次世代高清音頻編解碼技術(shù)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 by Digital 帶有更豐富的聲音信息。杜比數(shù)字系統(tǒng)一般將 聲道聲軌壓縮到 384bps，而有些光盤使用 448bps，最高可以到 640bps；DTS 通常使用大得多的比特率——1536bps。如果其他條件全都相同，則比特越多音質(zhì)就越好，這種說法對不對？不幸的是，對這個問題的回答并不那么容易，因為 Dolby Digital（縮寫為 DD）和 DTS 的數(shù)據(jù)壓縮電路是各不相同的。例如，一個編碼效率很低的信號，即使其比特率很高，也只是白白浪費比特和光盤空間，而不會改善音質(zhì)。一旦一個系統(tǒng)被稱為是“透明的” ，提高比特率也不會使它改善音質(zhì)。此外由于 DTS 比特率高于杜比，需要占用更多的空間，如果遇到 DVD 盤片容量限制，可能會對圖像質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，或者不得不增加額外一張光盤。DTS 分左、中、右、左環(huán)繞、右環(huán)繞 5 個聲道，加上低音聲道組成 聲道，這一點和杜比數(shù)字相同。但 DTS 在 DVD 中標準的數(shù)據(jù)流量為 1536kbps，而 Dolby Digital 的數(shù)據(jù)流量是 384Kbps～448Kbps，最高可提升到 640Kbps，顯然相比之下 DTS具體更高的數(shù)據(jù)流量，也就具有更低的數(shù)字壓縮比。數(shù)據(jù)壓縮比越低，占用的記錄空間越大，但其重放音質(zhì)就有可能越好，加之 DTS 采取高比特、高取樣率等措施，使之對原音重現(xiàn)的追求上就更進了一步，因此 DTS 被很多人認為比 Dolby Digital 具體更好的效果。關(guān)于杜比環(huán)繞和 DTS 環(huán)繞效果的爭論非常多，不同的人有不同的觀點。因為杜比數(shù)字系統(tǒng)和 DTS 都是利用心理聲學(xué)原理來對聲軌進行編碼的，所以傳統(tǒng)的噪聲和失真測量值不能表明哪一個系統(tǒng)的性能比較好，確定哪個系統(tǒng)性能較好的唯一方法就是聽音試驗。DTS 版本和杜比數(shù)字版本之間存在著聽覺上的差別，這些差別可能部分歸因于杜比數(shù)字處理技術(shù)和 DTS 處理技術(shù)兩者存在的差異。目前普遍來看 DTS 編碼在 6012赫茲左右的低頻部分可能略遜一點，而在中音和各聲樂配合的效果更出色一些。但是，人們能夠聽出來的這種差別是相當(dāng)微小的，尤其對于多聲道系統(tǒng)。也許更公正的說法是兩者是非常接近的對手，在某些情況下人們可能更喜歡杜比的效果，而有些情況下會更喜歡 DTS 的效果。DTS 技術(shù)開發(fā)出來以后，一在電影界公布，馬上受到大導(dǎo)演斯皮爾伯格和環(huán)球影業(yè)公司的高度重視，得到斯皮爾伯格大力支持，并率先在大型科幻電影“侏羅紀公園”中嘗試采用 DTS 技術(shù)。“侏羅紀公園”采用 DTS 取得空前成功之后，許多好菜塢電影亦紛紛開始引入 DTS 數(shù)字環(huán)繞音響系統(tǒng)。許多導(dǎo)演、制作人員以及混音師認為 DTS 是聲音再現(xiàn)性最佳的系統(tǒng)。然而由于推廣程度不夠，并且無法兼容 聲道的 Dolby Digital，當(dāng) 1995 美國年消費電子產(chǎn)品行業(yè)的 DVD 工作組為新的環(huán)繞聲格式找到最好的音頻編碼技術(shù)時，他們選擇了 Dolby Digital，所以第一代 DVD 播放機都是與 DTS不相兼容的。DTS ES 是在 聲道的 DTS 環(huán)繞基礎(chǔ)上增加了中置后環(huán)繞聲道，組成左、中、右、左環(huán)繞、右換、和后環(huán)繞的 6 聲道系統(tǒng)，加上低音聲道，稱之為 聲道，和 Dolby Digital surround EX 是相同的。最初的 DTS ES 系統(tǒng)是以與 Dolby Digital EX 相似的矩陣式（Matrix）來工作的。矩陣式 擴展式環(huán)繞聲由于增加了一路后中置環(huán)繞聲，其環(huán)繞聲場的現(xiàn)場感效果比起 聲道環(huán)繞聲有明顯改善，但因為采用的是矩陣方式來增加后中置環(huán)繞聲，其效果就尤如 Dolby Digital EX 方式中增加一路環(huán)繞聲時一樣，聲道間分離度差，聲場定位感不強，有模糊感。后來，由于市場競爭的需要，同時也為了追求更好的環(huán)繞音效，DTS公司推出了 DTS ES Discrete 系統(tǒng)，但是目前 DTS ES Discrete 還很少被采用。DTS ES Discrete 比 DTS ES Matrix 效果更好，它在 DTS 環(huán)繞聲道中多一個獨立音軌（就是是在母帶的 聲道核心區(qū)域之外，再附加一個獨立的延伸區(qū)域）。DTS ES Discrete 是真正的 聲道系統(tǒng)，它從制作、編碼到最后解碼都是完全按獨立的 聲道進行，所以會有更好的分離度效果。而 DTS ES Matrix 和 Dolby Digital EX 都是建立在 聲道的基礎(chǔ)上，通過矩陣編碼產(chǎn)生的第三個環(huán)繞聲道，因此被很多人認為它們不是真正的 聲道，只能算是 構(gòu)架下的 聲道。此外，對于支持 DTS ES 解碼功能的機器來說，還包含對 DTS Neo:6格式的環(huán)繞聲音效的支持。13第 3 章 次世代高清音頻的格式 杜比數(shù)字音頻編碼格式 Dolby Digital圖 digital 標識1994 年 12 月 27 日，日本先鋒公司宣布與美國的杜比實驗室合作研制成功一種嶄新的環(huán)繞聲制式，并命名為“杜比 AC3（Dolby Surround Audio Coding3） ”[3]。1997 年初，杜比實驗室已正式將杜比 AC3 環(huán)繞聲改稱為杜比數(shù)碼環(huán)繞聲（ Dolby Surround Digital） ，簡稱為 Dolby Digital。杜比數(shù)字是一種非常成熟的，并具備多種音頻編/ 解碼能力的尖端技術(shù)。杜比數(shù)字技術(shù)能傳輸單聲道、立體聲（兩聲道） 、或者多達 聲道的環(huán)繞聲（分離式*多聲道音頻） 。Dolby Digital 的 聲道：前左、前右、中間、左后環(huán)繞、右后環(huán)繞 5 個聲道，而“.1” 是指分離的低頻效果聲道（ 20120 赫茲） ，通常稱作LFE 聲道，簡稱 。Dolby Digital 目前被美國數(shù)字電視廣播系統(tǒng)使用，也是 DVD影片所使用的標準聲音格式。所以說 AC3 就是 的前身。我們再來看看它的效果，關(guān)于 數(shù)據(jù)的流量，兩聲道是 192Kbps（大約是未壓縮數(shù)據(jù)的 1/8 大小） ； 聲道的數(shù)據(jù)流量是 384Kbps～448Kbps，最高可提升到 640Kbps，數(shù)據(jù)的流量(下面用碼率代替) 越大代表壓縮的比例越小，音質(zhì)也就越好，可聽到的細節(jié)也會更多。 杜比數(shù)字環(huán)繞聲 EX14圖 杜比數(shù)字環(huán)繞聲 EX 標識杜比數(shù)字環(huán)繞聲 EX 原本是杜比實驗室與盧卡斯電影公司于 1998 年 10 月共同為電影院還音系統(tǒng)開發(fā)成功的一種 聲道數(shù)字環(huán)繞聲制式。原來的杜比數(shù)字(Dolby Digital)只有左環(huán)繞和右環(huán)繞兩個環(huán)繞聲道，杜比數(shù)字環(huán)繞 EX 在杜比數(shù)字(Dolby Digital)基礎(chǔ)上加入了第三個環(huán)繞聲道，位置在原來左環(huán)繞和右環(huán)繞中間。這樣，杜比數(shù)字環(huán)繞聲 EX（Dolby Digital Surround EX）就具有左、中、右、左環(huán)繞、右環(huán)繞、后環(huán)繞一共 6 個聲道，加上分離出來的低音聲道，原來的 聲道就變成 聲道，因此，Dolby Digital Surround EX 實際上是 聲道系統(tǒng)。杜比數(shù)字環(huán)繞 EX 的優(yōu)勢在于它包含了更真實的效果，具有更穩(wěn)定的聲像襯托電影氛圍及音樂，無論是影院還是家庭欣賞都能具備更和諧的環(huán)繞效果。電影膠片上的環(huán)繞 EX 聲軌中所附加的后置環(huán)繞聲信息以矩陣編碼方式編碼在傳統(tǒng)的杜比數(shù)字 聲軌通常都有的左、右環(huán)繞聲道上。這用軟件的方式實現(xiàn)了虛擬的 聲道，但要注意它的片源信號應(yīng)該還是 5 聲道的。 杜比數(shù)字+技術(shù)圖 杜比數(shù)字+標識高清圖像的完美伴音，杜比數(shù)字+技術(shù)是專為所有的高清節(jié)目與媒體所設(shè)計的下一代音頻技術(shù)。它的編碼效率能夠滿足未來的廣播需求，并且具有強大的功能與靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)即將到來的高清娛樂體驗的全部音頻潛力。杜比數(shù)字+技術(shù)建立在杜比數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)之上，杜比數(shù)字技術(shù)是全世界 DVD 和高清廣播節(jié)目的多聲道音頻標準 [4]。新特性：1）聲道數(shù)與節(jié)目數(shù)的擴展——可以處理多達 個聲道的音頻節(jié)目，并支持在一個已編碼比特流中攜帶多個節(jié)目。這個聲道擴展和上面的聲道擴展方式應(yīng)該有本質(zhì)不同，是聲音源的聲道擴展，而不是虛擬的。 2）碼率最高可達 6Mbps。在藍光光盤中碼率最高為 。 3）可以傳輸 聲道以上更高品質(zhì)的音頻，碼率高達 6Mbps。15 杜比 True HD 技術(shù)圖 杜比 True HD 標識杜比 True HD 是專為 Blueray 高清光盤媒體所開發(fā)的下一代無損壓縮技術(shù)。該技術(shù)所提供的絕佳音頻與清晰度最高的錄音棚母帶毫無區(qū)別，可以帶來真正的高清娛樂體驗。配合高清晰度的影像，杜比 True HD 技術(shù)能夠提供前所未有的家庭影院體驗，讓您能夠享受與高清晰度圖像一樣令人驚嘆的聲音。該技術(shù)是目前杜比體系中最高級的編碼格式。 特點如下：1）100％無損的編碼技術(shù)。2）碼率高達 18Mbps。3）支持多達八個分離式 24 比特/96kHz 全頻帶聲道。4）獲選作為藍光光盤的音頻標準。5）杜比 True HD 技術(shù)可以支持八個（ ）以上的聲道。 DTS 數(shù)字音頻編碼格式 DTS Digital Surround/DTS 數(shù)碼環(huán)繞圖 DTS 數(shù)碼環(huán)繞標識DTS Digital Surround 是最廣為流傳的一種，屬于 聲道系統(tǒng)，人們通常說的DTS 技術(shù)，或者 DTS 環(huán)繞，一般就是指 DTS Digital Surround。它由 6 個獨立聲道組成，具有高保真，高質(zhì)量的數(shù)碼環(huán)繞聲系統(tǒng)，專門為家庭影16院所設(shè)計，是擁有家庭影院設(shè)備和音樂愛好者的最佳選擇。作為 DTS 的核心技術(shù)，DTS 聲道環(huán)繞聲技術(shù)已被納入高清 DVD（HDDVD）以及藍光 DVD（Bluray ）的強制音頻標準格式。DTS 采用 CAC 方式工作，和 Dolby Digital 一樣也屬于利用心理聲學(xué)原理來對聲軌進行編碼的有損的數(shù)字壓縮技術(shù)。DTS Digital Surround 也分為左、中、右、左環(huán)繞、右環(huán)繞 5 個聲道，加上低音聲道組成 聲道，這一點和杜比數(shù)字相同。但 DTS 在DVD 中標準的數(shù)據(jù)流量為 1536kbps(又叫全碼 DTS，而在 HDTV 中的 768kbps 稱為半碼 DTS)，而 Dolby Digital 的數(shù)據(jù)流量僅僅是 384kbps~448kbps，最高可提升到640kbps，相比之下 DTS 顯然具有更高的數(shù)據(jù)流量，也就具有更低的壓縮比，其重放音質(zhì)就有可能更好。DTS 采取高取樣率，使之對原音重現(xiàn)的追求更進一步，因此 DTS 被很多人認為是比 Dolby Digital 具有更好音質(zhì)的編碼系統(tǒng)。 DTS +Digital Out圖 DTS +Digital Out 標識DTS +Digital Out 通過為 DVD 碟機增加一個混音后所獲得的兩聲道，而使得原有的 DTS Digital Out 功能得以擴展用戶可以將 DVD 碟機和任何立體聲系統(tǒng)相連接，即可享受 DTS 音軌的多種選擇，包括 DVD 電影，DVDAudio 碟片以及 DTS 音樂片源 DTS +Digital Out 為用戶提供了 DTS 兩聲道模擬輸出以及數(shù)字輸出，這樣一來，實際上是為用戶提供了便捷的升級的可能。只要用戶將 家庭影院系統(tǒng)相連接就可以享受數(shù)碼環(huán)繞的效果了。不論用戶將 DVD 碟機與幾個揚聲器相連接 DTS +Digital Out 都能夠保證用戶總能正常聽到 DTS 格式的聲源，不會出現(xiàn)因為沒有 DTS 解碼而無法聽到 DTS 音源的情況。17 DTS ES/DTS 擴展環(huán)繞 圖 DTS 擴展環(huán)繞 標識DTS ES 是在 聲道的 DTS 環(huán)繞基礎(chǔ)上增加了中置后環(huán)繞聲道，和 Dolby Digital surround EX 組成類似。共有 :左、中、右、左環(huán)繞、右環(huán)繞、和后中環(huán)繞的 6 聲道系統(tǒng)，加上低音聲道，稱之為 聲道。DTS ES 編碼又分為 DTS ES Matrix(矩陣式 DTS 環(huán)繞聲)和 DTS E5 Discrete(分離式 DTS 環(huán)繞聲)兩種。DTS ES 系統(tǒng)是以與 Dolby Digital EX 相似的矩陣(Matrix)方式工作，采用矩陣運算方式來獲得后中置環(huán)繞聲道，雖然其環(huán)繞效果比起 聲道有明顯改善，但與 Dolby Digital EX 方式一樣，由矩陣運算產(chǎn)生的中置環(huán)繞聲道，分離度不夠高，聲場有模糊感定位度不強。為了追求更好的環(huán)繞音效，DTS 公司進一步推出了 DTS ES Discrete 系統(tǒng)，它在 DTS 環(huán)繞聲道中多設(shè)一個分離的音軌，因而 DTS ES Discrete 比 DTS ES Matrix 效果更好。DTS ES Discrete 是真正的 聲道系統(tǒng)，它從制作、編碼到最后解碼都是完全獨立的 聲道，所以有更好的分離度。而 DTS ES Matrix 和 Dolby Digital EX 都是建立在 聲道的基礎(chǔ)上，靠矩陣運算產(chǎn)生中置環(huán)繞聲道，因此很多人認為它們只能算是 構(gòu)架下的 聲道，不是真正的 聲道。更逼真的家庭影院體驗。由 7 個獨立的聲道組成的環(huán)繞聲系統(tǒng)，在原有 環(huán)繞聲的音箱位置，增加了一個后中置的聲道，形成了新的 聲道系統(tǒng)，讓人們體會到更真實，更豐富的現(xiàn)場感。DTS 是世界上唯一能為家庭影院提供獨立 擴展環(huán)繞技術(shù)的公司。 DTSNEO：6 立體聲升級環(huán)繞技術(shù)18圖 DTSNEO：6 立體聲升級環(huán)繞標識DTS Neo:6 也叫 DTS 新 6 聲道，是針對 Dolby Pro Logic Ⅱ（杜比定向邏輯Ⅱ）而發(fā)展起來的一種新解碼制式，即使是普通的立體聲信號，也能產(chǎn)生環(huán)繞 6 聲場的效果。也就是說 DTS Neo:6 并不是一種針對 DTS 錄音而來，它是一種解碼技術(shù)，它是利用矩陣編解碼原理，將傳統(tǒng)的不論是模擬方式還是數(shù)字