デジタルテレビ 放 送 におけるラウドネス 運 用 規 定 の 国 内 標 準 化 ( 株 )フジテレビジョン 技 術 局 制 作 技 術 センター 制 作 技 術 部 松 永 英 一 1. はじめに テレビを 見 ていて バラエティやCMになると 音 量 が 大 きい ドラマや 映 画 などの 小 声 のセ リフが 聞 き 辛 い チャンネルを 変 えると 音 量 が 違 う などと 感 じて ついついリモコンで 音 量 操 作 をしていませんでしたか?テレビ 放 送 における 番 組 間 放 送 局 間 の 音 量 差 問 題 は テレビ 放 送 の 完 全 デジタル 化 によって 一 層 拍 車 がかかり 視 聴 者 に 常 にボリューム 操 作 を 強 いたり 不 快 感 を 与 えたりしていました このような 事 態 を 回 避 し より 快 適 にテレビ 放 送 をご 覧 いただくた めに 国 際 的 に 採 用 が 進 んでいるラウドネス 運 用 規 定 を2011 年 に 日 本 国 内 にも 導 入 しました こ こでは ラウドネス 運 用 規 定 を 導 入 した 経 緯 と 国 内 運 用 規 定 として 策 定 された ARIB TR-B32の 規 定 内 容 を 中 心 にご 紹 介 します 2. アナログテレビ 放 送 とデジタルテレビ 放 送 の 違 い 2011 年 7 月 に 停 波 した 以 前 のアナログテレビ 放 送 ( 東 北 3 県 は 2012 年 3 月 末 に 停 波 )の 音 声 は FM 変 調 で 実 質 50Hz~12kHz 程 度 に 帯 域 制 限 をして 放 送 していました また 音 声 にピー クがあると 映 像 にノイズが 乗 るなどの 影 響 が 出 てしまうので 送 出 段 に Lim/comp 機 能 を 有 した 機 器 が 実 装 され さらにその 後 段 に 完 全 にピーク 成 分 をカットするソフトスライサーなどが 設 備 されていました この 様 なシステムで 放 送 を 行 っていたために あくまでも 結 果 論 ではありま すが 番 組 素 材 のバラツキは 送 出 段 階 である 程 度 抑 制 されていました 図 1. 以 前 のアナログテレビ 放 送 における 音 声 送 出 イメージ 一 方 デジタルテレビ 放 送 においては そのメリットである 高 音 質 CDに 匹 敵 する 音 質 ( 広 いダ イナミックレンジと20Hz~20kHz 付 近 までリニアな 周 波 数 特 性 ) を 活 かす 為 に アナログテレ ビ 放 送 の 様 な 音 声 レベルを 抑 制 する 機 器 を 通 さずに そのままTS(TRANSPORT STREAM)デ ータに 変 換 してしまうのが 一 般 的 です 図 2. デジタルテレビ 放 送 における 音 声 送 出 イメージ 22
そのため 番 組 素 材 のバラツキは 送 出 段 階 では 全 く 抑 制 されずに そのまま 放 送 に 出 てしまう ことになります このことが デジタルテレビ 放 送 で 番 組 間 での 音 量 感 のバラツキ が 顕 在 化 する 最 大 要 因 であり テレビ 放 送 の 完 全 デジタル 化 に 向 けて 危 機 感 を 募 らせていました 3. 民 放 連 テレビ 音 声 レベル WG で 検 討 開 始 2009 年 7 月 に 民 放 連 では 技 術 委 員 会 の 下 部 組 織 テレビ 音 声 レベル WG( 在 京 在 名 在 阪 の 地 上 波 テレビ 社 および WOWOW の 音 声 技 術 者 送 出 技 術 者 計 19 名 の 委 員 で 構 成 ) が 設 置 され テレビ 放 送 における 音 量 差 問 題 の 検 討 に 入 りました テレビ 音 声 レベル WG は 視 聴 者 に 優 しい 放 送 をお 届 けする ことを 最 大 の 使 命 と 考 え 全 ての 放 送 素 材 の 音 量 感 の 統 一 放 送 局 間 の 音 量 感 の 統 一 を 目 標 に 掲 げました この 2 つの 目 標 が 実 現 してはじめて 我 々の 使 命 が 達 成 されることになるのですが 放 送 局 間 の 音 量 感 の 統 一 は NHK を 含 めて 検 討 しないと 解 決 不 可 能 な 大 きなテーマでした そもそも 民 放 局 と NHK では デジタル 放 送 における 音 声 のリファレンスレベルが 違 う( 民 放 局 :-20dBFS NHK:-18dBFS) ために もしも 同 一 素 材 を 同 じ VU メータの 振 れで 放 送 した 場 合 受 像 機 での 再 生 レベルは NHK の 方 が 2dB 高 くなってしまいます このリファレンスレベルの 違 いによる 放 送 音 声 のレベル 差 を 解 消 することは 我 々 民 放 局 の 永 年 の 課 題 であったこともあり 今 回 が 放 送 局 間 の 音 量 感 の 統 一 を 実 現 する 絶 好 のチャンスととらえ 2009 年 12 月 に NHK との 打 合 せもスタートさせました 4. VU メータの 限 界 これまで 音 声 制 作 の 現 場 では 長 年 にわたり VU メータが 主 役 として 活 躍 してきましたが そ もそも VU メータは 単 なる 電 圧 計 でしかなく 瞬 時 値 は 測 定 で きても 人 が 感 じる 音 量 感 のベ ースとなる 平 均 値 の 測 定 はでき ません アナログの 針 式 メータ なので 見 る 角 度 によっても 読 み 取 り 誤 差 が 生 じます また 人 間 の 耳 は( 図 3)のよ うな f 特 を 持 っていますので f 特 がフラットな VU メータで は そもそも 番 組 の 音 量 感 を 完 全 に 揃 えることは 無 理 な 話 です WG の 立 ち 上 げ 当 初 は 既 存 の 図 3. 等 ラウドネス 曲 線 ( 国 際 規 格 ISO226-2003) レベル 監 視 装 置 で 何 とか 規 定 で きないかと 検 討 を 重 ねたのは 事 実 で VU メータとピークメータでの 規 定 化 を 模 索 しました 23
しかしながら VU メータには 前 述 のような 限 界 が 見 えてきたこともあり 規 定 策 定 の 方 向 性 を 最 終 判 断 するために 民 放 連 では Rec.ITU-R BS.1770 で 規 定 されたラウドネスメータと VU メータのどちらがデジタルテレビ 放 送 における 音 量 差 問 題 を 解 決 するのに 有 益 なのかの 実 証 実 験 を 行 いました その 実 験 結 果 と 世 界 の 情 勢 を 勘 案 し VU メータで 音 量 規 定 するのは 無 理 だと 判 断 し ラウドネスメータによる 規 定 化 へと 方 向 転 換 しました 5. 世 界 の 流 れ ~ITU( 国 際 電 気 通 信 連 合 ) 勧 告 ~ 1990 年 代 に 世 界 各 国 でデジタル 放 送 が 開 始 それに 伴 い 番 組 間 放 送 局 間 の 音 量 感 のバラツ キが 顕 在 化 したため ITU では 2000 年 9 月 に 番 組 音 のラウドネスを 一 定 にするために 使 用 す る 新 メータの 勧 告 化 に 向 けた 検 討 を 開 始 しました 6 年 にわたる 検 討 の 結 果 2006 年 7 月 に Rec.ITU-R BS.1770 音 声 番 組 のラウドネスとトゥルーピークレベルの 測 定 アルゴリズム と Rec.ITU-R BS.1771 ラウドネスメータとトゥルーピークメータの 要 求 要 件 が 勧 告 されました 勧 告 されたラウドネス 測 定 アルゴリズムは 騒 音 測 定 を 応 用 したもので 人 間 の 耳 の 周 波 数 特 性 に 近 似 し 放 送 音 声 に 適 した を 採 用 しているのが 特 徴 です この ITU 勧 告 は 世 界 の 放 送 局 が 初 めて 1 つの 測 定 方 法 で 音 声 レベルを 管 理 するという 画 期 的 な 出 来 事 でした ITU では 1770 1771 の 勧 告 化 の 後 に 運 用 ルールの 検 討 に 入 り 2010 年 3 月 Rec.ITU-R BS.1864 デジタルテレビ 番 組 の 国 際 交 換 におけるラウドネス 運 用 規 準 を 策 定 その 内 容 は 平 均 ラウドネス 値 を 規 定 し その 値 が-24LKFS になる 様 に 国 際 番 組 交 換 を 行 う というもので 世 界 的 なラウドネス 運 用 の 本 格 的 なスタートとなりました その 後 2006 年 に 勧 告 された 1770 のラウドネス 測 定 アルゴリズムでは 番 組 内 に 無 音 区 間 弱 音 区 間 があると 人 が 感 じる 音 の 大 きさと 隔 たりが 生 じるということが 解 ってきたので 2010 年 10 月 の ITU 会 合 に EBU( 欧 州 放 送 連 合 )からゲーティングという 手 法 が 提 案 され 2011 年 3 月 に Rec.ITU-R BS.1770-2 として 勧 告 されました 1770-2 の 国 際 標 準 化 に 対 して エミー 賞 が 贈 られましたが 世 界 的 に 大 きなインパクトと 成 果 をもたらす 決 定 であったことが 伺 えます 6. ARIB で 国 内 標 準 化 に 向 けて 検 討 開 始 NHK と 協 議 を 重 ねた 結 果 民 放 局 と NHK が 共 通 のルールで 運 用 すべきという 結 論 に 達 し 2010 年 6 月 に 国 内 運 用 規 定 の 策 定 を ARIB( 電 波 産 業 会 )に 提 案 し 同 年 8 月 に ARIB スタジオ 音 声 作 業 班 にて 国 内 標 準 化 に 向 けて 検 討 を 開 始 しました 2011 年 3 月 に 国 際 勧 告 である ITU-R BS.1770-2,1771,1864 に 準 拠 した ARIB TR-B32 デジタルテレビ 放 送 番 組 におけるラウドネス 運 用 規 定 が 策 定 されました 国 内 の 運 用 規 定 である ARIB のラウドネス 運 用 規 定 に 民 放 局 と NHK が 準 拠 した 運 用 を 行 うことで 放 送 素 材 の 音 量 感 の 統 一 に 加 えて 放 送 局 間 の 音 量 感 の 統 一 も 実 現 されることが 期 待 されます 7. ARIB TR-B32 の 規 定 概 要 ラウドネス 運 用 規 定 の 基 本 的 な 考 え 方 番 組 全 体 の 音 の 大 きさ(ラウドネス)を 一 つの 値 で 示 す 平 均 ラウドネス 値 を 規 定 し その 値 が 番 組 間 で 一 定 になるように 運 用 することにより 家 庭 における 聴 取 レベル( 音 量 感 )を 一 定 24
に 保 つという 考 え 方 である 番 組 の 平 均 ラウドネス 値 測 定 区 間 の 例 を( 図 4)に 示 す 調 整 用 信 号 プログラムリーダ トレーラーを 除 く 番 組 の 冒 頭 から 終 わりまで 本 編 全 尺 を 測 定 区 間 とし 中 間 リーダが 無 音 とみなされる 場 合 は 番 組 冒 頭 から 終 わりまでを 一 括 して 測 定 する ことが 出 来 る 中 間 リーダが 無 音 で 無 い 場 合 は その 部 分 を 測 定 から 除 外 しなければならない 平 均 ラウドネス 値 の 測 定 は Rec. ITU-R BS.1770 Annex 1 に 準 拠 し L R C LS RS の 5 チャンネルを 用 いて 行 う(LFE は 測 定 に 含 めない) 目 標 とする 番 組 の 平 均 ラウドネス 値 をターゲットラウドネス 値 と 呼 び 値 は-24LKFS と する 番 組 の 平 均 ラウドネス 値 の 運 用 上 の 許 容 範 囲 は ターゲットラウドネス 値 ±1dB とする 創 造 的 な 制 作 要 求 が 最 優 先 される 番 組 の 場 合 ターゲットラウドネス 値 を 下 回 る 値 を 目 標 として 制 作 することができる 図 4. 番 組 の 平 均 ラウドネス 値 測 定 区 間 の 例 平 均 ラウドネス 値 測 定 アルゴリズムの 概 要 平 均 ラウドネス 値 の 測 定 は ITU-R BS.1770 Annex 1 に 準 拠 し ( 図 5)にその 概 念 図 を 示 す このアルゴリズムは 等 価 騒 音 レベルの 測 定 法 を 応 用 したもので デジタルテレビ 放 送 に 最 適 化 す るために 重 み 係 数 とゲーティングという 手 法 が 採 用 されているのが 特 徴 であ る また モノラルから 5.1 サラウンドまでの 測 定 が 可 能 であり 測 定 結 果 は 音 声 モードに 関 わ らず 平 均 ラウドネス 値 という 一 つの 値 として 算 出 される x L y L z L GL x R y R z R GR x C y C z C GC Σ 10log 10 Gate 測 定 ラウドネス x Ls y Ls z Ls GLs x Rs y Rs z Rs GRs 図 5. ラウドネス 測 定 アルゴリズムの 概 念 図 25
人 の 頭 部 形 状 による 周 波 数 特 性 への 影 響 を 模 したプリフィルタと RLB( 修 正 B 特 性 )フィル タを 合 わせた 特 性 を 持 つ( 図 6)を 採 用 している 図 6. の 周 波 数 特 性 信 号 のパワーを 求 めるために 各 チャンネルについて 処 理 後 の 信 号 を する は 測 定 開 始 から 終 了 までの 測 定 区 間 を T とすれば 次 式 で 定 義 される z i = 1 T T ò 0 y 2 i dt ただし i Î I I = { L, R, C, LS, RS} ( yi は によ って 処 理 された 信 号 で i は L, R, C, Ls, Rs のいずれかの 入 力 チャンネルを 示 す) 重 み 係 数 人 が 聴 取 する 音 は 到 来 方 向 ( 耳 に 対 する 音 の 入 射 角 )によって 耳 殻 頭 部 肩 などの 影 響 が 異 なり 聴 取 音 量 も 変 化 する サラウンド 聴 取 では 後 方 チャンネルのラウドネスが 若 干 大 きく 感 じられることが 知 られており ( 表 1)の 重 み 係 数 を 乗 じて 補 正 する 26
チャンネンル 重 み 係 数 G i レフト ( G ) L 1.0 (0 db) ライト ( G R ) 1.0 (0 db) センタ ( G C ) 1.0 (0 db) レフトサラウンド ( G Ls ) 1.41 ( 約 +1.5 db) ライトサラウンド ( G R ) S 1.41 ( 約 +1.5 db) 表 1. 各 チャンネルの 重 み 係 数 ラウドネス 値 算 出 の 基 本 式 と 単 位 チャンネル 重 み 付 け 後 の 値 を 合 算 し デシベルスケールに 変 換 してラウドネス 値 を 求 める 測 定 区 間 T のラウドネス 値 算 出 の 基 本 式 は 次 式 で 定 義 される ラウドネス 値, L = -0.691 + 10log å G LKFS ただし K 10 i Î I I = { L, R, C, LS, RS} i i z i 定 数 -0.691 はプリフィルタの 利 得 を 補 正 する 値 で この 定 数 により 1kHz 正 弦 波 に 対 するプ リフィルタの 入 出 力 間 利 得 は 0dB となる この 補 正 で L C R のいずれか 一 つのチャンネルに 入 力 した 1kHz 正 弦 波 信 号 のピーク 値 (dbfs)とラウドネス 値 (LKFS)には ピーク 値 -3.01 =ラウドネス 値 という 関 係 が 成 り 立 つ 例 えば-20dBFS の 1kHz 正 弦 波 を L R C のいずれか 一 つのチャンネルに 入 力 した 場 合 ラウドネス 値 は-23.01LKFS となり L R C のうち 二 つのチャンネルに 入 力 した 場 合 のラウ ドネス 値 は-20LKFS となる ラウドネス 値 の 単 位 に 用 いる LKFS は ラウドネス(Loudness) フルスケール(FS)から 定 められている LKFS 単 位 での 1dB のレベル 増 減 は 1LKFS のラウドネス 値 増 減 と 同 等 である ゲーティング 関 数 を 適 用 したラウドネス 値 の 計 算 テレビ 放 送 において 人 が 感 じる 音 の 大 きさにより 近 いラウドネス 値 を 算 出 するために 絶 対 ゲーティング( 無 音 部 分 の 除 去 )と 相 対 ゲーティング(レベルの 低 い 部 分 を 除 去 )という 2 段 階 のゲーティング 処 理 が 行 われる ゲーティング 処 理 は 以 下 の 4 つの 要 素 で 構 成 される 1 ゲーティングブロック 2 オーバーラップ 法 3 絶 対 ゲーティング 4 相 対 ゲーティング 27
1 ゲーティング 処 理 を 行 うために 入 力 信 号 を 400ms 長 のゲーティングブロックに 分 割 する ゲーティングブロックの 各 々のラウドネス 値 をゲーティングブロックラウ ドネス 値 と 呼 ぶ 2 ゲーティングブロックに 分 割 を 行 うときに 測 定 誤 差 を 少 なくするために 隣 接 す るブロックを 互 いにオーバーラップさせながら 分 割 する この 手 法 をオーバーラッ プ 法 と 呼 び オーバーラップ 量 は 75%と 規 定 された 3 無 音 とみなせる 絶 対 閾 値 -70LKFS 以 下 のゲーティングブロックを 除 外 する 4 絶 対 ゲーティン 後 に 残 ったゲーティングブロックのラウドネス 値 を 平 均 し その 値 から 相 対 的 に 10dB 低 い 閾 値 ( 相 対 閾 値 あるいは G10 と 略 号 で 呼 ぶ) 以 下 のゲ ーティングブロックを 除 去 最 終 的 に 残 ったゲーティングブロックを 再 計 算 するこ とにより 平 均 ラウドネス 値 が 求 められる 8. 民 放 連 技 術 規 準 T032 2011 年 5 月 ARIB TR-B32 に 準 拠 して 民 放 連 加 盟 局 における 運 用 ルールである 民 放 連 技 術 規 準 T032 が 策 定 され 2012 年 10 月 1 日 に 運 用 を 開 始 しています また T032 の 策 定 に 伴 い 民 放 連 営 業 員 会 日 本 広 告 業 協 会 が 発 行 している テレビ CM 素 材 搬 入 基 準 で 規 定 している CM の 音 声 に 関 しても T032 に 準 拠 すると 改 訂 されました T032 の 策 定 概 要 番 組 音 声 の 制 作 においては,ターゲットラウドネス 値 (-24.0LKFS)で 制 作 した T032 リファレンス 音 源 と 番 組 音 声 双 方 のラウドネスに 大 きな 隔 たりが 生 じないよう 注 意 して 作 業 にあたること 番 組 制 作 時 に 目 標 とする 平 均 ラウドネス 値 をターゲットラウドネス 値 と 呼 ぶ その 値 は ARIB TR-B32 に 準 拠 し,すべての 音 声 モードにおいて-24.0LKFS とする 運 用 上 の 許 容 範 囲 として±1dB を 設 けるが,あくまでもターゲットラウドネス 値 を 目 標 と して 制 作 すべきであり,この 許 容 範 囲 を 見 込 んだ 番 組 制 作 を 行 ってはならない 国 内 放 送 における 5.1 サラウンド 番 組 に 対 しては,ARIB STD-B21 デジタル 放 送 用 受 信 装 置 標 準 規 格 により 受 像 機 側 のダウンミックスステレオのレベルが 下 がる 事 を 考 慮 し 暫 定 措 置 として ターゲットラウドネス 値 +2dB を 最 大 許 容 値 とする 番 組 素 材 の 納 品 者 は,ARIB TR-B32 で 規 定 されているラウドネス 測 定 アルゴリズムに 準 拠 したラウドネスメータを 用 いて 番 組 の 平 均 ラウドネス 値 を 測 定 し, 測 定 値 を 小 数 点 以 下 1 位 まで 納 品 テープなど 交 換 媒 体 の 添 付 書 類 に 記 入 すること 納 品 する 番 組 の 平 均 ラウドネス 値 が-28.0LKFS を 下 回 る 場 合 は その 理 由 を 添 付 書 類 に 明 記 すること 受 け 入 れ 側 の 納 品 検 査 において, 番 組 の 平 均 ラウドネス 値 が, 運 用 上 の 許 容 範 囲 の 上 限 を 超 えている 場 合 は, 納 品 者 側 の 責 任 において 改 稿 が 必 要 となる 以 上 の 民 放 連 加 盟 局 の 運 用 イメージを( 図 7)で 示 します 28
図 7. 民 放 連 加 盟 局 におけるラウドネス 運 用 イメージ 9. 今 後 に 向 けて この 度 日 本 オーディオ 協 会 様 より デジタルテレビ 放 送 におけるラウドネス 運 用 規 定 の 国 内 標 準 化 に 対 して ARIB スタジオ 設 備 開 発 部 会 スタジオ 音 声 作 業 班 に 協 会 大 賞 を 授 与 し ていただき 規 準 策 定 に 関 わった 者 として 非 常 に 光 栄 に 思 っております 日 本 国 内 においては 民 放 連 技 術 規 準 T032 が 昨 年 10 月 1 日 より 運 用 を 開 始 しましたが 思 っていた 以 上 に 順 調 に 滑 り 出 すことができました 日 本 ケーブルテレビ 連 盟 加 盟 社 も 昨 年 10 月 1 日 から 自 主 放 送 におい ては ARIB TR-B32 に 準 拠 した 放 送 をされていますし 本 年 4 月 の 番 組 改 編 から NHK も 運 用 を 開 始 します また 衛 星 放 送 協 会 に 加 盟 する BS 局 CS 局 においても 運 用 開 始 に 向 けて 準 備 をさ れていると 聞 いていますので 近 い 将 来 本 来 の 意 味 での 視 聴 者 に 優 しい 放 送 をお 届 けする ことが 可 能 になると 思 っています ゲーム 業 界 もラウドネスで 音 量 をコントロールする 手 法 が 波 及 して ゲーム 間 の 音 量 差 ゲー ムとテレビなどの 他 メディアとの 音 量 差 を 無 くそうという 動 きも 出 はじめています 更 に 利 便 性 を 向 上 させる 意 味 で DVD Blue-ray などのパーッケージメディア CD などの 音 楽 メディア インターネットなどにも 同 様 の 運 用 が 適 用 されるように 関 連 団 体 さんへの 啓 蒙 と 連 携 を 深 めて いきたいと 考 えています 筆 者 プロフィール 松 永 英 一 (まつなが えいいち) 1979 年, 上 智 大 学 理 工 学 部 卒 業.( 株 )フジテレビテレビジョンに 入 社 放 送 技 術 部 を 経 て 現 在 技 術 局 制 作 技 術 センター 制 作 技 術 部 エグゼク ティブエンジニア これまで ミュージックフェア 僕 らの 音 楽 などの 音 楽 番 組 やドラマ 制 作 を 中 心 に 担 当 民 放 連 技 術 委 員 会 テレ ビ 音 声 レベル WG 主 査 ARIB スタジオ 音 声 作 業 班 委 員 ARIB TR-B32 策 定 においては PG リーダーを 担 当 29