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LUFS ? 響度測量

May 11, 2015

 

 

Loudness(暫譯為響度),為最近的熱門話題,討論關於音樂究竟是不是應該在音量上達到最大化,來吸引更多人注意.相信這個議題大家不陌生,也是爭議已久的話題.今天想和大家分享LUFS,LUFS為數位錄音中用來測量響度的單位,根據ITU-R BS. 1170和EBU R128的規定.在這之前我們先瞭解人耳是如何感知聲音的大聲或小聲.

 

人耳如何感覺響度?

 

響度與頻率的關係

 

記得我們先前提過的Fletcher–Munson curves或稱為equal-loudness contours(請翻閱:http://goo.gl/h23lV2)他說明了人耳對於響度的感受基於頻率不同而有所不同.

 例如說我們以40phon這條曲線來舉例(phon為響度的單位)40 phon在1kHz對應的聲壓為40 dB SPL但是在100 Hz對應的聲壓為大約60 dB SPL,意思就是說在1 kHz 40dB SPL和100 Hz 60dB SPL對人耳來說為同一個響度(也就是聽起來一樣大聲)都是40 phon.

 

響度與信號持續時間的關係

 

另外人耳感知響度和訊號持續的時間也有關係,如果訊號持續時間低於200ms那麼人耳對他響度的感受會下降,會覺得聲音沒有那麼大聲.所以當我們使用儀器來測量響度的時候反應時間成了一個重要的因素.

 

根據以上因素我們可以知道測量人耳對於聲音大小的感受是相當不容易而且複雜的一件事,而LUFS為目前規範中較為適合測量響度的新單位.

 

ITU-R BS. 1170

 

我們知道測量響度為一件相當複雜的事情,但是ITU使用了一個簡單的解決方案.他們使用簡單的濾波曲線過濾掉一些頻率,來達到我們測量的目的.

 

 

如上圖為第一階段的濾波,其考量到人體頭部對聲音感知的影響,所以對2kHz以上做4dB的提升.

 第二階段的濾波如上圖所示,為RLB weighting curve濾掉低頻的部分.

以上兩階段的濾波總和我們稱之為k-weighted filter.

 如上圖所示,經過兩階段的濾波後,分別計算不同聲道的方均根值,然後補償不同方位的聲音落差後,就可以得到我們的響度大小LKFS(Loudness, K-weighted, relative to Full Scale ).

 

EBU R-128

 

EBU延續了ITU的響度算法並建議排除目標響度以下10LU的(LU等同於LKFS為單位的相對變化量表示)並將LKFS改名為LUFS(Loudness units relative to Full Scale).這樣可以排除突然無聲或是極小聲的片段被列入響度的計算.對於公播的節目建議響度為-23LUFS.當我們使用Loudness Meter測量LUFS時,我們會得到三個不同的數據.Momentary Loudness,Short-term Loudness,Integrated loudness.其中三者的不同在於測量時間長度不同分別為0.4S和3S,而Integrated是使用ITU-R BS.1770所描述,排除極端數的方法所得.

 

經過上面冗長的描述,我們可以知道LUFS為測量響度,或是說人耳感知音量大小的一個度量單位.回到音樂層面,多大的音量對於我們來說才是夠大呢??當然值得注意的是,我們講求的事情叫做動態,音量大小並不表示動態大小,但卻有一定程度的相關.當我們使用compressor或limit提升音量的同時我們也相對的犧牲掉了歌曲的原有動態.並非說動態控制是不必要或是萬惡根源,而是我們如何在動態和音量間達到一個平衡,多少對於我們來說才是適當??很多數據都顯示了,音量並非銷售保證,大音量的歌曲有並非總是那麼受人喜愛.我想這問題還有待大家一起來解答.

 

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