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聲音編碼
在對于聲音的處理上有幾個巨頭,他們的發展也帶動了聲音解碼的一次次革命。先看一下他們的歷史軌跡。杜比的發展歷史。
發展依次為杜比AC-3、杜比EX、杜比plus、杜比TrueHD,前3代都屬于有損壓縮,TrunHD屬于無損壓縮。在功放機里,會分別顯示為DD、DD EX、DD+、TrueHD,看到相應字符,你就可以知道此時功放工作在何種狀態下。
DTS也經歷過幾代發展,DTS、DTS ex、DTS-HD HR、DTS-HD MA,注意DTS-HD下面還分高低2種技術,只有DTS-HD MA才是真正無損壓縮,其他幾代都是有損的。
杜比(Dobly)
提到聲音解碼就要提大名鼎鼎的杜比了。杜比是以一個人的名字命名的,在對于聲音編碼方面一直引領著行業的發展。我們目前的大多數視頻中,都可以看到他的身影。
dobly杜比AC-3
杜比數字技術(Dolby Digital)。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繞聲制式,并命名為“杜比AC-3(Dolby Surround Audio Coding-3)”。1997年初,杜比實驗室已正式將杜比AC-3環繞聲改稱為杜比數碼環繞聲(Dolby Surround Digital),簡稱為Dolby Digital。
杜比數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。杜比數字技術能傳輸單聲道、立體聲(兩聲道)、或者多達5.1聲道的環繞聲(分離式*多聲道音頻)。當然應用到了高清時代,雙聲道、單聲道等早已經是被時代拋棄的了。我們關心的是5.1聲道環繞聲。
杜比數字AC-3提供的環繞聲系統由五個全頻域聲道加一個超低音聲道組成,所以被稱作5.1個聲道。五個聲道包括前置的“左聲道”、“中置聲道”、“右聲道”、后置的“左環繞聲道”和“右環繞聲道”。這些聲道的頻率范圍均為全頻域響應3-20000Hz。第六個聲道也就是超低音聲道包含了一些額外的低音信息,使得一些場景如爆炸、撞擊聲等的效果更好。由于這個聲道的頻率響應為3-120Hz,所以稱“.1“聲道。
杜比數字環繞聲EX(Dolby Digital Surround EX)
杜比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開發成功的一種6.1聲道數字環繞聲制式。原來的杜比數字(Dolby Digital)只有左環繞和右環繞兩個環繞聲道,杜比數字環繞EX在杜比數字(Dolby Digital)基礎上加入了第三個環繞聲道,位置在原來左環繞和右環繞中間。環繞聲效果更為顯著。這樣,杜比數字環繞聲EX(Dolby Digital Surround EX)就具有左、中、右、左環繞、右環繞、后環繞一共6個聲道,加上分離出來的低音聲道,原來的5.1聲道就變成6.1聲道,因此,Dolby Digital Surround EX實際上是6.1聲道系統。
杜比Digital EX就是在杜比5.1基礎上增加了一個后置環繞,增加的我們可以認為是“后中置”,這樣能完成從Audigy的5.1六聲道向6.1七聲道的輸出升級能力。有了這個后置中央聲道,我們欣賞大片時可以用身心感受后置左右聲道之間的重要過渡和暗示信號,從而體會到真實的現場感,用一個詞來形容就叫做身臨其境。尤其是當觀看影片時候從頭上或者從身邊開過一輛車或者飛機時候,那種呼嘯而過的感覺讓人十分銷魂。
目前支持杜比數字EX的影片已有不少,如《飄流者》《角斗士》《星戰前轉》《魔戒指環王》《阿凡達》等等等等……個人覺得新格式普及得速度驚人。
杜比plus技術(Dolby Digital Plus、DD+)
杜比數字+技術是為將來的傳輸格式而設計的,但是與當前所有的A/V接收機完全兼容。通過杜比數字+技術,你可以得到更高品質的音頻,更多的聲道和更大的靈活性。杜比數字+技術會讓你的耳朵感到驚嘆。
杜比數字+的特點如下:
1.分離式聲道輸出的多聲道環繞聲。
2.聲道數與節目數的擴展——可以處理多達7.1個聲道的音頻節目,并支持在一個已編碼比特流中攜帶多個節目。
3.能夠輸出杜比數字比特流,在現有的杜比數字系統上播放。碼率最高可達6Mbps。在HDDVD中碼率至少為3Mbps,在Blu-ray光盤中碼率最高為1.7Mbps。
4.精確再現導演與制作者精心設計的音效。為高端音響系統提供互動式混音與流媒體傳輸功能。
5.得到HDMI的支持,這是為高清晰度影音而開發的新的單線數字接口。
在杜比數字+技術中,杜比首次從編碼到播放真正實現7.1聲道,,因為7.1聲道有雙路后中置(6.1聲道只有一個后置),而這雙路后中置的最大作用就是為了防止聽者因為沒有坐在皇帝位而在聽覺上產生聲場的偏差。雖然DolbyProLogicIIx也能實現7.1聲道的播放,但由于音頻源文件并非7.1編碼,必須依靠芯片經過復雜的音頻函數運算,當然實現出的效果也無法與真正7.1編碼的相比。
杜比TrueHD技術(Dolby TrueHD)
杜比TrueHD是下一代的音頻編碼技術,它可以提供純凈、無損的多聲道音頻。 在杜比TrueHD中拓展了元數據支持的范圍,使內容制作商可以對音頻播放過程進行更高級的控制,保證各種聆聽環境都能有非凡的音效。
杜比TrueHD技術可以提供質樸的錄音棚母帶品質的聲音,與原始錄制的音效毫無二致。下一代的高清光盤播放機會兼容當前的A/V接收機。
不管你擁有的是采用杜比數字技術的傳統的A/V接收機,還是具備HDMI接口或外置多聲道線性輸入的新式A/V接收機。也就是說不管是現在的高清播放機還是以后的高清播放機,這個技術都會兼容。
說完了巨頭dobly以后我們開始再看一下另一有實力的存在,那就是DTS。同樣大名鼎鼎的它在聲音解碼的探索上也寫下了濃重的一筆。
DTS
DTS是“Digital Theatre System”的縮寫,是“數字化影院系統”的意思。從技術上講,DTS與包括Dolby Digital在內的其它聲音處理系統是完全不同的。
1.DTS Digital
與Dolby Digital編碼格式類似,Digital Theater Sound也是一種有損音頻編碼技術。在電影中DTS的壓縮比例通常在2.9:1到4.3:1之間。它所采用的壓縮算法并不是基于人耳的聽覺,而是基于數據的冗余度。由于采用了帶有線形預測和自適應功能的小波編碼方式,它能夠非常有效地減少數據冗余度并進行壓縮。
開發DTS系統的宗旨是想建立一個適用于所有影院的統一的數字音頻標準,而不僅僅針對音響演示廳。它并不主張把音頻數據直接保存到電影膠片上,而是試圖通過其他媒介來實現更簡便、更廉價、更穩定、更靈活同時具有更高音質的電影聲音回放。由于DTS致力于把聲音播放與電影膠片分離開來,這也成為它與其他影院聲音系統最大的不同,比如它最主要的競爭對手—Dolby Digital系統。
不過如果我們僅僅討論在家庭中觀看DVD影碟的話,這兩種環繞聲系統之間并沒有特別明顯的差異,它們都需要硬件或者軟件的解碼器將數據分解為6個聲道(5.1)。這是因為制作DVD影碟時,Dolby的音軌就不用再保存在電影膠片的邊緣了。
DTS分左、中、右、左環繞、右環繞5個聲道,加上低音聲道組成5.1聲道,這一點和杜比數字相同。但DTS在DVD中標準的數據流量為1536kbps(又叫全碼DTS,以前在HDTV中我們還能看到很多768kbps的半碼DTS),而Dolby Digital的數據流量是384Kbps~448Kbps,最高可提升到640Kbps,顯然相比之下DTS具體更高的數據流量,也就具有更低的數字壓縮比。數據壓縮比越低,占用的記錄空間越大,但其重放音質就有可能越好,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。
2.DTS ES
DTS-es稱為“擴展環繞聲”,分為DTS-es分離6.1及矩陣6.1兩種,DTS-es 是DTS5.1聲道的增強版。當DTS-es分離6.1解碼時,解碼器將DTS信號的核心部分與擴展部分作為一個整體考慮,利用算術減法可恢復出環繞左/右聲道,環繞中置(又稱背環繞中置)是直接解碼而得,因此可產生完全分離的6.1聲場。而矩陣6.1解碼時只考慮信號的核心部分,忽略了擴展部分,但由于采用了DTS的專利后處理es矩陣模塊,仍然能產生6.1“擴展環繞”聲場。從這里可以看出,es的兩種解碼方式是有差異的。
增強的更逼真的家庭影院體驗。由7個獨立的聲道組成的環繞聲系統,在原有5.1環繞聲的音箱位置,增加了一個后中置的聲道,形成了新的6.1聲道系統,讓人們體會到更真實,更豐富的現場感。但是他也只是DTS5.1聲道的增強版,使用一個額外的背環繞中置揚聲器來實現6.1回放。DTS是世界上唯一能為家庭影院提供獨立6.1擴展環繞技術的公司。
3.DTS -HD
DTS在ES 6.1聲道之后推出過更多聲道的DTS+格式,這個DTS-HD就是DTS++的正式注冊商標名稱。
這些特性是依靠碼率較低的DTS HD格式來實現的,因為網絡對速度的要求限制了傳輸數據流的帶寬,不過DTS HD的數據流量完全可以根據使用者所需要的聲音品質來做出靈活的變換,并且通過DTS公司新開發的無損壓縮技術,讓DTS HD的壓縮比與Dolby Digital Plus相比要少,因而損失的細節更少,從而達到了品質更高的聲音傳送。 DTS HD(在一些藍光光盤及HD-DVD文件中仍稱為DTS++)已入選高清DVD(HD-DVD)以及藍光DVD(Blu-ray)兩種標準格式的音頻備選方案。
DTS-HD能編碼和解碼的DTS格式有三種:DTS-HD主體音頻(Master Audio),DTS-HD高分辨率音頻(High Resolution Audio)和DTS數字環繞聲(Digital Surround)。可以對付各式各樣的最新娛樂要求。DTS-HD 7.1聲道是在傳統的5.1聲道上增加了二個附加聲道。就這二個聲道就能使新系統的環繞聲效果遠遠高過傳統環繞聲。
說了這么多其實相對于Dobly和DTS來說,拋去大家的偏愛的話,其實實際的效果在我們人類的接受范圍內能夠分辨的差異非常小。因此不影響大家的選購。
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