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LUFS ? 响度测量

Loudness(暂译为响度),为最近的热门话题,讨论关于音乐究竟是不是应该在音量上达到最大化,来吸引更多人注意.相信这个议题大家不陌生,也是争议已久的话题.今天想和大家分享LUFS,LUFS为数字录音中用来测量响度的单位,根据ITU-R BS. 1170和EBU R128的规定.在这之前我们先了解人耳是如何感知声音的大声或小声.
人耳如何感觉响度？
响度与频率的关系
  记得我们先前提过的Fletcher–Munson curves或称为equal-loudness contours他说明了人耳对于响度的感受基于频率不同而有所不同.

   例如说我们以40phon这条曲线来举例(phon为响度的单位)40phon在1kHz对应的声压为40 dB SPL但是在100 Hz对应的声压为大约60 dB SPL,意思就是说在1 kHz 40dB SPL和100 Hz 60dB SPL对人耳来说为同一个响度(也就是听起来一样大声)都是40 phon.
 响度与信号持续时间的关系
  另外人耳感知响度和讯号持续的时间也有关系,如果讯号持续时间低于200ms那么人耳对他响度的感受会下降,会觉得声音没有那么大声.所以当我们使用仪器来测量响度的时候反应时间成了一个重要的因素.
  根据以上因素我们可以知道测量人耳对于声音大小的感受是相当不容易而且复杂的一件事,而LUFS为目前规范中较为适合测量响度的新单位.
 ITU-R BS. 1170
我们知道测量响度为一件相当复杂的事情,但是ITU使用了一个简单的解决方案.他们使用简单的滤波曲线过滤掉一些频率,来达到我们测量的目的.

如上图为第一阶段的滤波,其考虑到人体头部对声音感知的影响,所以对2kHz以上做4dB的提升.

第二阶段的滤波如上图所示,为RLB weighting curve滤掉低频的部分.
以上两阶段的滤波总和我们称之为k-weighted filter.

如上图所示,经过两阶段的滤波后,分别计算不同声道的方均根值,然后补偿不同方位的声音落差后,就可以得到我们的响度大小LKFS(Loudness, K-weighted, relative to Full Scale ).
 EBU R-128
EBU延续了ITU的响度算法并建议排除目标响度以下10LU的(LU等同于LKFS为单位的相对变化量表示)并将LKFS改名为LUFS(Loudness units relative to Full Scale).这样可以排除突然无声或是极小声的片段被列入响度的计算.对于公播的节目建议响度为-23LUFS.当我们使用Loudness Meter测量LUFS时,我们会得到三个不同的数据.Momentary Loudness,Short-term Loudness,Integrated loudness.其中三者的不同在于测量时间长度不同分别为0.4S和3S,而Integrated是使用ITU-R BS.1770所描述,排除极端数的方法所得.
  经过上面冗长的描述,我们可以知道LUFS为测量响度,或是说人耳感知音量大小的一个度量单位.回到音乐层面,多大的音量对于我们来说才是够大呢？？当然值得注意的是,我们讲求的事情叫做动态,音量大小并不表示动态大小,但却有一定程度的相关.当我们使用pressor或limit提升音量的同时我们也相对的牺牲掉了歌曲的原有动态.并非说动态控制是不必要或是万恶根源,而是我们如何在动态和音量间达到一个平衡,多少对于我们来说才是适当??很多数据都显示了,音量并非销售保证,大音量的歌曲有并非总是那么受人喜爱.我想这问题还有待大家一起来解答.