Регулировка и нормализация выходного уровня звукового сигнала сервера SL NEO

Функциональность программного обеспечения сервера SL NEO позволяет отрегулировать выходной уровень и нормализовать выходной аудио-сигнал. Данные функции актуальны при формировании SDI-сигналов с "вложенным" звуком и особенно - при формировании IP/ASI - транспортных потоков, поскольку в последнем случае полностью отсутствует возможность и целесообразность установки де-эмбеддеров/эмбеддеров и аппаратных устройств обработки аудио. Рассмотрим подробности настроек данного функционала на серверной платформе.

Установочная регулировка выходного уровня аудио

Регулировка уровня осуществляется из контрольной панели - Administrator Control Panel. Вход в консоль управления производится локально с сервера, либо с любой машины в сети по адресу http://server_ip:7901. Следует выполнить вход в консоль управления от имени администратора.
 
После входа в консоль управления, в меню консоли выбираем Manage. Выбираем закладку Video IO Boards, затем переходим к редактированию параметров соответствующего сервиса Playout. В закладке General в поле Base Audio Level устанавливаем требуемое значение в децибелах, на которое будет увеличен или уменьшен уровень выходного аудио.

Функция применяется ко всем аудио-дорожкам в выходном аудио-сигнале выбранного сервиса Playout, значение по умолчанию - 0 dB. Регулятор уровня расположен в финальной цепочке аудио-тракта сервера.

a_level1.jpg

По окончаниии редактирования необходимо нажать Apply в верхней части окна консоли управления, чтобы сделанные изменения вступили в силу. 

Нормализация уровня выходного аудио: компрессирование и лимитирование

Функция нормализации уровня звука предусмотрена при ручном и автоматическом импорте медиа-файлов в хранилище сервера SL NEO. Кроме этого, можно активировать встроенный компрессор/лимитер (функция Audio DRC - Dynamic Range Compression) для on-line пост-обработки формируемых сервером аудиосигналов.

При различных уровнях аудио в воспроизводимых файлах и сигналах, поступающих на входы сервера, программный модуль Audio DRC (расположен в выходной части аудиотракта сервера) повышает или понижает коэффициент передачи. Таким образом, средний выходной уровень аудио поддерживается неизменным. Модуль Audio DRC работает как с монофоническими сигналами, так и многоканальным звуковым сопровождением, одновременно обрабатывается до 16-ти аудио-каналов в составе одного выходного канала воспроизведения сервера.

Audio DRC работает со всеми типами выходных сигналов и интерфейсов, поддерживаемых серверами SL NEO: SD/HD SDI/HDMI, Audio Embedded, AES EBU, Analog Audio и с DVB IP/ASI - транспортными потоками. Для каждого выходного канала сервера возможна индивидуальная настройка параметров программного компрессора/лимитера. 

Настройка параметров автоматической регулировки уровня осуществляется из контрольной панели - Administrator Control Panel. В меню консоли выбираем Manage, далее - выбираем устройство вывода, для которого будут производится настройки: закладку Video IO Boards и переходим к редактированию параметров соответствующего сервиса Playout.

a_level2.jpg
В закладке Audio DRC активируем параметр Enable DRC. В поле Level Detection задается тип срабатывания компрессора:

Peak - срабатывание по пиковым значениям уровня. Данный способ применяется при лимитировании, когда необходимо ограничить пиковые значения сигнала определенным порогом.

RMS - срабатывание по усредненному значению уровня. RMS-компрессор может пропустить кратковременные пики сигнала, практически не успев снизить коэффициента передачи. RMS-способ чаще применяется в компрессорах для выравнивания громкости, т.к. громкость сильнее связана со среднеквадратичной, нежели с пиковой мощностью.

Upper Treshold - порог срабатывания компрессора по шкале dBFS, значение входного уровня, при превышении которого компрессор начинает ослаблять сигнал (см. диаграмму уровней). Установка данного параметра традиционно используется для "выравнивания" уровня формируемой программы.

a_level3.jpg
Lower Treshold - порог срабатывания компрессора, значение входного уровня, ниже которого компрессор начинает усиливать сигнал. Данный параметр может пригодиться в случае, когда необходимо немного "поднять" уровень в программах, содержащих речь и диалоги.

Ratio - соотношение, определяющее интенсивность ослабления (в случае с Upper Treshold) или усиления (в случае с Lower Treshold) выходного сигнала компрессором при превышении/занижении входного уровня, выражается в формате «х:1». Например, если установлено соотношение «2:1», то при превышении порога Upper Treshold на 10 dB, компрессор ослабляет «уровень превышения» в два раза, до 5 dB.

Noise level - пороговый уровень шума, ниже которого сигнал не будет подвержен изменениям при установленном режиме Lower Treshold. 

Компрессор не имеет регулировок параметров Attack time и Release time. Attack time указывает, насколько быстро следует сканировать аудио-сигнал, чтобы учесть изменения в уровне звука. Установленное значение, равное 200 миллисекундам, выбрано, как наиболее оптимальное.

Параметр Release time - время, за которое компрессор возвращается в состояние обычного усиления, после того, как сигнал упал ниже уровня точки перегиба. Установленное значение - минимально возможное, составляет около 5 миллисекунд.

Лимитер - представляет собой все тот же компрессор с установленным значением Upper Treshold, настроенный на сильное ограничение выходного уровня при превышении входного: соотношение входного сигнала к выходному (Ratio) начинается от значения 8:1. При использовании более жёсткого лимитирования, в выходной сигнал могут быть внесены нежелательные нелинейные искажения.

По окончании редактирования параметров модуля Audio DRC необходимо нажать Apply в верхней части окна консоли управления сервером, чтобы сделанные изменения были сохранены и вступили в силу.

Для оценки работы модуля Audio DRC в режиме RMS можно воспользоваться avi-файлом, содержащим фрагменты сигнала 1kHz с различными уровнями (от -42 до 0 dBFS). Видеоряд содержит информацию о текущих значениях уровней в файле, измеряя уровень аудио с выхода сервера, можно оценить степень компрессии и корректность настроек.