JPPA 会報2009 年 3 月号

テレビの音量レベル差と放送規格
第 2 回 放送規格と音量レベル差
JPPA 技術委員会
オーディオ部会委員

丸谷正利

た方もおられると思いますが、残念ながらこはじめに
前回は「サラウンドの音はなぜ低いのか」の方法を使用した番組でもサラウンド音声のをテーマに、サラウンド音声の再生環境の違レベルが大きく制作されているように感じまい、ダウンミックスの問題、ミキシングレベす。その理由を考えてみると、音声１がサラルの問題、などについて述べました。今回はウンドになっているためではないか、と思いその続きと、アナログ放送、デジタル放送のます。現在の二音声放送運用ルールでは、一音量差、欧米のデジタル放送におけるサラウ般視聴者が意識して音声２を選択しない限り、ンド音声などについて述べます。

サラウンド番組はダウンミックス音声で聴取することになります。したがって「サラウン６ドの音が低い」と言うクレームになることをポストプロダクション以外での対応６－１避けるために、サラウンド音声のレベルを大二音声放送による対応きくしているのではないかと考えられます。

二音声放送（二音声エレメンタリストリー
ム＝2ES）とは、サラウンド音声とステレオ音

二音声放送では、通常図６－１の音声スト声を同時に送出する方法です。二ヶ国語（デリーム構成が使用されています。この場合、ュアルモノ）放送とは異なり音声ストリーム

音声ストリーム１は本編がサラウンド音声、（ ADTS） を 二 つ 使 用し 、 テ レ ビで は 「 音声

CM はステレオ音声で構成され、音声ストリー１」「音声２」のように表示されます。視聴

ム２は本編、CM ともにステレオ音声で構成さ者はどちらかの音声を選択できますが、デフれています。番組内で一度音声ストリーム２

ォルトでは音声ストリーム１が選択されるよを選択すれば、番組の終了までステレオ音声うになっています。現在の放送局の運用ルーでの聴取が可能となります。しかし、途中でルでは、二音声放送の場合は音声ストリームチャンネルを切り替え、再びもとのチャンネ

１がサラウンド、音声ストリーム２がステレルに戻るとテレビのデフォルト設定である音オとなっています。

声ストリーム１が選択され、音声ストリーム２へ戻ることが出来ません。あらためて２をこの方法で、適正レベルで制作したサラウ選択し直す必要があります。

ンド音声と“ステレオミックスした”ステレ
オ音声を使用し、視聴者に自分の再生環境に合った音声ストリームを選択させることで、音量差のない番組提供が可能となります。サラウンド番組やサラウンド CM は、搬入規定
により、1ch から 6ch にサラウンド音声、7－

図６－１

番組全体を 2ADTS 構成にする

8ch はステレオ音声となっており、ポストプロダクション時にステレオ音声も制作している

このように、二つの音声ストリームを使用ので局側の対応で実現可能な方法です。

した場合の問題点は、チャンネル切り替えな実際にサラウンドの二音声番組を聴取されどで一度音声ストリーム１になると、その後1/6

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音声ストリーム２を選択したチャンネルに戻る部分がないので、このような音量レベル差しても音声ストリーム１が選択されることでの問題は発生していないようです）。

す。
７

これを解決するには次のような方法が考え本編と CM の音量レベル差を考える
ここまではサラウンド番組単体の音量レベられます。
（ａ）音声ストリーム１でステレオ音声を送ルについて考えてきましが、次に実際の放送出するで発生するサラウンド番組（本編）と CM の組み合わせについて考えて見ます。

これは、聴取者のほとんどがステレオ環境であることと、番組もステレオ及びモノラル

現状では「番組はサラウンドでも、番組のが中心であることを考慮した考え方です。音中の CM や番宣はステレオ」というのが普通

声ストリーム１でステレオ、２でサラウンドです。このような状況で本編と CM の音量レを送出すれば、ほとんどの聴取者は音声ストベルの関係はどのようになるでしょうか。

リームを意識することなく、今までどおりの

ここでは、ダウンミックス音声とステレオ視聴方法で音量差のない番組聴取が可能とな音声を同等音量になるように制作したサラウります。逆に、サラウンド聴取者は音声ストンド番組（+3dB 制作）を例にしています。

リームを選択する手間が必要になりますが、適正音量で聴取することが出来ます。この場

サラウンド番組本編と CM の音声レベル・合、「音声ストリーム１でサラウンド」とい音声モードは以下の四つのパターンが考えらう、放送局の運用ルール変更が必要となりまれます。
パターン 1（図７－１）は、現時点のサラウす。

ンド放送で一番運用されている方法です。こ（ｂ）選択した音声ストリームを保持する
もうひとつは、テレビに聴取者の選択したの場合、ダウンミックス聴取者は本編・CM と「チャンネル＋音声ストリーム」を一時記憶も同じような音量で聴取できますが、サラウ（電源 OFF まで）させる方法です。チャンネ

ンド聴取者は CM になると音量が小さくなりルを切り替えても一時記憶した設定値で元のます。

聴取環境に戻すことが出来ます。この方法はテレビセットメーカーの対応が必要となります。
６－２

ARIB 規格の改定

図７－１

音声モードパターン１

最後に ARIB STD-B21 規格を変更するという方法があります。つまり、係数 a を a=1 まパターン２（図７－２）は、１と同様に音たは削除することで、聴取時の音量レベル差、声モードを切り替えていますが、CM の音声レ制作時のミキシングレベルの問題などを一挙ベルをサラウンドに合わせて大きくした場合に解決することが出来ます。ミキサーの立場です。この場合、サラウンド聴取者は本編・からはこの方法が一番好ましいのですが、CM とも同じような音量で聴取できますが、ダ「今まで販売したテレビとの互換性がなくなウンミックス聴取者は CM の音量が大きくなる」という意見もあり、簡単には実現しないります。この方法では CM バンクで同じ CMようです（ちなみに、米国や欧州のデジタルをサラウンド用（+3dB）とステレオ用で別管放送のダウンミックスには、係数 a に相当す理する必要があり、非現実的といえます。

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以上、現実的なもの非現実的なものも含めて四つのパターンを、音声モードと音声レベルの関係から述べてみました。これらの問題も、先に述べたダウンミックス係数を１
図７－２

音声モードパターン２（a=1）にすることで解決することが出来ます。

パターン３（図７－３）は、音声モードを８放送方式による音量レベル差の問題サラウンドに統一した場合です。ただし、CM地デジを聴取していて気付かれると思いまの 音 声 は L/R の み （ ス テ レ オ ） で レ ベ ル はすが、NHK と民放では音量レベル差を感じる+3dB にします。この場合、CM の音声は L/Rことが多々あります（NHK が大きい）。また、にしかありませんが（C/Ls/Rs/LFE は無音）、アナログ放送と地デジでも明らかに音量レベモードがサラウンドなのでダウンミックス機ル差があります（アナログが大きい）。

能が有効となります。このパターンではダウ

このような（受信機も含めた）放送規格のンミックス聴取者もサラウンド聴取者も、本問題で発生する音量レベル差について整理し編・CM とも同じ音量で聴取できます。これもてみました。これらは規格上発生する（であパターン２同様、同じ CM を CM バンクで別ろう）理論上のレベル差で、必ずしもこのよ管理する必要があります。

うなレベル差が、実際の放送で発生するという意味ではありません。番組によってはそれほどレベル差を感じないこともあります。また、発生するレベル差も放送局により異なります（後述）。

図７－３

音声モードパターン３
８－１

パターン４（図７－４）は現実的な方法でアナログ放送とデジタル放送の音量レベル差についてはありませんが、ステレオ CM の音声を擬似地デジを受信している視聴者がわざわざアサラウンド化して使用した場合です。CM の音

ナログ放送を視聴することは少ないと思いま

声レベルは本編と同じ音量になるように調整すが、現在のサイマル放送は“こうなっていします（+3dB 化）。この方法もパターン３とる”ということを知ってもらうために、アナ同様、ダウンミックスもサラウンドも同じ音

ログ放送と地デジのレベル差について整理し量で聴取することが出来ますが、当然 CM をてみました。
民生用 AV 機器には相互接続のための規格が別管理しなければなりません。また、擬似サラウンド化した CM 音声は、ダウンミックスあります（JEITA CP-1203が適正に行われるか（ステレオと同じように接続要件）。テレビのチューナ部基準出力レ聴こえるか）検聴する必要もあります。

ベルもこの規格の中で決められています。こAV 機器の電気的の規格では、アナログ放送の場合、・100％変調信号を受信したとき 500mV の出力電圧となっています。一般には基準信号（0VU）
図７－４の変調度を 63％としている放送局が多いので、音声モードパターン４これに換算すると 315mV となります。

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ダウンミックス音声では 5dB の差が発生する

一方、地デジなどデジタル音声の基準出力ことになり、無視できない値となります。

レベルは、・－12dBFS の信号を受信したとき 500mV

米国と欧州のデジタル TV 放送

９の出力電圧９－１となっており、これを地デジの基準レベル－米国のサラウンド音声

18dBFS に換算すると 250mV となります。そ米国のデジタル TV 放送は、音声規格としての差は 2dB となり、テレビで同じ基準レベル

Dolby AC-3 が採用されています。AC-3 のスの信号（音声）を受信しても、アナログ放送テレオ用ダウンミックス式は、よりも地デジの方が 2dB 小さな基準出力レベ

Lo = 1.0 * L + clev * C + slev * Ls

ルとなります。

Ro = 1.0 * R + clev * C + slev * Rs
clev：C のダウンミックス係数

また、民放の地デジ放送は－20dBFS を基準レベルとしているので、受信機の出力信号はslev：Ls/Rs のダウンミックス係数

さらに低く 200mV となり、アナログと比べとなっており、日本の「係数 a」に相当する部4dB 小さくなります。

分がありません。式から分かるように C チャンネルもダウンミックス係数が選択可能となデジタル放送の音量レベル差っています。clev のダウンミックス係数を表

地デジなど、デジタル放送の基準レベルは９－１、slev のダウンミックス係数を表９－８－２

ARIB 規格で－18dBFS となっています。これ

２に示します。

は NHK の基準レベルと同じですが、民放の場

cmixlev
‘00’
‘01’
‘10’
‘11’

合は－20dBFS を基準レベルとして放送しているので、NHK と民放との間に 2dB のレベル差が発生することになります。したがって、

clev
0.707 (-3.0dB)
0.595 (-4.5dB)
0.500 (-6.0dB)
reserved

表９－１ clev 係数（ATSC A52/B より）

民放よりも NHK の方が少し大きな音量になるのは当然と言えます。

surmixlev
‘00’
‘01’
‘10’
‘11’

以上を整理すると、アナログ放送の受信機基準出力レベルを 0dB とした場合、NHK のslev
0.707 (-3.0dB)
0.500 (-6.0dB)
0reserved

表９－２ slev 係数（ATSC A52/B より）

デジタル放送は－2dB、民放のデジタル放送は－4dB となります。ただし、アナログ放送でまた、2005 年の規格改定で LFE チャンネ

は放送局によりレベル差がかなりあります。
これは放送局により変調度に違いがあること、送出時に使用するリミッタ／コンプレッサなどにより変調度の動特性に違いが生じること、などが原因と考えられます。ここでは標準的ルもダウンミックスに加えることが可能となりました。この場合の LFE ミックスは下式のようになっています。
mix LFE into left with (LFE mix level －4.5) dB gainな場合を例として上げてみました。

mix LFE into right with (LFE mix level －以上のような“基準レベルによる差”に、ダウンミックスによるレベル低下を加えると、アナログ放送の音声と民放のダウンミックス4.5) dB gain
ここで「LFE mix level」は、LFE mix level (dB) = LFE mix level code +音声の差は 7dB にも達する場合があります。

10

同じ地デジでも NHK のステレオ音声と民放の4/6JPPA 会報2009 年 3 月号

で計算された値となります。

チャンネルにこの係数を掛けて、L チャンネル「LFE mix level code」は 5 ビット（0～31）／R チャンネルに加算し、ダウンミックスステで構成され、0 から－31 の値を持ちます。しレオ音声を作ることになります。

たがって「LFE mix level(dB)」の有効値は＋

MPEG－2 BC の場合も「係数 a」に相当す

10dB から－21dB となります。LFE をダウンる部分は存在せず、原則としてダウンミックミックスに加える場合は「mix LFE into～」

スによる音声レベルの低下は発生しません。

式が固定値となっているので、LFE mix level

また、mix_level_value の選択についてはオーで LFE チャンネルのレベル調整を行います。

バーロードを避ける値にする、との記述があり、ダウンミックスのレベル管理は制作者側

９－２で行うことになります。

欧州のサラウンド音声

一方、欧州の地上デジタル TV 放送（DVB－T）の音声規格は MPEG－2 BC を採用して１０

ドルビーボリュームについています（最新規格では AC－3,DTS,MPEG－4

最後にテレビに実装する、新しい音量レベ

AAC なども使用可能）。MPEG－2 BC 使用

ル差調整技術を紹介しておきます。この技術

時のダウンミックスは以下のようになっていが普及するとテレビの音量レベル差問題もあます。

る程度解決できるかもしれません。また、テ

downmixing_levels_MPEG2 ( )レビ側で自動的に音量制御が行われるとすれ{

ば、CM の音量競争の抑制につながる（音量をcenter_mix_level_on大きくしても効果がない）可能性も考えられcenter_mix_level_valueます。

surround_mix_level_on
surround_mix_level_value

１０－１

Dolby Volume とは2007 年に発表された Dolby Volume は、テ}center_mix_level_on の値が“1”ならば、Cレビのチャンネル間音量レベル差、番組間音チャンネルの音声がダウンミックスの対象と量レベル差や AV 機器の入力間音量レベル差ななります。同様に surround_mix_level_on のどを、聴覚心理モデルを用いて DSP 処理し、値が“1”ならば、Ls と Rs チャンネルが対象音量レベルが一定になるようリアルタイムにとなります。

制御するものです。Dolby Volume にはボリュ

mix_level_value
‘000’
‘001’
‘010’
‘011’
‘100’
‘101’
‘110’
‘111’

ームレベラーとボリュームモデラーという二Multiplication factor
1.000 (0.0dB)
0.841 (-1.5dB)
0.707 (-3.0dB)
0.596 (-4.5dB)
0.500 (-6.0dB)
0.422 (-7.5dB)
0.355 (-9.0dB)
0.000 (-∞ dB)

つの機能が搭載されており、この二つの機能を組み合わせて動作します。
セットメーカはライセンス生産された Dolby
Volume DSP を実装してこの機能を利用します。2008 年 4 月に東芝から、世界初の Dolby
Volume 搭載テレビが発売され、米国では AV

表９－３ mix level value(TS-101-154）

アンプも何機種か販売されています。
mix_level_value は 3 ビットで構成され、表１０－２

９－３のような dB 値を持っています。ダウン

Dolby Volume の動作原理

音量レベル差の基本的な検出方法は、テレミックスの対象となった C チャンネル、Ls/Rsビなどの機器に設定する、デフォルト音量レ

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ベルと入力信号レベルを比較することで行わがだんだん聴こえなくなります。これを適正れます。に補正し、小音量でもバランスの良い音にな

Dolby Volume は、音声帯域を複数の周波数るような制御を行っています。

バンドに分割して処理が行われており、バンド数が多いほど高品質な処理が可能となりま以上述べた二つの機能は Dolby Digital やすが、反面 DSP 処理の時間も長くなり、音声DD Plus のドルビーメタデータとも関連してディレーも大きくなります。DSP メーカによ動作します。ドルビーメタデータがあればそり処理できるバンド数が異なるようですがれを優先して動作するようになっています。

（最新の DSP では 20 バンド処理が可能なもおわりにのもある）、例えば５バンド処理まで可能な
DSP の場合、３バンド処理を選択しても一般サラウンド番組を中心にテレビの音量レベ視聴者には十分とのことで、この場合は気にル差問題を二回に亘って述べてきました。サ

なるほどの音声ディレーも生じないようです。

ラウンド番組についてはテレビ局の対策もあ

音声ディレーは DSP の性能アップと共に少なり、現在では一般聴取者からの「サラウンドくなるので、よりいっそうの性能アップも期番組の音が小さい」と言うクレームは少なく待できます。

なっているものと思われます。しかし、現在の対応は根本的な解決策とは言えません。制１０－３

作側の負担も少なく、視聴者も満足できる解ボリュームレベラー機能決策が求められます。

この機能はチャンネル間、番組間、入力間の音量レベル差を解消し、これらを切り替えても一定音量で聴取できるように制御する機

二回連載となった本稿は、2008 年 11 月の能です。ドルビーのホワイトペーパーには技術委員会オーディオ部会で配布した技術資「音声信号の聴感上の音量を常時測定し、知料を加筆修正したものです。

覚された音声の音量レベルが一定になるよう、知覚型処理エンジンを使用してマルチバンド参考文献のゲイン補正をダイナミックに行う、強力か

1. ARIB STD-B21v4.7

つユニークなソリューションです」とありま

2. ARIB STD-B31v1.7

す。

3. ARIB STD-B32v2.1
4. Dolby Digital Professional Encoding

ボリュームモデラー機能

Guidelines

二つ目はボリュームモデラー機能です。人5. JEITA CP-1203

１０－４は聴取音量を下げてゆくと、知覚感度以下に

6. ATSC A/52Bなる周波数帯を生じますが、これを知覚感度7. ETSI TS 101 154 v1.8.1以下にならないようにレベル制御する機能で8. Dolby Volume White Paper J07/18114

す。つまり、等ラウドネス曲線（古くはフレッチャー／マンソン、現在はロビンソン／ダッドソンの曲線）を利用したレベル制御です。
人間の聴覚は中域と比べ低域、高域の感度が低くなります。聴取レベルを下げてゆくと、中域の音は聴こえていても、低域や高域の音6/6