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1、GY/T 223-2007标准清晰度数字电视节目录像磁带录制规范音频部分导读,技术管理办公室缪暑金M2007.07.06,2,GY/T 223-2007标准清晰度数字电视节目录像磁带录制规范,文本浏览(文件链接),3,与音频相关的参考标准,GY/T 117-1995 模拟分量电视节目磁带录制和交换规范GB/T 14919-1991 数字声音信号源编码技术规范GY/T 152-2000 电视中心制作系统运行维护规程GY/T 192-2003 数字音频设备的满度电平,4,GY/T 117-1995模拟标准相关规定,声音通道内容的规定,有关声道记录的规定,校准电平,1KHz，+4dBu(1.228V
2、均根值)稳定的正弦波信号 VU表应指向0VU=+4dBu PPM表应指向-8db(PPU),本标准对模拟磁带仍然有效,5,逐条导读GY/T 223-2007与音频相关的内容,6,录像机应具有AES/EBU数字音频接口,AES/EBU（音频工程师协会/欧洲广播联盟）标准是很常用的专业数字音频标准，其中AES是指AES建议书AES3-1992“双通道线性表示的数字音频数据串行传输格式”。EBU是指EBU发表的数字音频接口标准EBU3250，两者内容在实质上是相同的，但物理上不能互换，后者输入和输出均采用变压器耦合。两者统称AES/EBU数字音频接口。还有一种S/PDIF接口是SONY和非利浦联合开
3、发的民用数字接口，采用梅花头。,7,我国AES/EBU数字音频接口简介,由ITU-R RS.647-2标准规定。我国GY/T 158-2000演播室音频信号接口标准物理上存在两种类型 1）XLR平衡式（ITU 647-2）标准，外形即卡农 采用110欧姆/6M频率的平衡电缆传输几百米。2）BNC非平衡式（SMPTE276M）标准，采用75欧姆 同轴电缆，传输约1KM左右 3）两者连接需要转换电路见GY/T158标准 4）民用的S/PDIF设备连接到系统中要有转换电路 5）外形极易混乱，应急处理中要避免接错（无声）,8,GY/T223-2007有关音频记录的规定,9,3.3.1声音信号源介绍：G
4、B/T 14919-1994 对数字音频信号源的规定,10,GB/T 14919-1994 对数字音频信号术语的定义,定义：数字信号、取样、取样频率、量化、PCM编码,11,GB/T 14919-1994的技术内容,1、规定广播电视应用取样频率均为48KHz2、规定单台设备内部取样频率误差1X10-53、规定互联时需内外锁频（同步）4、规定采用的编码方式至少为PCM16比特均匀量化精度,12,3.3.2 声音校准信号,规定：声音校准信号应符合GY/T 192-2003的规定，为1KHz的正弦波，校准电平为-20dBFS,对应的模拟信号电压电平为+4dBu。(文件)设备校准：用外接1KHz信号发
5、生器送入+4dBu正弦波信号，设备设置于额定工作位置，观察设备仪表与外接仪表，两者均应指示-20dBFS录音校准：用设备自身的信号发生器置于1KHz，调整电平使数字音量表指向-20dBFS，VU表指向0VU前提：设备的A/D转换器以-20dBFS为基准电平（有设备菜单标示headroom=18/20dB可选），还有的设备仪表可选额定标志位置，但应查清说明）。,13,3.3.3 数字音频电平,节目电平最大值不超过-6dBFS（通常节目电平在-9dBFS以下）语言电平最大值不超过-12dBFS。注：在正常的工作状态中，应该努力把电平控制在-9dBFS以下，绝对不要超过-6dBFS，超过即不合格）单
6、独出现语言时不要超过-12dBFS,14,为什么这样规定允许最大电平 1,参照了EBU R68-2000标准中的有关规定文 that,due to the characteristics of quasi-peak programme meters used by broadcasters,the true programme peaks can be 3 dB greater than those indicated;When operator errors are taken into account the true peaks may occasionally be 6 dB grea
7、ter than indicated,15,为什么这样规定允许最大电平 1,EBU规定的译文:由于广播者使用的准峰值表的特性所限,节目的实际峰值可能会比指示值高3dB;同时操作者在控制节目的实际峰值时偶尔发生的差错会比指示值高6dB.由于EBU选择了校准电平为-18dBFS,所以EBU规定允许最大电平(PML)为-9dBFS.,16,为什么这样规定允许最大电平 2,SMPTE标准未对允许最大电平做规定,但是它选择了-20dBFS为校准电平.以降低校准电平的方式扩大了动态范围.(文件),17,为什么这样规定允许最大电平 2,参照了ITU-R BS.1726标准中的有关规定文recommends1
8、that broadcasters and common carriers should uniquely use either 18dBFS or 20dBFS as the reference level(also designated as the alignment level(AL)for digital audio accompanying television in international programme exchange,and they should declare their chosen reference level;建议1:广播者或公共电视单位在提交国际交换的
9、电视节目时，其数字音频应该使用唯一的基准电平（即校准电平AL），-18或-20dBFS。并且应该公示他们所选择的基准电平值。,18,为什么这样规定允许最大电平 2,2that,whichever reference level is chosen and used,digital audio programme peaks should not be allowed to exceed a level 9dB below the digital full-scale level(0dBFS)when monitored by a quasi-peak programme meter as sp
10、ecified in International Electrotechnical Commission(IEC)60268-10.This level is called the permitted maximum level(PML)建议2：无论选择哪种基准电平，如果使用IEC60268-10标准的准峰值节目表监测，节目的数字音频峰值都不应超过数字系统最大电平以下9dB的限值。这个电平称为允许最大电平（PML）。,19,为什么这样规定最大电平 2,3that consideration should be given to revising this Recommendation when
11、 practical methods of metering become available that objectively measure and indicate true peak levels and perceived loudness.如果出现实用的能客观测量并显示实际峰值和响度的测量方法，将会考虑修订本建议书。,20,ITU-R BS.1726 规定的PML（最大允许电平）从此图可以看：1）合格的两种标准做出的节目，其最高电平编码是相同的，因此，一种标准不出现切顶失真，到另一个标准的设备中播放，同样不会出现切顶失真。2）监测两个标准的录音，EBU标准录制的节目校准电平低2dB
12、，整个节目的动态范围也比SMPTE小2dB。因此响度会比SMPTE录制的节目高2dB。（动态范围被压缩，节目的响度会提高）,21,本标准关于允许最高电平的结论,如果使用准峰值数字音频电平表检测数字音频电平，则不允许电平超过-9dBFS.语言电平不允许超过-12dBFS如果使用能指示实际节目峰值的仪表检测数字音频电平，则不允许电平超过-6dBFS.应该详读你所使用设备的技术手册，了解仪表的指示特性，采取正确的电平。,22,3.3.4 声音通道分配,23,4.1交换和播出用的节目磁带录制要求,注c:记录立体声，两声道应使用同相的校准信号 宜采用左声道每间隔3秒间断0.25秒作为识别,24,5 主观
13、检验之5.2 声音,5.2.1 声音效果应无异常起伏、明显失真、明显噪声和断点等异常情况。5.2.2 声音响度应与节目内容相对应。5.2.3 声音与画面应无明显不同步现象（以上规定比较原则，实际质量评比，另有详细规定，不在这个宣贯中讲了）,25,执行本标准的要点和难点在于正确理解数字音频电平与编码的关系，把我们过去头脑中形成的模拟连续波形与数字电平由1和0组成的编码建立一种思维上的联系，才能清醒并自觉地执行这个标准。因此，特意增加一个附录，专门介绍一下 数字音频编码与电平的关系,26,什么是dBFS?,由GY/T 192-2003数字音频设备的满度电平标准定义（文）3.3 dB FS dB F
14、ull Scale 数字音频信号的电平单位 0dB FS等于“满刻度”的数字音频参考电平，是用于带有A/D和D/A转换器的数字音频设备的一项指标。“满刻度”是指转换器可能达到“数字过载”之前的最大可编码模拟信号电平。(现在可以连起来写成dBFS了),27,音频信号幅度与编码的关系,数字音频电平,数字音频电平,28,什么是满度电平,数字系统满度电平是数字音频设备中A/D所能转换的最大不削波模拟信号电平。满度电平值由系统的动态余量和模拟校准电平决定。系统的最高电平的编码只与系统的量化精度相关,动态余量由所选用的校准电平决定.数字系统的量化精度就是所使用的比特个数量化精度决定系统可用来表示系统最大电
15、平的编码，例如量化精度为16比特的系统，就用16个比特来表示每个取样值，这16个比表示系统的最大不消波信号电平的编码只能是：0111 1111 1111 111120比特的系统，最大不消波电平的编码只能是：0111 1111 1111 1111 1111这个编码对应的模拟电平（即满度电平）是多少，要看基准电平编码对应的模拟校准电平值和系统的动态余量如果校准电平编码对应的模拟校准电平+4dBu，系统的动态余量是20dB,系统的满度电平是24dBu.如数字设备的模拟输入/出端增益可调，则满度电平可变。,29,一个3比特系统对音频信号的量化,30,数字音频编码原理简述,进制编码最基本原理用3个比特（
16、3个2进制数）来表达10进制数的0至7 0=000 1=001 2=010 3=011 4=100 5=101 6=110 7=111 3个比特只能表达到7，大于就要用4个比特才够了,31,2进制补码简介,2进制补码：平时我们接触到的计算机编码实际上都是2进制补码表示法0和正数的补码：同原码+0补码=000；+1补码=001；+2补码=010；+3补码=011负数的补码：（1）写出与该负数相对应的正数的补码（2）按位求反（3）末位加一,32,举例：求-3补码,写出+3的补码 011按位求反码得 100末位加1 得-3的补码 101,33,音频信号与编码的关系,数字音频系统的量化级是指我们用二进
17、制的编码来代表音频信号时，原来连续变化的音频信号被量化分段处理成相应的幅度量化级，也就是用限定时间（取样周期）里的方脉冲波来度量音频信号的幅度，就近近似取值。如果每1V为步进度量单位，1V与2V之间的电压就得四舍五入地向1和2之间取舍。形象一点说，就是用楼梯形的方波来模拟逼近正弦波时，楼梯台阶的数量。台阶越多，每个台阶的尺寸就小，量化失真就小。台阶的数量由使用的比特数量决定（见图）,34,35,音频信号如何编码,GB/T 158-2000第3.2节规定：音频样值字表示数字音频取样的幅度，用线性2的 补码表示，正数对应于模拟/数字转换器输入端的正模拟电平。为什么这么规定？因为：2进制补码可以用来
18、表达有极性的信号，音频信号有正负，所以采用2进制补码方法。2进制编码的首位用来决定所代表的音频信号的极性。当首位为0，则信号为0和正向首位为1，则信号为负向。,36,音频信号如何编码,仅以16比特为例说明。用16个比特来表示的有正负极性的音频信号第1个比特用来表示音频信号的正负极性另外15个比特用来表达实际电平值16比特的系统，就是用16个2进制编码来表示音频信号每个量化等级的电平幅度。16比特的系统，可以表达的最大正向音频编码为 0111 1111 1111 1111，用16进制数为7FFF16比特的系统，可以表达的最大负向音频编码为 1000 0000 0000 0000，用16进制数为8
19、000,37,GY/T 192-2003 数字音频设备的满度电平对数字音频最大电平的定义,GY/T 192标准规定一个16比特系统的最大电平的正峰值为7FFF（十六进制），负峰值为8000（十六进制）,记为0dBFS.同时规定基准电平比系统最大电平低20dB 记为-20dBFS.根据计算可知，-20dBFS的电平编码为：正向信号 0CCD 负向信号 F333,38,音频信号幅度与编码的关系,39,证明0CCD比7FFF低20dB的计算,16比特的数字编码系统，最高位是极性位。余下15个比特分别用来描述正向和负向信号的幅度。正向或负向都有215个量化级来分别代表音频信号正向和负向在每一个量化周期
20、的电压幅度。215=32768个最化级从0级算起，正向最高量化级为32767我们要求出基准电平0CCD的量化级是多少由于采用的是对电压幅度的线性编码，因此量化级与模拟电压成线性正比，用0CCD的量化级除以最高量化级，取对数，再乘以20，就得出分贝,40,计算16比特系统最高电平编码的量化级步骤1,1)点十六进制选项；2）点击下方16进制数字键，输入满度编码7FFF,41,计算16比特系统最高电平编码的量化级步骤2,1)点击十进制选项；2）直接得到32767,42,计算16比特系统基准电平编码的量化级步骤1,1)点击十六进制选项；2）键入基准电平编码0CCD（0不显示）,43,计算16比特系统基
21、准电平编码的量化级步骤,1)点击十进制选项；直接显示结果3277，即0CCD对应的量化级,44,如何求解量化级的分贝关系,按以上步骤求得满度电平和基准电平编码的量化级后，根据量化级与电压同为10进制值，且成比例关系，就可以用分贝的计算方法求证基准电平编码与满度电平编码的分贝关系：x=20 X log10(基准量化级/满度量化级）dB=20 X log10(3277/32767)=-19.999dB 为简化运算，只举正向量化级为例，负向信号量化计算涉及补码运算，请自研。,45,计算3277与32767的分贝差,46,得到-19.9992dB,计算证明0CCD确实比7FFF低20dB即校准电平为-
22、20dBFS,47,最高电平7FFF的2进制码形式,1)点击二进制选项；2）直接得到0111 1111 1111 1111（首位补0足16位）,48,基准电平0CCD的进制形式,1)点击二进制功能键，即出0000 1100 1100 1101即0CCD对应2进码注:前位的由人工补上，才能满足16比特的规格根据以上计算,就可以得到以下数字编码电平图,49,得到音频信号幅度与编码的关系,50,不同仪表校准关系,51,世界各种音频仪表刻度校准,以上图表横向无对应关系，需自行换算相互指示对应关系,52,总结,讨论了GY/T223-2007标准清晰度数字电视节目录像磁带录制规范与音频相关的内容讨论了与此相关的国内国际标准内容回顾了数字音频信号电平与编码的关系明确了数字录音声轨记录内容的规定明确了电视节目数字音频最高电平为-9dBFS,语言最高电平为-12dBFS(准峰值表测量)明确真数字峰值表监测时最高电平为-6dBFS今天的主要内容可归结为后面的一图一表,53,54,数字节目磁带录制要求,注c:记录立体声，两声道应使用同相的校准信号 宜采用左声道每间隔3秒间断0.25秒作为识别,55,谢谢.祝各位做出合格优秀的节目,
