗不严谨的话来说，动态范围指的是最大音量与最小音量之间的“距离”值，这个“距离”值就被称为动态范围，比如一段音频中的最大音量为4dBFS,最小音量为-2dBFS,那么它的动态范围就是6dB。站在AD转换器的角度来说，动态范围指的是信号可以达到的最大不失真电平与本底噪声的差值。
EBU响度单位LUFS： LUFS的全称为Loudness units relative to full scale，既相对完整刻度的响度单位。广电行业中，LUFS是有一个目标响度值的，那就是-23LUFS，该值是广播世界的终极响度参考值！LUFS的数值越大，其响度就越大。至于为什么是-23LUFS，笔者暂未做深入研究。另外，LKFS是国际广播联盟用的单位，与LUFS差不多。
EBU响度单位LU： LU的全称为Loudness units，通常1LU就等于1dB,常用来形容两个LUFS之间的“距离”,如-25LUFS与-18LUFS间差了7LU。综上所述，dBFS与LUFS, dB与LU，虽测量算法有区别，但其代表的意义是一样的。
五. 响度示值，响度范围和真峰值的介绍

示值1 瞬时响度 Momentary Loudness： 瞬时响度指的是400MS(毫秒)内的响度，并每过100ms进行一次更新，响应相当灵敏。
示值2 短期响度 Short Term Loudness： 短期响度是提取3秒以内的信号，表达的是3S内的平均响度。
示值3 综合响度 Integrated Loudness： 综合响度指的是整段音频的平均响度。
响度范围 Loudness Range： 响度范围，经常被简称为LRA，其代表的是两个LUFS之间的“距离”，如一段音频的最小响度为-25LUFS，最大响度为-18LUFS，其间差了7LU，既代表该音频的响度范围为7LU。响度范围与动态范围表达的是一个意思，只是测量方法不一样。
真峰值 True Peak： 在说真峰值之前，先用通俗的话来说说峰值是什么，峰值就是波形振幅的波峰值（波形有波谷和波峰之分），说白了就是波形瞬态的最大电平值。那为什么要在峰值之前加个“真”字呢？原因是这样的，以前有一种峰值测量方法，只有当峰值的持续时间超过一定的时间时（通常是几毫秒），才会计算出比较准确的峰值，这种测量算法被称为准峰值（QPPM）。而EBU给出了一种新的算法，无论它的持续时间有多短，都能正确的测量出其波形的真实峰值水平，故此，称其为真峰值。那么响度表中的真峰值指示条是用来干嘛的呢？它是用来检测信号有没有过载的，一旦信号过载就会被削波造成信号失真，正因如此，EBU给出建议为真峰值不要超过-1dBTP，目的就是防止信号产生过载削波，其单位为dBTP(dB True Peak真实峰值），对应的值是dBFS值。
如果有对峰值的测量方法与测试环境感兴趣的读者，可以去读读原始文档：
EBU Tech 3341
ITU-R BS.1770
六. 响度归一化的算法WAVAS响度表插件的简介（扩展阅读）

响度算法（参考图1）： EBU规定的响度算法中，其设定了两个门限，这两个门限能让平均响度的计算集中在有用的前景声部分，而忽略了影响整体平均计算的一些背景声部分，这样就比原来的VU表或RMS表科学了很多。 第一个门限就是－70LUFS，比如节目刚开始静场在－70LUFS以下，那么这部分信号会自动被门限滤除而不参与平均响度的计算，因为这一部分纯粹就是个背景声，不能被算为我们需要的主要节目内容也就是前景声。第二个门限是10LU，这是个动态值，也就是当前的信号如果突然衰减超过了目前LUFS响度值10LU，那么也会被滤除掉，因为这部分内容很有可能是两段播音之间的空场。

图1：响度计算图
WAVAS响度表插件 （参考图2）： WAVES WLM LOUDNESS METER 是一款非常出色的响度表，使用起来简单方便。①示值为短期响度，②示值为综合响度，③示值为响度范围，④示值为瞬时响度，⑤示值为真峰值。