Рекомендация мсэ-r bs. 1771-1 (01/2012) - umotnas.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Рекомендация мсэ-r bs. 1771-1 (01/2012) - страница №1/1


rec_r_2009





Рекомендация МСЭ-R BS.1771-1

(01/2012)


Требования к приборам, измеряющим громкость и истинный пиковый уровень




Серия BS

Радиовещательная служба (звуковая)

Предисловие

Роль Сектора радиосвязи заключается в обеспечении рационального, справедливого, эффективного и экономичного использования радиочастотного спектра всеми службами радиосвязи, включая спутниковые службы, и проведении в неограниченном частотном диапазоне исследований, на основании которых принимаются Рекомендации.

Всемирные и региональные конференции радиосвязи и ассамблеи радиосвязи при поддержке исследовательских комиссий выполняют регламентарную и политическую функции Сектора радиосвязи.



Политика в области прав интеллектуальной собственности (ПИС)

Политика МСЭ-R в области ПИС излагается в общей патентной политике МСЭ-Т/МСЭ-R/ИСО/МЭК, упоминаемой в Приложении 1 к Резолюции 1 МСЭ-R. Формы, которые владельцам патентов следует использовать для представления патентных заявлений и деклараций о лицензировании, представлены по адресу: http://www.itu.int/ITU-R/go/patents/en, где также содержатся Руководящие принципы по выполнению общей патентной политики МСЭ-Т/МСЭ-R/ИСО/МЭК и база данных патентной информации МСЭ-R.




Серии Рекомендаций МСЭ-R

(Представлены также в онлайновой форме по адресу: http://www.itu.int/publ/R-REC/en.)



Серия

Название

BO

Спутниковое радиовещание

BR

Запись для производства, архивирования и воспроизведения; пленки для телевидения

BS

Радиовещательная служба (звуковая)

BT

Радиовещательная служба (телевизионная)

F

Фиксированная служба

M

Подвижная спутниковая служба, спутниковая служба радиоопределения, любительская спутниковая служба и относящиеся к ним спутниковые службы

P

Распространение радиоволн

RA

Радиоастрономия

RS

Системы дистанционного зондирования

S

Фиксированная спутниковая служба

SA

Космические применения и метеорология

SF

Совместное использование частот и координация между системами фиксированной спутниковой службы и фиксированной службы

SM

Управление использованием спектра

SNG

Спутниковый сбор новостей

TF

Передача сигналов времени и эталонных частот

V

Словарь и связанные с ним вопросы




Примечание. – Настоящая Рекомендация МСЭ-R утверждена на английском языке в соответствии с процедурой, изложенной в Резолюции 1 МСЭ-R.

Электронная публикация
Женева, 2012 г.

 ITU 2012

Все права сохранены. Ни одна из частей данной публикации не может быть воспроизведена с помощью каких бы то ни было средств без предварительного письменного разрешения МСЭ.

РЕКОМЕНДАЦИЯ МСЭ-R BS.1771-1*

Требования к приборам, измеряющим громкость
и истинный пиковый уровень

(Вопрос МСЭ-R 2/6)

(2006-2012)

Сфера применения


Настоящая Рекомендация устанавливает некоторые требования к звукоизмерительным устройствам, в которых реализованы алгоритмы громкости и истинных пиковых уровней, определенные в других Рекомендациях МСЭ-R.

Ассамблея радиосвязи МСЭ,

учитывая,

a) что ни среднеквадратический измеритель уровня, ни обычный квазипиковый измеритель уровня не обеспечивают точной индикации субъективной громкости;

b) что ни среднеквадратический измеритель уровня, ни обычный квазипиковый измеритель уровня не обеспечивают точной индикации истинного пикового уровня цифрового сигнала;

c) что слушатели, возможно, желают, чтобы субъективная громкость аудиопрограмм была аналогичной для различных источников и типов программ;

d) что истинный пиковый уровень цифрового сигнала может превышать максимальное выборочное значение;

e) что Рекомендация МСЭ-R BS.1770 "Алгоритмы для измерения громкости и истинного пикового уровня звука аудиопрограмм" устанавливает порядок измерения громкости и истинных пиковых уровней программ;

f) что режим обработки цифрового сигнала позволяет применить эти алгоритмы в недорогих измерительных устройствах;

g) что перед радиовещательными организациями стоят определенные требования, которые должны быть удовлетворены с помощью приборов, используемых для индикации громкости программ и истинного пикового уровня,

рекомендует,

1 чтобы измерители звука, используемые для измерения громкости программ и/или индикации истинного пикового уровня, для того чтобы помочь избежать перегрузки цифровых звуковых сигналов, удовлетворяли требованиям, указанным в Приложении 1 и Приложении 2;

2 что Примечание 1 следует рассматривать как часть настоящей Рекомендации.

ПРИМЕЧАНИЕ 1. – Соответствие настоящей Рекомендации является добровольным. Однако в настоящей Рекомендации могут содержаться определенные обязательные положения (гарантирующие, например, функциональную совместимость или применимость), и соответствие настоящей Рекомендации достигается при выполнении всех этих обязательных положений. Для выражения требований используются слова "следует" или другие обязывающие термины, например "должен", и их отрицательные формы. Вместе с тем использование таких слов никоим образом не следует толковать как введение требований по частичному или полному соответствию данной Рекомендации.

Приложение 1

Требования к приборам, измеряющим громкость


и истинный пиковый уровень

Введение


Цель данного Приложения состоит в том, чтобы установить требования к приборам, измеряющим громкость и пиковый уровень программы.

Сфера применения


В настоящем Приложении в кратком виде изложены требования к измерителю, предназначенному для достижения трех основных целей:

a) прогнозирование на основе показаний измерительного прибора, полученных за короткий промежуток времени, субъективной громкости звуковой программы;

b) прогнозирование на основе показаний измерительного прибора, полученных за более продолжительный промежуток времени, субъективной громкости звуковой программы;

c) факультативно, индикация пиковых уровней сигнала программ.

Это измерительное устройство может быть использовано для обеспечения функционирования традиционного измерительного устройства или вместо него.

Существует два вида электронных устройств отображения, именуемых устройствами типа I и типа II. Эти устройства отличаются только своей разрешающей способностью. Устройство типа I предназначено для студийного использования. Устройство типа II предназначено для использования в переносном оборудовании, размеры, масса и потребляемая мощность которого должны быть сведены к минимуму.


Определения


Единица громкости (LU)

Единицей громкости является деление шкалы прибора, измеряющего громкость. Значение программы в единицах громкости означает ослабление или усиление (дБ), необходимое для приведения программы к 0 LU, например программа, воспроизводимая с уровнем
–10 LU потребует усиления в 10 дБ, для того чтобы привести ее к воспроизведению с уровнем 0 LU.

Мгновенная громкость

Мгновенная громкость определяется как нестробированная громкость в алгоритме измерения громкости Рекомендации МСЭ-R BS.1770 при прохождении через фильтр нижних частот первого порядка с бесконечной импульсной характеристикой (IRR) с постоянной времени 400 мс, что более подробно описано в Приложении 2 к настоящей Рекомендации.

Кратковременная громкость

Кратковременная громкость определяется как нестробированная громкость в алгоритме измерения громкости Рекомендации МСЭR BS.1770 при интегрировании в интервале длительностью 3 с, что более подробно описано в Приложении 2 к настоящей Рекомендации.

Электронное устройство отображения типа I

Электронное устройство отображения с разрешающей способностью в один или более сегментов на единицу громкости.

Электронное устройство отображения типа II

Электронное устройство отображения с разрешающей способностью в один сегмент на 3 LU.

ТАБЛИЦА 1

Требования к приборам, измеряющим громкость и пиковый уровень


(Общие требования)

№ требования

Требование

Дополнительное описание

Треб./
Факульт.

PLG-1

Прибор, измеряющий громкость, может включать индикатор пикового уровня




Факульт.

PLG-2

Прибор, измеряющий громкость, может иметь один или несколько следующих режимов: режим М (мгновенный), режим S (кратковременный) и режим I (интегрированный)




Факульт.

PLG-3

При смене полярности сигнала показание индикатора громкости не должно изменяться более чем на 0,5 LU




Треб.

PLG-4

Режим интегрирования может обеспечить усредненный по времени отсчет показаний за фиксированный временной интервал. Временной интервал должен выбираться вручную с помощью кнопки или переключателя пуск/остановка. Измерительное устройство с режимом интеграции должно иметь цифровой индикатор, необязательно дополняемый полосным дисплеем или индикатором с движущимся строчным указателем




Факульт.

ПРИМЕЧАНИЕ. – Быстрый режим, описанный в предыдущей версии настоящей Рекомендации, в настоящее время исключен.

ТАБЛИЦА 2

Общие требования к индикаторам громкости программ


№ требования

Требование

Дополнительное описание

Треб./
Факульт.

PLD-1

Индикатором громкости может быть движущийся индикатор механического типа, матричный или многосегментный индикатор электронного типа




Факульт.

PLD-2

Индикатор громкости должен на постоянной основе показывать единицы – либо LU, либо LKFS1, в зависимости от случая




Треб.

PLD-3

Шкала индикатора громкости может менять цвет или яркость при значении 0 LU




Факульт.

PLD-4

Шкала индикатора громкости должна иметь один из двух диапазонов: от −18 до +9 LU или от −36 до +18 LU (или эквивалент в абсолютной шкале LKFS). Шкала должна быть линейной в этих диапазонах

Предмет дополнительного исследования

Факульт.

PLD-5

Громкость стерео- или многоканальной звуковой программы должна указываться с помощью одного индикатора. (Однако это не препятствует индикации громкости также и на отдельно взятом канале)




Треб.

1 LKFS: громкость, взвешенная по К, относительно номинальной полной шкалы.

ТАБЛИЦА 3

Требования к индикатору громкости программ механического типа



№ требования

Требование

Дополнительное описание

Треб./
Факульт.

MCD-1

Нелинейность индикатора механического измерителя громкости должна быть не более 1% отклонения стрелки на полную шкалу в его рабочем диапазоне




Треб.

ТАБЛИЦА 4

Требования к устройству отображения –
Факультативный индикатор пикового уровня в измерителе громкости


№ требования

Требование

Дополнительное описание

Треб./
Факульт.

PLI-1

Цифровая индикация перегрузки должна осуществляться одним красным индикатором




Факульт.

PLI-2

Порог для индикации перегрузки должен составлять 2 дБ относительно максимального значения входного цифрового сигнала




Треб.

PLI-3

Индикатор перегрузки приходит в действие, если истинный пиковый уровень цифрового звукового сигнала превышает пороговое значение




Треб.

PLI-4

Загоревшаяся индикаторная лампа будет гореть не менее 150 мс после падения сигнала ниже порогового значения




Треб.

Дополнение 1


к Приложению 1
(информационное)

Пример индикатора громкости программы

РИСУНОК 1

Пример индикатора громкости программы, механический тип



РИСУНОК 2

Пример индикатора уровня громкости программ, оптикоэлектронный тип I

РИСУНОК 3

Пример индикатора уровня громкости программ, оптикоэлектронный тип II


Дополнение 2
к Приложению 1
(информационное)

Пояснительные замечания


1 Базовая информация и терминология


Громкость – это свойство восприятия звукового сигнала, воспроизводимого с помощью средств акустики. Это сложная нелинейная функция амплитуды, частоты и ширины полосы.

Уровень – это амплитуда сигнала либо среднеквадратичное значение напряжения электрического сигнала, либо звуковое давление акустического сигнала. Уровень является объективной характеристикой, которая не зависит от частоты и ширины полосы и которую можно измерить линейно в вольтах, если уровень электрический, или паскалях, если речь идет об акустике, или логарифмически в децибелах (дБ) по отношению к установленному эталонному уровню.

В радиовещании громкость может быть измерена как электрическая характеристика, приняв какое-либо фиксированное значение электроакустического усиления для воспроизведения. Такое допущение положено в основу работы описанного в Рекомендации МСЭ-R BS.1770 прибора, измеряющего громкость радиопередачи. Уровень воспроизведения, принятый для домашних условий, составляет 60 дБА. Этот уровень был установлен Бенджамином в качестве типичного уровня звучания при просмотре телевизионных программ в современных домашних условиях [Benjamin, 2004].

В Рекомендации МСЭ-R BS.1864 определяется контрольный рабочий уровень громкости, равный −24 LKFS. Некоторые организации могут определять работу с другими уровнями громкости. Выбранный рабочий уровень громкости соответствует значению 0 LU на измерителе громкости, который показывает относительную громкость.

Прибор для измерения громкости радиопередачи имеет сочетание следующих трех рабочих режимов: режима М (мгновенный), режима S (кратковременный) и режима I (интегрированный). Эти режимы используются для различных целей.

– Мгновенный и кратковременный режимы используются в производстве, при окончательном монтаже и представлении. Уровень программы должен быть установлен таким образом, чтобы среднее значение показаний измерительного прибора для всего микшера программы или основного элемента содержимого программы (как правило, диалога) было на уровне 0 LU.

– Интегрированный режим используется для контроля качества, главным образом при приеме и передаче программ, а также при послеаварийном анализе. Полученное в этом режиме показание, состоящее из одного числа, содержит четкую и недвусмысленную информацию для выравнивания громкости и установки усиления.

2 Вид индикатора измерительного прибора


Основной вопрос состоит в том, чтобы решить, использовать ли в измерительном приборе механический или электронный индикатор, и должно ли использование индикатора того или иного типа специально оговариваться.

Хотя многие операторы предпочитают электронные индикаторы, которые все чаще используются в аудио- и видеооборудовании, некоторые операторы, особенно с плохим зрением, предпочитают работать с механическими измерительными приборами. Поэтому требование сформулировано таким образом, чтобы охватить оба типа исполнения.


3 Распознавание типа сигнала


Еще один важный вопрос заключается в том, чтобы решить, должен ли измерительный прибор включать выбираемый режим, при котором он может распознавать речь и производить измерения только в такие периоды времени, когда сигнал представлен главным образом в виде речи/диалога.

Хотя хорошо было бы знать громкость отдельных элементов звукового сигнала, например речи, эту возможность обеспечить достаточно трудно, и зачастую желательно знать лишь суммарную громкость. Поэтому основной режим измерительного прибора не обеспечивает распознавание речи. Факультативный вспомогательный режим может позволить распознать речь; этот режим можно успешно использовать для измерения уровня сигнала при диалоге.


4 Измерение в многоканальных системах


Поскольку наше восприятие громкости не зависит от количества задействованных источников звука, то одного индикатора уровня достаточно для отображения громкости многоканальных звуковоспроизводящих систем. Если предусмотрены индикаторы уровня для отдельных входных каналов, индикатор истинного пикового уровня прибора должен реагировать на максимальное значение, измеренное в любом входном канале.

Это не мешает осуществлению обычной практики измерения уровня по каждому каналу в отдельности, поскольку для каждого канала могут быть предусмотрены индивидуальные приборы для измерения уровня/пикового уровня.


5 Индикатор пикового уровня (факультативный)

a) Требования эргономики


При представлении информации двух видов (относительной громкости и пикового уровня) на одном индикаторе измерительного прибора могут возникнуть эргономические проблемы.

Не всегда чем больше информации, тем лучше. Следует обращать внимание на конструкцию измерительного прибора, с тем чтобы исключить вероятность путаницы между пиковыми уровнями и уровнями громкости. Если измерительный прибор должен предоставить два вида информации, то желательно иметь основной индикатор, отображающий подробную информацию, и вспомогательный индикатор, отображающий менее подробную информацию, предназначенную скорее для предупреждения, чем для измерения. Поэтому в измерительном приборе, предназначенном в основном для отображения громкости программ, информация, представленная индикатором пикового уровня, является менее полной по сравнению с информацией, представленной обычным прибором для измерения пиковых уровней программ.


b) Время занятости световой сигнализации индикатора пикового уровня


Минимальное время удержания в 150 мс было выбрано как достаточное для того, чтобы человеческий глаз успел зафиксировать свет, поскольку очень короткие сигналы будут плохо различимы.

c) Вариант индивидуального измерения уровня


В то время как режим индикации пикового уровня в измерителе громкости является обязательным, само по себе свойство индикации пикового уровня не является обязательным. Цель настоящей Рекомендации состоит не в том, чтобы изменить существующую практику измерения уровня, а в том, чтобы стать дополнением к ней. Предполагается, что в большинстве ситуаций практика индивидуального измерения уровня в каждом канале сохранится, в результате чего отпадет необходимость индикации пикового уровня в измерителе громкости.

d) Измерение при записи


При применении уровней установки аналоговых сигналов, преобразуемых в цифровые сигналы, т. e. микрофонных уровней в цифровом записывающем устройстве, основная цель состоит в том, чтобы обеспечить запись с достаточно высоким уровнем, с тем чтобы избежать шума квантования, не подвергаясь опасности перегрузки. При таком применении целесообразно было бы использовать измерительный прибор, который в первую очередь указывает истинный пиковый уровень, а не уровень громкости или общий уровень сигнала.

6 Единицы громкости


Назначение измерителя громкости, используемого в радиовещании, заключается в том, чтобы прогнозировать субъективную громкость в ожидаемых условиях воспроизведения в бытовых условиях, когда типовой уровень громкости составляет SPL 60 дБА. Модель восприятия для громкости является нелинейной функцией амплитуды, частоты и ширины полосы. В целом изменение уровня звука на x дБ не изменяет восприятие громкости в той же пропорции, ввиду нелинейного отклика слуховой системы человека.

Исходя из практических соображений, многие вещательные компании выразили желание использовать дБ в качестве единицы громкости. И это объяснимо, поскольку является давней традицией измерения уровня звука. Тем не менее дБ не является единицей восприятия и не должен использоваться для измерения громкости. В действительности, можно выбрать единицу, которая связана с дБ, с тем чтобы измерительный прибор мог показывать усиление/ослабление в децибелах, которое/которую необходимо применить к программе для того, чтобы скорректировать ее до эталонной громкости.

В качестве единицы измерения было предложено ввести единицы громкости. Они определяются, как показатель усиления/ослабления в децибелах, которое необходимо применить к сигналу для того, чтобы привести его к эталонной громкости, т. е. программа, измерение которой показывает –10 LU, потребует увеличения на 10 дБ, для того чтобы привести ее к эталонной громкости в 0 LU.

Преимущество единиц громкости состоит в том, что они четко отличаются от дБ, и поэтому соответствующий измерительный прибор будет нелегко спутать с измерителем пикового уровня программ или среднеквадратическим измерителем уровня.

Справочные документы
BENJAMIN, E. [October, 2004] Preferred listening levels and acceptance windows for dialog reproduction in the domestic environment. 117th Convention of the Audio Engineering Society, San Francisco, Preprint 6233.
Приложение 2
(нормативное)

Характеристики приборов, измеряющих


мгновенную и кратковременную громкость

Мгновенная громкость генерируется путем вычисления нестробированного сигнала громкости с периодом интегрирования по одному отсчету, измеренного согласно уравнению (2) в Рекомендации МСЭ-R BS.1770, и пропускания его через фильтр первого порядка, показанный на рисунке 4, с использованием соответствующих коэффициентов фильтра для достижения постоянной времени, равной 400 мс.

РИСУНОК 4

Схема прохождения сигналов для фильтра первого порядка




Для уменьшения вычислительной сложности фильтра можно использовать прореживание с помощью усреднения блоков отсчетов. Частота прореженных отсчетов является произвольной, но должна быть значительно больше значения 10 отсчетов/с. В таблице 5 приведены примеры коэффициентов фильтра для частоты прореженных отсчетов, составляющей 320 отсчетов/с.

ПРИМЕЧАНИЕ 2. – Если используется иная частота прореженных отсчетов, коэффициенты фильтра и усиление следует скорректировать в зависимости от частоты отсчетов, с тем чтобы обеспечить постоянную времени, равную 400 мс.

ТАБЛИЦА 5

Коэффициенты фильтра для фильтра нижних частот первого порядка, T = 400 мс


Частота отсчетов

320/с

Усиление

2,556465999e + 02





b0

1

a1

−0,9921767002

b1

1

Более подробное описание представлено в Отчете МСЭ-R BS.2103-1.

Кратковременная громкость генерируется путем использования алгоритма измерения, описанного в Рекомендации МСЭ-R BS.1770, но без использования стробирования, и установки периода интегрирования равным 3 секундам.

И для мгновенной, и для кратковременной громкости скорость отображения каждого измерения является произвольной, но рекомендуется, чтобы минимальная используемая частота составляла 10 Гц.



______________

** В октябре 2010 года 6-я Исследовательская комиссия по радиосвязи внесла редакционные поправки в настоящую Рекомендацию в соответствии с Резолюцией МСЭ-R 1.