淺議激勵方式改善EFP音頻質(zhì)量方法

    隨著廣播電視事業(yè)的發(fā)展，對節(jié)目聲音質(zhì)量的要求越來越高，提高聲音質(zhì)量是專業(yè)工作者不懈追求的目標。

    在現(xiàn)有電子現(xiàn)場制作(EFP)音頻系統(tǒng)中，如何增強無線話筒音頻的活性、提高模擬磁帶聲音的清晰度、改善人聲的消咝聲處理等，是音頻專業(yè)工作者十分關(guān)注的問題。在實踐中，我們利用聽覺激勵器提高系統(tǒng)的處理能力，達到改善EFP音頻質(zhì)量的目的。

    激勵器及其系統(tǒng)接入

    聽覺激勵器

    目前，在激勵方式進行音頻信號處理方面，有聽覺激勵器(Aural Exciter)、激勵處理軟件和激勵電路。其中專業(yè)聽覺激勵器比較適合EFP。

    聽覺激勵器激發(fā)的諧波信號是經(jīng)過仿真設(shè)計的，可以類比于人工混響模擬廳堂聲學(xué)特性。因此，不應(yīng)簡單地把這種人工諧波的產(chǎn)生看作原信號“失實”并等同于失真。激勵器的設(shè)計目的是恢復(fù)音頻信號所丟失的諧波成份，有效地擴展高頻帶寬并提高信噪比，從而提高聲音還原的清晰度和表現(xiàn)力。而且，這些諧波的電平非常低，對信號的功率幾乎不產(chǎn)生影響。由于激勵器具有上述優(yōu)點，利用它對信號進行處理，可以提高聲音質(zhì)量。

    實踐中我們采用Aphex Aural Exciter-Ⅲ-250 (簡稱Ax-Ⅲ-250)專業(yè)聽覺激勵器。Ax-Ⅲ-250為雙通道處理器，每一個通道均包括相同的兩個音頻路徑，即主信號路徑(Main Path)和旁鏈受激勵信號路徑(Sidechain Path)。主路徑把來自輸入級的音頻信號直接送到輸出級，基本上不加任何處理；旁鏈路徑則包含激勵器的所有“心臟”電路。兩路音頻信號在加法電路級上混合，混合比例由Mix功能控制。Ax-Ⅲ-250具有較強的音頻處理能力，且可以有效地消除噪聲和失真。

    調(diào)控參數(shù)

    激勵器的主要調(diào)控參數(shù)有門限、調(diào)諧點、諧波量、音品和混合比等，它們聯(lián)動產(chǎn)生所要恢復(fù)的高頻諧波。Ax-Ⅲ-250的主要控制有：

    (1)降噪門限(NR Threshold)。該控制提供的門限設(shè)置范圍為－60~+30dB，目的是將噪聲電平攔在激勵處理電路之外，并進行降噪。

    (2)調(diào)諧點(Tune)。該控制設(shè)定旁鏈路徑中的二階高通濾波器的上升沿頻率點，并建立激勵的工作頻段，頻率控制范圍為700Hz~7kHz。

    (3)峰化(Peaking)。該控制為調(diào)諧點提供一緩沖效果。其控制量由最小達到最大時，調(diào)諧點頻率的預(yù)加重逐步增大。同時，在調(diào)諧點預(yù)加重之前，還會出現(xiàn)一個小小的陷波，它會隨峰化控制的加大而加深。如圖1所示。

    (4)零值補償(Null Fill)。零值補償控制的作用是調(diào)節(jié)一個帶通信號，此信號加到旁鏈路徑中的高通信號上，補償“相位失落”。

    在旁鏈路徑中信號存在一定的時延，這會造成瞬態(tài)波形畸變，使聲音更響。同時，也會在輸出均衡曲線上的調(diào)諧點附近出現(xiàn)小的陷波，這種陷波會對調(diào)諧點附近頻率去加重，使得更高頻段的信號加重。這種效果常常是需要的。但有時為了補償相位失落，用零值補償控制進行去加重，從而提高聲音的表現(xiàn)力和真實感。

    (5)諧波量(Harmonic)。調(diào)諧控制是用于調(diào)節(jié)諧波的發(fā)生量。諧波是通過旁鏈路徑中的VCA調(diào)制處理而產(chǎn)生的，它不會對旁鏈路徑中的信號電平產(chǎn)生影響。內(nèi)部諧波發(fā)生器產(chǎn)生的諧波分量依據(jù)一套復(fù)雜的仿真運算，要考慮瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)音質(zhì)及相應(yīng)的原信號幅值等。

    若該控制量加大，諧波成份將按音品控制的奇偶次諧波比例得到提高。而且，所產(chǎn)生的諧波并非諧波失真，因為它們是智能產(chǎn)生的，并形成一個功率包絡(luò)，使得最終的音質(zhì)提高而不是劣化。

    (6)音品(Timbre)。音品控制用來設(shè)定諧波的類型和排列情況，即奇、偶次諧波的比例。偶次諧波多的聲音聽起來柔和一些，奇次諧波多的聲音聽起來尖硬一些。

    (7)混合比(Mix)。混合比控制的作用是，將經(jīng)過激勵增強的信號混入原信號，控制范圍從0dB(即零增益)到+14dB (表示門限之上的信號得到14dB的提升)。

    此外，Ax-Ⅲ-250還提供一個單選旁鏈路徑(Solo)功能。

    系統(tǒng)接入

    激勵器的接入一般有兩種形式：串接式(In-Line)和旁鏈式(Sidechain)。如圖2所示。多數(shù)場合采用串接法將激勵器接入兩個裝置之間。采用旁鏈式接法時，要使用Solo功能斷開主路徑的音頻信號，只讓純激勵信號進入混音臺，在調(diào)音臺上混合原信號和純激勵效果信號。這一點十分重要。這種接法相當于把激勵器的Mix控制搬到調(diào)音臺上使用，而調(diào)音臺本身就是一個混音臺，所以操控起來更為方便、靈活，有利于精確地跟蹤控制聽覺效果。

    實踐中利用一臺Ax-Ⅲ-250的雙通道，同時處理EFP中的多路音頻信號。按圖3所示方法將激勵器接入音頻系統(tǒng)。其中CH1聲道分配給人聲使用，CH2聲道分配給音樂使用。此時聽覺激勵器處于一種旁鏈接入的形式，節(jié)目信號原流程并未改變，信號按照原有的通道傳送和混合；同時提供兩路純激勵效果，這些諧波與送入激勵器的源信號在音樂和動態(tài)方面密切相關(guān)。原信號和純激勵信號只在調(diào)音臺上進行混合調(diào)配。

    其具體做法是：用CH1的一套控制參數(shù)處理來自無線話筒的FM音頻或人聲，用CH2的另一套控制參數(shù)處理那些音質(zhì)有待改善的音樂或其它聲音(如電聲樂隊等)。由于這些節(jié)目源的聲音質(zhì)量不一致，因此要根據(jù)素材的情況決定激勵添加量，跟蹤調(diào)節(jié)混合比。

    上述方式適于大多數(shù)EFP場合，安全、可靠。

    改善EFP音頻質(zhì)量

    采用上述方案對EFP音頻進行激勵處理，取得了較為滿意的聽覺效果。尤其在增強無線話筒聲音的活性、提高模擬磁帶聲音的清晰度和消除咝聲等方面，收效顯著。

    增強無線話筒聲音的活性

    無線話筒是EFP中常用的拾音工具。但是，由于受頻率調(diào)制方式的制約，無線話筒的音頻上限頻率為15kHz，加之截止下降沿使高頻滾落的影響，因而大多數(shù)無線話筒的聲音聽起來不那么自然生動。即使用均衡器提升其高音也很難改善，因為用均衡器既不能提高高頻的信噪比，也不能延展頻寬，相反還會帶來較明顯的功率變化。

    用激勵器對無線話筒的音頻進行處理，可以有效地延展高頻帶寬，豐富高頻諧波成份，增強聲音的活性和真實感，尤其能使人聲更生動地凸顯或“浮現(xiàn)”于音樂當中。實踐中對5kHz附近調(diào)諧點上的無線話筒音頻信號進行激勵處理，在調(diào)音臺上將原信號和激勵信號(高頻諧波成份)按比例混合，可以達到預(yù)期的目的。通過這種方法，無論在音控室監(jiān)聽、舞臺返送監(jiān)聽和觀眾席擴聲，還是在錄音和播出等方面，無線話筒聲音的改善均較明顯。

    提高模擬磁帶聲音的清晰度

    由于節(jié)目的需要，經(jīng)常用到模擬磁帶記錄的音頻信號。與CD和DAT相比，模擬磁帶無論采用降噪處理與否，其音頻的動態(tài)范圍和信噪比等都不太理想。然而，對模擬磁帶音頻進行降噪和激勵處理，能有效地提高聲音的清晰度和音樂的層次感。這有點類似于電視圖像經(jīng)過降噪濾波和激勵處理后，其畫面更清晰、視覺效果更通透的情形。具體做法是：

    (1)對經(jīng)過DolbyB降噪預(yù)加重處理的磁帶音頻，須先經(jīng)過DolbyB降噪系統(tǒng)的去加重處理，然后經(jīng)激勵處理，添加少量的高頻諧波成份，依據(jù)監(jiān)聽效果設(shè)定激勵的控制量。

    (2)對未經(jīng)過降噪預(yù)加重處理的磁帶，在進行激勵處理時應(yīng)適當調(diào)高降噪限值，使門限在噪聲電平值以上，從而僅對聲源信號進行激勵，恢復(fù)一定量的音頻諧波成份。

    改善消咝聲效果

    有的人聲咝聲較重。咝聲的頻譜主要分布在7~8kHz，如果不經(jīng)處理就單純用EQ提升高頻，會使人聲更剌耳，且容易造成失真。

    通常采用消咝聲器或壓擴器或均衡陷波等消減咝聲，但這樣會帶來一定的負面影響，使人聲不夠自然和明亮。為了改善消咝聲效果，可采用激勵方式提高音頻的信噪比和“填補”陷波。

    在Ax-Ⅲ-250上選擇(在8kHz以下) 3kHz附近的調(diào)諧點對人聲信號進行激勵處理。此時峰化控制和零值補償控制選定在較低的控制量，諧波量控制和音品控制選定在適中的控制量。用此法處理人聲，是用低于咝聲功率峰值所在頻段的信號激發(fā)產(chǎn)生諧波，用以“填補”因消咝聲處理而造成在頻響曲線上的陷波和補償因壓縮而造成的高頻失落。這樣可使人聲聽起來柔順、自然而不失明亮感。

    實踐體會

    跟蹤調(diào)節(jié)

    在現(xiàn)場調(diào)音過程中，要根據(jù)節(jié)目信號的情況決定激勵的參數(shù)控制量和激勵效果的添加量。在排練或彩排過程中，要記錄控制的切換變化情況，以達到提高音頻質(zhì)量的目的。

    考慮等響度因素

    由于EFP涉及音頻的監(jiān)聽、擴聲或播出等系統(tǒng)，各監(jiān)聽聲場音量均不相同，因此必須考慮等響度因素。要以音控室監(jiān)聽效果為基準，對送往各系統(tǒng)的激勵信號分別進行混合比(或高頻的提升量)微調(diào)，以平衡等響度曲線的影響。

    正確調(diào)控

    EFP實踐中，要以提高音質(zhì)和安全性為宗旨，規(guī)范使用專業(yè)聽覺激勵器，通過實踐掌握用激勵器提高音頻質(zhì)量的方法。

    慎用與講求利用率

    對于有缺陷的音頻信號，激勵器可以被認為是一種“補藥”。但用“藥”要慎，關(guān)鍵要做到“對癥下藥”。要以追求聲音自然和清晰為目的，規(guī)范而靈活運用激勵器處理音頻。實踐證明，利用旁鏈接入式激勵器可以提高EFP音頻質(zhì)量，且增加設(shè)備少，成效顯著，是一種行之有效的辦法。