次世代高清音頻編解碼技術(shù)(畢業(yè)論文)

1、次世代高清音頻編解碼技術(shù)Researching of the next generation high definition audio codec technology專 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 摘摘 要要近年來以數(shù)字音頻技術(shù)為代表的多媒體技術(shù)飛速發(fā)展，CD，DVD 等早已走進(jìn)千家萬戶，高清晰數(shù)字節(jié)目廣播則正在全球范圍內(nèi)逐步開展。AC-3 是杜比實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的數(shù)字音頻編碼技術(shù)，該技術(shù)可以傳輸和存儲(chǔ)多達(dá) 5 個(gè)全頻帶聲道和一個(gè)低頻效果聲道，而所占用的存儲(chǔ)空間比 CD 上一路線性 PCM 編碼所占用的空間還要少。由于 AC-3 系統(tǒng)編碼靈活，在消費(fèi)電子領(lǐng)域，當(dāng)前大

2、多數(shù)的電影制作都使用了該技術(shù)，美國等國家的數(shù)字電視系統(tǒng)也采用該技術(shù)作為音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化影院系統(tǒng)(DTS)5.1 環(huán)繞立體聲編碼格式也便應(yīng)運(yùn)而生，為人們提供了高品質(zhì)的聽覺享受，目前廣泛應(yīng)用于影院、DVD、HDTV 等消費(fèi)電子領(lǐng)域。本文主要介紹了杜比數(shù)字音頻和 DTS 數(shù)字音頻的發(fā)展，比較了杜比數(shù)字音頻和DTS 數(shù)字音頻的優(yōu)缺點(diǎn)，詳細(xì)介紹了次世代高清音頻的格式，研究了 AC-3、DTS 的編碼及解碼技術(shù)，詳細(xì)研究了 AC-3 編碼器核心算法模塊：輸入濾波、暫穩(wěn)態(tài)判決、MDCT、指數(shù)編碼、比特分配。推導(dǎo)并實(shí)現(xiàn)了用 N4 點(diǎn) FFT 實(shí)現(xiàn) N 點(diǎn) MDCT 的快速算法，并將短窗 MDCT 轉(zhuǎn)換為與

3、長(zhǎng)窗 MDCT 一致的計(jì)算方式。研究了 DTS 音頻編解碼器核心算法模塊，包括子帶編碼、矢量量化、塊解碼、循環(huán)冗余校驗(yàn)、差分脈沖調(diào)制解碼、聯(lián)合子帶解碼和低頻效果聲道插值。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：AC-3、DTS、解碼、算法IAbstractDigital audio technology as the representative multimedia technology has developed rapidly recently. CD, DVD and other multimedia devices have already been applied in thousands of famil

4、ies. High-definition digital broadcasting is developing gradually worldwide. AC-3 is a digital audio coding technology developed by Dolby Lab. The technology can transfer or store as many as 5 full frequency band channels and a low frequency effect channel, the memory required is less than one chann

5、el linear PCM data in CD. Due to the flexibility of AC-3 system, in the custom electronic domain, most of movies are using this technology now, and the digital TV system of several countries, like America, also make use of this technology as the standard of audio coding. The digital theater system (

6、DTS)5.1 surround sound encoding format came into being, which could provide people with a high quality acoustic enjoyment. Now DTS has been widely used in films, DVD,HDTV and other consumer electronics.Dolby digital and DTS audio was studied in this paper, development and digital audio formats, this

7、 paper introduces the AC-3, DTS, encoding and decoding technology. AC-3 encoder core arithmetic modules are presented in detail, including input filter, transient detection, MDCT, exponents encoding, and bit allocation. The N point MDCT fast algorithm by N/4 point FFT is deduced and realized, short

8、windowed MDCT is conversed to the form similar to long windowed MDCT, The core algorithm modules of DTS audio codec were studied in detail, including sub-band coding, vector quantization coding, block decoding, cyclic redundancy check, adaptive differential pulse code modulation decoding, the joint

9、sub-band decoding and low-frequency effect channel interpolation.Key words: AC-3;DTS; decode; arithmeticII目 錄第 1 章 緒論.11.1 課題研究的背景及意義.11.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及分析.21.3 次世代高清音頻的前景.2第 2 章 次世代高清音頻的發(fā)展.42.1 高清音頻的產(chǎn)生.42.2 杜比實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介.72.3 DTS 簡(jiǎn)介.82.3.1 DTS 公司簡(jiǎn)介.82.3.2DTS 的優(yōu)勢(shì).102.4Dolby 與 DTS 的比較.10第 3 章 次世代高清音頻的格式.133.1 杜

10、比數(shù)字音頻編碼格式.133.1.1 Dolby Digital .133.1.2 杜比數(shù)字環(huán)繞聲 EX.133.1.3 杜比數(shù)字+技術(shù).143.1.4 杜比 True HD 技術(shù) .153.2 DTS 數(shù)字音頻編碼格式.153.2.1 DTS Digital Surround/DTS 5.1 數(shù)碼環(huán)繞.153.2.2 DTS 2.0+Digital Out .163.2.3 DTS ES/DTS 擴(kuò)展環(huán)繞 6.1 .173.2.4 DTSNEO：6 立體聲升級(jí)環(huán)繞技術(shù).173.2.5DTS96/24 格式.183.2.6 DTS-HD .183.2.7 DTS-HD MA .203.3 完全無

11、壓縮脈碼調(diào)制 LPCM.203.4 THX.21III第 4 章 次世代高清音頻的編碼.244.1 數(shù)字音頻編碼的原理.244.1.1 心理聲學(xué)模型 .244.1.2 音頻信號(hào)的感覺編碼 .254.2 AC-3 的編解碼技術(shù).264.3 DTS 音頻編碼.294.3.1 DTS 音頻編碼概述編碼過程.294.3.2 DTS 編碼關(guān)鍵技術(shù).30第 5 章 次世代高清音頻的算法.335.1 AC-3 算法分析.335.1.1 AC-3 碼流結(jié)構(gòu).335.1.2 AC-3 解碼算法描述.355.2DTS 解碼算法研究.395.2.1DTS 解碼基本流程.395.2.2DTS 解碼各主要模塊詳述.39

12、第 6 章 總結(jié)與展望.44致謝.45參考文獻(xiàn).460第 1 章 緒論 1.1 課題研究的背景及意義人類進(jìn)入21世紀(jì)，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，消費(fèi)類電子、通信、傳媒、計(jì)算機(jī)技術(shù)日益緊密地結(jié)合起來，計(jì)算機(jī)與通訊、娛樂業(yè)的融合，使得人們已生活在一個(gè)幾乎數(shù)字化的多媒體世界當(dāng)中。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，影音存儲(chǔ)媒介的發(fā)展形式從傳統(tǒng)的光盤慢慢地轉(zhuǎn)向硬盤。與此同時(shí)，網(wǎng)上的音樂資源數(shù)量正在日益刷新，這讓新世代的音響器材不斷地與電腦相結(jié)合才能適應(yīng)市場(chǎng)的變化。因?yàn)橛脭?shù)字方法記錄聲音比用模擬方法記錄聲音具有更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，例如傳輸時(shí)抗噪聲能力強(qiáng)、增加音頻動(dòng)態(tài)范圍、多次翻錄沒有信號(hào)衰減等。但是數(shù)字聲音最大的缺陷是記錄的

13、數(shù)據(jù)量大，表現(xiàn)在兩個(gè)方面:其一是在傳輸過程中，傳輸數(shù)字聲音需要占用很寬的傳輸帶寬;其二是在存儲(chǔ)過程中，需要占用大量的存儲(chǔ)空間。所以在數(shù)字音頻中需要采用數(shù)字音頻壓縮技術(shù)，對(duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。人們對(duì)音頻質(zhì)量的要求正在不斷地提高，從單聲道到立體聲，又在向多聲道發(fā)展1。然而，傳輸帶寬和存儲(chǔ)媒體容量卻是有限的，需要用音頻壓縮編碼方法對(duì)多通道數(shù)字音頻進(jìn)行處理。PCM技術(shù)是應(yīng)用最普遍的數(shù)字音頻存儲(chǔ)格式，也是音頻數(shù)據(jù)壓縮的基礎(chǔ)。它是以固定的頻率對(duì)音頻信號(hào)采樣，并且用固定數(shù)目的比特?cái)?shù)來表示所采樣的音頻信號(hào)。音頻的發(fā)展是從聲道數(shù)和碼率上提高，從2聲道發(fā)展到4.0、5.1、6.1、7.1從kbps發(fā)展到Mbps、1

14、0Mbps從有損壓縮編碼發(fā)展到無損壓縮編碼、無壓縮編碼“次世代”音頻就是無壓縮編碼2。談到數(shù)字音頻編碼，不能不提到兩大音頻標(biāo)準(zhǔn)的制定者DTS和Dolby。他們分別推出了自己研發(fā)出的“次世代”音頻格式?！按问来惫Ψ艡C(jī)一般具備HDMI輸入和輸出接口3。聲道技術(shù)的發(fā)展大力促進(jìn)了近代數(shù)字音頻技術(shù)的進(jìn)步，它經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：由留聲機(jī)的發(fā)明開始到上世紀(jì)的50年代為第一時(shí)期，單聲道是這一時(shí)期的主要特征，重放出原聲音中的音色是人們的主要目的，而不需要考慮聲音重放時(shí)的空間特性4。第二個(gè)時(shí)期是雙聲道的立體聲，它增加了兩維的信息，并改進(jìn)了音色的重放效果，演員的聲舞臺(tái)由左右聲道所展寬，其他的一系列音響內(nèi)容能使聆聽者感

15、覺到前后空間差異，它在上世紀(jì)50年代中期才開始大眾化并為人類提供了近40年的聆聽享受。第三個(gè)時(shí)期由多聲道為代表，從三聲道杜比環(huán)繞立體聲(Dolby Surround)到四聲道杜比專業(yè)邏輯(Dolby Pr. Logic)到五聲道Home THX4.1到六聲道杜比1AC-3再到UN 5.1系統(tǒng)到最近新推出的雅馬哈(YAMAHA)的Cinema DSP 7.1系統(tǒng)，不斷擴(kuò)充和完善著多聲道環(huán)繞立體聲系統(tǒng)6。它們從20世紀(jì)90年代開始陸續(xù)走進(jìn)影院，使電影和音樂更具有感染力，為人們營造出身臨其境的感覺。未來還會(huì)不斷涌現(xiàn)出新的多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)來滿足人們對(duì)于高品質(zhì)音效的追求。目前，高品質(zhì)聲音的主流是 CD

16、音質(zhì)，其采樣頻率為 48kHz 或 44.1kHz，以每個(gè)采樣點(diǎn) 16bit 的精度進(jìn)行編碼，其比特率將達(dá)到每個(gè)通道 768kbps(48kHz 采樣率)和705.6kbps(44.1kHz 采樣率)，雙聲道立體聲分別需要 1.54Mbps 和 1.41Mbps 的碼率。而如果采用新的音頻編碼技術(shù)，則可以在保持同等音質(zhì)的前提下，實(shí)現(xiàn) 64kbps128kbps速率編碼。以 44.1K 樣本/秒計(jì)算，相當(dāng)于每個(gè)采樣點(diǎn) 1.5bit，以如此低的平均信息量能達(dá)到接近于 CD 的高音質(zhì)，這就是高品質(zhì)數(shù)字音頻編碼要達(dá)到的目的。 1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀及分析隨著 DVD 在家庭中的普及，DTS 也慢慢被

17、我們熟知。通過一臺(tái)可以讀取 DTS 音軌的 DVD，外加 DTS 解碼器就可以實(shí)現(xiàn) DTS 音軌影碟的播放了。目前針對(duì)家庭的應(yīng)用，DTS 標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)了許多的子集，DTS 公司為符合這些子集規(guī)范的編碼器或者解碼器給予不同的標(biāo)識(shí)，包括 DTS 96/24，DTS ES，DTS Neo:6，DTS-HD 等7。世界上第一家將 DTS 技術(shù)用在汽車上的汽車制造商是日本豐田公司，在 2004 年的時(shí)候，美國的第一輛裝備有 DTS 系統(tǒng)的汽車也問世了。汽車的配套服務(wù)商們也積極的投入到車載DTS 5.1 聲道播放器的研制中，為客戶改裝或是加裝音響系統(tǒng)，讓駕駛者在旅途中也能享受到 5.1 聲道美妙動(dòng)人的音樂旋律

18、。許多大型的晚會(huì)、音樂會(huì)以及運(yùn)動(dòng)會(huì)通過 DVB以 DTS 音頻格式在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行了廣播，尤其是世界矚目的北京 2008 年奧運(yùn)會(huì)的高清轉(zhuǎn)播同樣使用了 DTS 作為音頻編碼傳輸格式。在電動(dòng)游戲領(lǐng)域，供應(yīng)商們提供了可在游戲機(jī)或個(gè)人電腦上運(yùn)行的、多聲道音效的游戲，利用聲卡加外接的音頻功率放大器，就可以享受 DTS 提供的逼真音效，讓人身臨其境，將游戲的娛樂性發(fā)揮到極至。以時(shí)尚和高端為定位的日本索尼公司也發(fā)售了型號(hào)為 MDR-DS3000 的無線耳機(jī)，該耳機(jī)上配有 DTS 的解碼器8。1.3 次世代高清音頻的前景當(dāng)新一代 BD（藍(lán)光碟） 、HD-DVD 儲(chǔ)存技術(shù)和高清晰的 HDTV 的熱潮來臨之際

19、，DTS-HD 環(huán)繞技術(shù)的到來無疑為它們提供了更廣闊的應(yīng)用舞臺(tái)，BD 和 HD-DVD 具備2了比當(dāng)前 DVD 高出幾十倍的儲(chǔ)存空間，如此大容量記錄令到搭載 DTS-HD 或是 Dolby Digital Plus 等各種環(huán)繞模式變得順理成章了，它們將為新一代的 DVD 帶來前所未有的高品質(zhì)視覺、音頻的享受。而配合 HDTV 高清電視的潮流，在未來日子我們無論是在家居欣賞普通電視節(jié)目，還是在網(wǎng)上看電影，都有機(jī)會(huì)欣賞到 DTS-HD 帶來的美妙環(huán)繞聲效果了。以往的立體聲到環(huán)繞聲被譽(yù)為是一次聽覺體驗(yàn)的飛躍，不過 DTS-HD 的誕生卻讓未來的大容量 DVD 數(shù)字視頻影像的實(shí)現(xiàn)如虎添翼，當(dāng)插上新一代

20、環(huán)繞聲效的翅膀就可以真正實(shí)現(xiàn) 7.1 聲道的數(shù)字輸出效果，讓聲音表現(xiàn)素質(zhì)再次提升9。目前我們所使用的 7.1 或者 9.1 聲道的 AV 功放機(jī)型并非真正意義的 7.1 聲道數(shù)字輸出。那么為何仍未真正邁進(jìn) 7.1 聲道輸出的時(shí)代呢？原來在當(dāng)前的高端 Hi-Fi 市場(chǎng)上不少 7.1 聲道、甚至 9.1 聲道等這類的 AV 功放均只是局限于模擬階段，它們其實(shí)是在現(xiàn)有的 5.1 聲道基礎(chǔ)上，當(dāng)解碼的時(shí)候進(jìn)行所謂模擬過程，產(chǎn)生出更多聲道，而并非真正意義上的 7.1 聲道數(shù)字輸出10。不過，DTS HD 這個(gè)環(huán)繞聲音標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)將把我們帶進(jìn)真正意義的 7.1 聲道輸出新境界。DTS HD 是徹底從編碼步驟

21、就開始讓 DVD 碟片擁有真正更多聲道的環(huán)繞模式，因?yàn)楫?dāng)制作 DVD 電影的時(shí)候，就已經(jīng)確定了 13.1 路、甚至 32 路的環(huán)繞聲模式在其中，并且配合 DTS HD 的超大的數(shù)據(jù)流量特點(diǎn)，確保了聲音的信息量和音質(zhì)都達(dá)到了更高的水準(zhǔn)，令到所還原出來的環(huán)繞聲更加接近真實(shí)效果。3第 2 章 次世代高清音頻的發(fā)展2.1 高清音頻的產(chǎn)生人們生活在環(huán)繞聲的環(huán)境中是勿容置疑的事實(shí)。但是，要讓音樂家所創(chuàng)作的不朽作品通過樂隊(duì)演奏（電影所敘述的場(chǎng)景）現(xiàn)場(chǎng)采集后怎樣保存和重現(xiàn)，聽音樂時(shí)怎樣讓聽者感受到樂隊(duì)中各種樂器的美妙聲音、各個(gè)樂器在樂隊(duì)所處的方位以及龐大樂團(tuán)集體發(fā)聲后的組合效果，電影中的各個(gè)發(fā)聲元素的發(fā)出與到

22、達(dá)與電影所敘述的情節(jié)怎樣吻合而讓觀眾有身臨其境的感覺等等，都是聲音記錄與還原專家們力求向聽者和觀眾提供完美的真實(shí)享受所要做的努力。最早的聲音記錄和還原都是單聲道的，如留聲機(jī)、電唱機(jī)，如圖2.1，隨著磁記錄技術(shù)的發(fā)展，聲音記錄與還原由機(jī)械振動(dòng)發(fā)生的唱片發(fā)展到了磁帶錄音機(jī)，如圖2.2。圖2.1留聲機(jī)與電唱機(jī)4圖2.2磁帶錄音播放機(jī)隨著電腦技術(shù)的突飛猛進(jìn)發(fā)展，電聲影像記錄由模擬轉(zhuǎn)向到了數(shù)字時(shí)代，在環(huán)繞聲實(shí)現(xiàn)方面，杜比公司作出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。1965年，第一臺(tái)杜比A型降噪器誕生，影響錄音界多年，此后，杜比實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一系列的技術(shù)：C型降噪、SR（頻譜錄音）、S型降噪、HX Pro、杜比立體聲、杜比環(huán)

23、繞、杜比定向邏輯、AC1、AC2、杜比數(shù)字（AC3）、杜比耳機(jī)、杜比E等。這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用于專業(yè)及民用音響器材，電影錄音，影院回放設(shè)備，數(shù)字廣播等方面。尤其是AC-3（5.1聲道）的出現(xiàn)，讓大家了解到多聲道的感受遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于2聲道。美國早在1987年便開始實(shí)施高清晰度電視(HDTV)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。杜比實(shí)驗(yàn)室的AC-3方案經(jīng)過激烈的競(jìng)爭(zhēng)，成為了美國ATSC(Advanced Television System Committee)在高清晰度電視伴音中使用的標(biāo)準(zhǔn)。此前，人們就想通過增加分離聲道的方法來提高聲音的重放質(zhì)量，但由于技術(shù)的限制沒有實(shí)現(xiàn)。杜比實(shí)驗(yàn)室在經(jīng)歷了Dolby AC-1和Dolb

24、y AC-2的失敗之后，終于成功開發(fā)出DolbyAC-3多聲道音頻編碼系統(tǒng)。Dolby AC-3系統(tǒng)在電影領(lǐng)域的首次應(yīng)用便大獲成功，實(shí)現(xiàn)了人們當(dāng)初的夢(mèng)想，盡管AC-3最初的設(shè)計(jì)構(gòu)想是在HDTV中應(yīng)用。杜比數(shù)字聲系統(tǒng)具16、20和24比特的量化動(dòng)態(tài)范圍，一般采用10:1的壓縮比，5.1聲道數(shù)據(jù)率最高支持每秒鐘384，000比特，支持32kHz，44.1kHz和48kHz的采樣率。使用相干聲學(xué)編碼方式的DTS要晚于Dolby AC-3出現(xiàn)，它可以把6個(gè)聲道的高質(zhì)量音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一張DVD光盤上。在1993年影片侏羅紀(jì)公園里DTS5編碼系統(tǒng)首次被應(yīng)用，從此便名聲大噪，它的壓縮比要比DolbyAC-3

25、低，但由于其本身的播放特點(diǎn)，有較多的存儲(chǔ)空間來存放音效數(shù)據(jù)，因此這個(gè)看似的缺點(diǎn)成為它的優(yōu)點(diǎn)，它擁有更好的重放聲音質(zhì)量。384kb/s的數(shù)據(jù)率完全能夠存放在一張DVD碟片上，可以說最初是DVD成就了DTS，DTS提供給人們的高品質(zhì)音效同樣成就了DVD的發(fā)展和普及。目前主要是DTS和AC-3兩種系統(tǒng)在大眾消費(fèi)市場(chǎng)和電影院市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。從技術(shù)的角度來講，DTS與當(dāng)時(shí)任何的音頻系統(tǒng)(包括DolbyAC-3)在聲音錄制方式和重放方式上完全不同。在DTS之前的一些音頻系統(tǒng)中，音效數(shù)據(jù)是儲(chǔ)存在電影膠片的齒孔間，由于齒孔狹小導(dǎo)致存儲(chǔ)空間嚴(yán)重受限，必須采用較大的壓縮比對(duì)聲音進(jìn)行壓縮錄制，這是以犧牲聲音質(zhì)量為代價(jià)的。

26、而當(dāng)時(shí)默默無聞的小公司DTS用簡(jiǎn)單的方法輕而易舉的解決了困擾人們多年的問題，其方法就是將原本存放在膠片上的音效數(shù)據(jù)存放在一張CD中，只要CD播放器中的聲音與影像保持同步，即可完美再現(xiàn)電影中的場(chǎng)景。同時(shí)DTS還解決了電影國際化中遇到的語言問題，通過更換存放音效數(shù)據(jù)的CD碟片，就可實(shí)現(xiàn)不同語言版本的電影播放。DTS借此在專業(yè)影院領(lǐng)域一舉超過了DolbyAC-3。隨著高清晰度電視時(shí)代的到來，以及新型的BD和HD DVD光盤的問世，各大公司都為了在高清晰電視領(lǐng)域爭(zhēng)得一席之地而努力研發(fā)自己的新型環(huán)繞聲系統(tǒng)。杜比實(shí)驗(yàn)室就在2004年的東京國際錄音師協(xié)會(huì)(Audio Engineering Society，

27、 AES)大會(huì)上，首次展示了全新的杜比數(shù)字+(Dolby Digital Plus)系統(tǒng)，隨后還推出了Dolby True HD系統(tǒng)，這兩個(gè)系統(tǒng)都是為高清光盤格式的發(fā)展而設(shè)計(jì)的多聲道聲頻格式。而數(shù)字影院系統(tǒng)公司也不甘示弱，推出了DTS HD系統(tǒng)。目前來看DTS和AC-3難分高下。5.1環(huán)繞立體聲系統(tǒng)中的“.1”表示一個(gè)低音效果聲道(LFE)；“5”則代表5個(gè)全頻率聲道，分別是前置左聲道、前置中間聲道、前置右聲道、后置左聲道和后置右聲道。目前應(yīng)用最為廣泛的兩種數(shù)字5.1環(huán)繞聲格式分別是杜比實(shí)驗(yàn)室的AC-3系統(tǒng)和數(shù)字影院系統(tǒng)公司的DTS(Digital Theater System)系統(tǒng)，兩者的性

28、能參數(shù)對(duì)比如表2.1所示1。6表2.1 AC-3和DTS的性能參數(shù)對(duì)比技術(shù)參數(shù)Dolby 5.1系統(tǒng)DTS 5.1系統(tǒng)壓縮算法DolbyAC-3APT-X100采樣頻率32，44.1，48kHz8kHz-192kHz模擬輸出6聲道：左右中置，后左后右和超重低音聲道6聲道：左右中置，后左后右和超重低音聲道全頻聲道20Hz-20kHz0.5dB20Hz-20kHz低頻聲道20Hz-120kHz0.5dB20Hz-80kHz動(dòng)態(tài)范圍120dB(20bit)最高至145dB數(shù)據(jù)率32kb/s-640kb/s32kb/s-6144kb/s壓縮比10:13:1-40:12.2 杜比實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介杜比實(shí)驗(yàn)室是由

29、瑞米爾頓杜比博士建立的。杜比博士1933年生于美國俄勒岡州波特蘭市，成長(zhǎng)于舊金山灣區(qū)。他16歲還在高中讀書時(shí)，就在Ampex公司打工。該公司是美國最早生產(chǎn)磁帶錄制設(shè)備的廠家之一。稍后，他負(fù)責(zé)開發(fā)該公司研制的世界上第一臺(tái)實(shí)用錄像機(jī)的電子電路部分。1957年杜比自斯坦福大學(xué)畢業(yè)，獲得英國劍橋大學(xué)提供的馬歇爾獎(jiǎng)學(xué)金，研究長(zhǎng)波段X光。1961年他獲得物理學(xué)博士學(xué)位。1963年，他接受聯(lián)合國任命前往印度擔(dān)任為期兩年的顧問。作為一個(gè)業(yè)余錄音愛好者，杜比博士多年以來認(rèn)識(shí)到在磁帶上錄制音頻或視頻信號(hào)時(shí)本底噪聲對(duì)錄制質(zhì)量的損壞。在印度時(shí)他開始認(rèn)真地思考一種降低噪聲而又不損害錄制質(zhì)量的辦法。他的這些探索成為后來杜

30、比A降噪，B降噪和C降噪系統(tǒng)的基礎(chǔ)。1965年回到英國后，他在倫敦建立了自己的實(shí)驗(yàn)室用以實(shí)施他在印度時(shí)想到的方案。1968年成立了以杜比實(shí)驗(yàn)室命名的公司。盡管在公司成立的前10年，工作的中心在英國，但它一直是一家美國公司。1976年后，公司的主要工作轉(zhuǎn)移到舊金山。1965年，第一臺(tái)杜比A型降噪器（A代表音頻Audio）生產(chǎn)了出來。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能針對(duì)多種音頻降噪應(yīng)用，尤其是可以解決錄音棚中錄制母帶時(shí)磁帶錄音機(jī)產(chǎn)生的噪7聲。到1966年為止，已經(jīng)有好幾種降噪技術(shù)問世，但它們都多少要損害錄音質(zhì)量。因此杜比博士當(dāng)時(shí)面臨的困難是如何使業(yè)內(nèi)人士和潛在客戶相信他的技術(shù)。那時(shí)，多軌錄音機(jī)，從4軌，8軌，16軌

31、到24軌，開始應(yīng)用，當(dāng)多軌錄制的磁帶進(jìn)行混音時(shí)，其混錄的兩軌母帶噪聲電平比雙軌直接錄制的母帶要高很多。1966年1月，Decca唱片公司英國部認(rèn)為杜比A型降噪器的確能如杜比博士所描述地那樣發(fā)揮作用，于是定購了9臺(tái)杜比A301A型降噪器，首次應(yīng)用于1966年5月在維也納錄制阿什肯那齊演奏的莫扎特的一些鋼琴協(xié)奏曲。1966年11月，Decca出版了第一張應(yīng)用杜比A型降噪器錄制的唱片由索爾第指揮的馬勒第二交響曲。隨后，錄音行業(yè)開始承認(rèn)并大量使用杜比A型降噪系統(tǒng)。一開始只用于錄古典音樂，當(dāng)多軌錄音技術(shù)推廣后，便得以更廣泛的應(yīng)用。不久，全世界專業(yè)和非專業(yè)人士都開始將杜比與高質(zhì)量錄音聯(lián)系在一起。隨著希望將

32、杜比發(fā)明的降噪技術(shù)用于民品錄音機(jī)的呼聲的不斷升高，在一家美國商用磁帶錄音機(jī)制造商KLH公司的敦促下，1967年4月杜比實(shí)驗(yàn)室開始研制更實(shí)用的民用降噪技術(shù)，起初稱為簡(jiǎn)化杜比系統(tǒng)，后來成為廣為人知的杜比B型降噪技術(shù)。在杜比B降噪技術(shù)的開發(fā)接近完成時(shí)，杜比博士作出決定，杜比實(shí)驗(yàn)室將不生產(chǎn)民用音頻產(chǎn)品或稱消費(fèi)電子產(chǎn)品，而是向廠家授權(quán)杜比的技術(shù)，再由已經(jīng)很成熟的廠家進(jìn)行應(yīng)用生產(chǎn)。到1974年底，杜比實(shí)驗(yàn)室的授權(quán)廠家已達(dá)47家，包括了所有消費(fèi)類音響器材的主要生產(chǎn)廠家。此后，杜比實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一系列的技術(shù)：C型降噪，SR（頻譜錄音），S型降噪，HX Pro，杜比立體聲，杜比環(huán)繞，杜比定向邏輯，AC1，AC2，

33、杜比數(shù)字（AC3），杜比E。這些技術(shù)被廣泛應(yīng)用于專業(yè)及民用音響器材，電影錄音，影院回放設(shè)備，數(shù)字廣播等方面2。2.3 DTS 簡(jiǎn)介2.3.1 DTS 公司簡(jiǎn)介DTS 是 Digital Theatre System 的縮寫，是數(shù)字化影院系統(tǒng)的意思，DTS 采用CAC（Coherent Acoustics Coding，相干聲學(xué)編碼）方式工作，屬于利用心理聲學(xué)原理來對(duì)聲軌進(jìn)行編碼的有損的數(shù)字壓縮技術(shù)。DTS 公司（美國納斯達(dá)克代碼：DTSI）是一家專注于發(fā)展高品質(zhì)娛樂體驗(yàn)的數(shù)碼高科技公司。8DTS 公司成立于 1990 年，1993 年首次將母版音質(zhì)的 DTS 應(yīng)用在了由好萊塢史蒂文斯皮爾伯格導(dǎo)

34、演的大片侏羅紀(jì)公園，并在電影院安裝了 DTS 播放系統(tǒng)，自此永遠(yuǎn)改變了電影聲音。其創(chuàng)新的數(shù)字化多聲道音頻成了優(yōu)質(zhì)的電影院首選設(shè)備。今天，在美國的每一個(gè)主要電影制片廠與背景音樂如好萊塢的故事片幾乎都使用了 DTS 多通道數(shù)字聲音。1996 年，DTS 開始進(jìn)入數(shù)字音頻體系和多媒體格式?，F(xiàn)在除電影配音，已廣泛用于汽車音響產(chǎn)品、家庭影院、DVD 影碟、5.1 音樂光盤和藍(lán)光音頻以及電腦游戲，也適用于便攜式設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)流、衛(wèi)星廣播、數(shù)字有線電視和數(shù)字廣播。1997 年，DTS 推出 DTS 娛樂(DTSE)DVD 音頻和 5.1 音樂光盤，開始為唱片廠提供 DTS 編碼服務(wù)。應(yīng)用 DTS 技術(shù)的 CD

35、和 LD 開始問世。2000 年，該公司開始提供直接生成 DTS 音頻內(nèi)容的 DTS 硬件和軟件編碼器。2001 年：DTS 娛樂部門首次發(fā)行多聲道 DVD-Audio 音樂碟。DTS 推出的DTS96/24 新技術(shù)，可以為 DVD-Video 和 DVD-Audio 碟片提供嶄新的更高保真、更真實(shí)的多聲道數(shù)字音頻。DTS 推出的專為數(shù)字視頻廣播設(shè)計(jì)的新穎獨(dú)特、升級(jí)簡(jiǎn)單、音質(zhì)卓越的環(huán)繞聲解決方案，它使數(shù)字廣播電視機(jī)構(gòu)能夠以優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的音頻來播放廣播或電視節(jié)目。另外，使用 DTS 的核心技術(shù)及其兼容廣播電視系統(tǒng)的硬件編碼平臺(tái)，廣播電視和電視臺(tái)可選擇任何一個(gè)音頻帶寬來傳輸，如今，DTS 環(huán)繞聲幾

36、乎成為數(shù)字廣播電視環(huán)繞聲的代名詞。瑞典廣播電臺(tái)是世界第一個(gè)將 DTS 投入廣播應(yīng)用的廣播公司。自 2003 年 2 月起，該臺(tái)用 DTS 格式播出了大量的 6.1 聲道錄音及實(shí)況節(jié)目，提供 DTS5.1 兆比特率廣播傳輸，在廣播音質(zhì)上為受眾所津津樂道。而早在 2001 年，該臺(tái)就將 5.1 多聲道的編碼音響文件放上了他們的互聯(lián)網(wǎng)站。這項(xiàng)服務(wù)在當(dāng)時(shí)并沒有公開宣傳，卻受到了高音質(zhì)音樂愛好者的熱烈追捧。盡管這些高質(zhì)、多聲道文件容量普遍相當(dāng)大，但自 2001 年至 07年已被下載超過一百萬次之多，其中 40來自瑞典以外的地區(qū)。公眾的反響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了所有的預(yù)期，世界各地的愛好者紛紛發(fā)來大量的電子郵件，眾多

37、愛好者俱樂部專門組織欣賞瑞典廣播電臺(tái)的多聲道節(jié)目。在電影院中，DTS 的聲跡錄音采取了特殊的聲畫分離的數(shù)字立體聲，數(shù)字聲跡錄在光盤上，由專用的光盤驅(qū)動(dòng)器讀取，另外在拷貝的模擬聲跡與畫幅之間錄有時(shí)間同9步碼，用來控制光驅(qū)還音與畫面的同步。2.3.2DTS 的優(yōu)勢(shì)相對(duì)于杜比實(shí)驗(yàn)室的 AC-3 杜比環(huán)繞聲模式，DTS 系統(tǒng)不僅具有其橫向定位環(huán)繞的功能，更加強(qiáng)了縱深定位交叉效果。DTS 具有更高的數(shù)據(jù)流量，重放音質(zhì)的效果更好，加之采取高比特、高取樣率等措施，使之對(duì)原音重現(xiàn)的追求上更進(jìn)一步，音色更加優(yōu)美。DTS 以 20bit 在 48kHz 的頻率中工作，提供 6 聲道信息，它所創(chuàng)造出的音域環(huán)繞聲效果

38、，能滿足眾多 AV 發(fā)燒友最挑剔的要求。聽音者完全被這種氣勢(shì)所包圍，真正體驗(yàn) 360 度數(shù)碼環(huán)繞音響效果。其震撼效果是 AC-3 無法比擬的。2.4Dolby 與 DTS 的比較杜比環(huán)繞與 DTS 環(huán)繞具有的相近之處在于它們都是屬于有損的數(shù)字壓縮技術(shù)。這種稱為“感性的”數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是基于人類心理聲學(xué)上所具備的聽音特性-對(duì)于高電平的聲音敏感，而屏蔽其它不敏感的聲音開發(fā)而來的。同樣是 5.1 或者 6.1 聲道，DTS 跟Dolby Digital 5.1 有何差異？最大的差別，在于兩者使用不同的“算法”，也就是使用不同的方式來壓縮各個(gè)聲道的聲音。目前只有 DTS-HD Master Audio

39、是真正意義上的無損壓縮編碼。杜比定向邏輯環(huán)繞聲（DOLBY Pro Logic Surround），是對(duì)第一代“杜比環(huán)繞聲系統(tǒng)”進(jìn)行改進(jìn)后的第二代家用視聽環(huán)繞聲系統(tǒng)，發(fā)布于 1987 年，被廣泛用于錄像機(jī)、LD、VCD 等影視節(jié)目聲音效果的錄制中，該系統(tǒng)有左、右、中置、環(huán)繞四個(gè)聲道，使聲像定位感、方向感、移動(dòng)感以及聲場(chǎng)原貌的再現(xiàn)能力很大的強(qiáng)化，是當(dāng)時(shí)最流行的多聲道音頻標(biāo)準(zhǔn)。杜比定向邏輯環(huán)繞聲盡管效果出色，但仍舊屬于模擬技術(shù)的范疇，有著先天的不足。隨著數(shù)字技術(shù)的日益成熟和下一代電視廣播的要求，1994 年 12 月27 日，日本先鋒公司宣布與美國的杜比實(shí)驗(yàn)室合作研制成功一種嶄新的環(huán)繞聲制式，并命

40、名為“杜比 AC-3（Dolby Surround Audio Coding-3）”。1997 年初，杜比實(shí)驗(yàn)室已正式將杜比 AC-3 環(huán)繞聲改稱為杜比數(shù)碼環(huán)繞聲（Dolby Surround Digital），簡(jiǎn)稱為Dolby Digital。AC-3 采用 6 只喇叭的輸出模式，除了超重低音部分外，其余皆是全頻段立體聲（48kHz、16bit），且現(xiàn)場(chǎng)拍攝時(shí)每個(gè)聲道皆由獨(dú)立的麥克風(fēng)（拾音器）來錄制，因此10AC-3 的后置環(huán)繞聲道擁有完整的定位能力。關(guān)于 AC-3 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?。?；5.1 聲道的數(shù)據(jù)流量是384Kbps448Kbps，

41、最高可提升到 640Kbps，數(shù)據(jù)的流量越大代表壓縮的比例越小，音質(zhì)也就越好，可聽到的細(xì)節(jié)也會(huì)更多。為了將立體環(huán)繞多聲道的聲音訊號(hào)存入電影軟片，大量的聲音必須被壓縮錄制，透過 AC-3 的音效處理，Dolby Digital 共有 5.1 個(gè)聲道：前左、前右、中間、左后環(huán)繞、右后環(huán)繞 5 個(gè)聲道，而“.1”是指分離的低頻效果聲道（20-120 赫茲），通常稱作 LFE聲道。不同于 Dolby Pro Logic，Dolby Digital 是在記錄時(shí)就以 5.1 聲道方式記錄，而Dolby Pro Logic 或者 Dolby Pro Logic II 仍然將聲音信息記錄在兩聲道，只是在播放時(shí)

42、由解碼芯片解碼為 5.1 聲道，正因?yàn)槿绱?，Dolby Digital 帶有更豐富的聲音信息。杜比數(shù)字系統(tǒng)一般將 5.1 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(duì)不對(duì)？不幸的是，對(duì)這個(gè)問題的回答并不那么容易，因?yàn)?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(gè)編碼效率很低的信號(hào)，即使其比特率很高，也只是白白浪費(fèi)比特和光盤空間，而不會(huì)改善音質(zhì)。一旦一個(gè)系統(tǒng)被稱為是“透明的”，提高比特率也不會(huì)使它改善音質(zhì)。此

43、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(huì)對(duì)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(gè)聲道，加上低音聲道組成 5.1 聲道，這一點(diǎn)和杜比數(shù)字相同。但 DTS 在 DVD 中標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)流量為 1536kbps，而 Dolby Digital 的數(shù)據(jù)流量是 384Kbps448Kbps，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(duì)原音重現(xiàn)

44、的追求上就更進(jìn)了一步，因此 DTS 被很多人認(rèn)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(zhēng)論非常多，不同的人有不同的觀點(diǎn)。因?yàn)槎疟葦?shù)字系統(tǒng)和 DTS 都是利用心理聲學(xué)原理來對(duì)聲軌進(jìn)行編碼的，所以傳統(tǒng)的噪聲和失真測(cè)量值不能表明哪一個(gè)系統(tǒng)的性能比較好，確定哪個(gè)系統(tǒng)性能較好的唯一方法就是聽音試驗(yàn)。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11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 60赫茲左右的低頻部分可能略遜一點(diǎn)，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

45、當(dāng)微小的，尤其對(duì)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(duì)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(huì)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(jì)公園”中嘗試采用 DTS 技術(shù)?！百_紀(jì)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(rèn)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 5.1 聲道的 Dolby Digital，當(dāng) 1995 美國年消費(fèi)電子產(chǎn)

46、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(shí)，他們選擇了 Dolby Digital，所以第一代 DVD 播放機(jī)都是與 DTS不相兼容的。DTS ES 是在 5.1 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 6.1 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 6.1 擴(kuò)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(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)感效果比起5.1 聲道環(huán)繞聲有

47、明顯改善，但因?yàn)椴捎玫氖蔷仃嚪绞絹碓黾雍笾兄铆h(huán)繞聲，其效果就尤如 Dolby Digital EX 方式中增加一路環(huán)繞聲時(shí)一樣，聲道間分離度差，聲場(chǎng)定位感不強(qiáng)，有模糊感。后來，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，同時(shí)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(gè)獨(dú)立音軌（就是是在母帶的 5.1 聲道核心區(qū)域之外，再附加一個(gè)獨(dú)立的延伸區(qū)域）。DTS ES Discrete 是真正的 6.1 聲道系統(tǒng)，它從制作、編碼到最

48、后解碼都是完全按獨(dú)立的 6.1 聲道進(jìn)行，所以會(huì)有更好的分離度效果。而 DTS ES Matrix 和 Dolby Digital EX 都是建立在 5.1 聲道的基礎(chǔ)上，通過矩陣編碼產(chǎn)生的第三個(gè)環(huán)繞聲道，因此被很多人認(rèn)為它們不是真正的 6.1 聲道，只能算是 5.1構(gòu)架下的 6.1 聲道。此外，對(duì)于支持 DTS ES 解碼功能的機(jī)器來說，還包含對(duì) DTS Neo:612格式的環(huán)繞聲音效的支持。第 3 章 次世代高清音頻的格式3.1 杜比數(shù)字音頻編碼格式3.1.1 Dolby Digital圖 3.1dolby digital 標(biāo)識(shí)1994 年 12 月 27 日，日本先鋒公司宣布與美國的杜比

49、實(shí)驗(yàn)室合作研制成功一種嶄新的環(huán)繞聲制式，并命名為“杜比 AC-3（Dolby Surround Audio Coding-3） ”3。1997 年初，杜比實(shí)驗(yàn)室已正式將杜比 AC-3 環(huán)繞聲改稱為杜比數(shù)碼環(huán)繞聲（Dolby Surround Digital） ，簡(jiǎn)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(dá) 5.1 聲道的環(huán)繞聲（分離式*多聲道音頻） 。Dolby Digital 的 5.1 聲道：前左、前右、中間、左后環(huán)繞、右后環(huán)繞 5 個(gè)聲道，而“.1”是指分離的低頻效果聲道（20-

50、120 赫茲） ，通常稱作LFE 聲道，簡(jiǎn)稱 DD5.1。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(biāo)準(zhǔn)聲音格式。所以說 AC3 就是 DD5.1 的前身。我們?cè)賮砜纯此男Ч?，關(guān)于 DD5.1 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?。?；5.1 聲道的數(shù)據(jù)流量是 384Kbps448Kbps，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(xì)節(jié)也會(huì)更多。3.1.2 杜比數(shù)字環(huán)繞聲 EX13圖 3.2 杜比數(shù)字環(huán)繞聲 EX 標(biāo)識(shí)杜比數(shù)字環(huán)繞聲 EX 原本是杜比實(shí)驗(yàn)室

51、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 6.1 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(gè)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(gè)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 Sur-round EX）就具有左、中、右、左環(huán)繞、右環(huán)繞、后環(huán)繞一共 6 個(gè)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(shí)際上是 6.1 聲道系統(tǒng)。杜比數(shù)字

52、環(huán)繞 EX 的優(yōu)勢(shì)在于它包含了更真實(shí)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 5.1 聲軌通常都有的左、右環(huán)繞聲道上。這用軟件的方式實(shí)現(xiàn)了虛擬的 6.1 聲道，但要注意它的片源信號(hào)應(yīng)該還是 5 聲道的。3.1.3 杜比數(shù)字+技術(shù)圖 3.3 杜比數(shù)字+標(biāo)識(shí)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(jì)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(qiáng)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(yàn)的全部音頻潛力。杜比數(shù)字+技術(shù)

53、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(biāo)準(zhǔn)4。新特性：1）聲道數(shù)與節(jié)目數(shù)的擴(kuò)展可以處理多達(dá) 7.1 個(gè)聲道的音頻節(jié)目，并支持在一個(gè)已編碼比特流中攜帶多個(gè)節(jié)目。這個(gè)聲道擴(kuò)展和上面的聲道擴(kuò)展方式應(yīng)該有本質(zhì)不14同，是聲音源的聲道擴(kuò)展，而不是虛擬的。 2）碼率最高可達(dá) 6Mbps。在藍(lán)光光盤中碼率最高為 1.7Mbps。 3）可以傳輸 7.1 聲道以上更高品質(zhì)的音頻，碼率高達(dá) 6Mbps。3.1.4 杜比 True HD 技術(shù)圖 3.4 杜比 True HD 標(biāo)識(shí)杜比 True HD 是專為 Blue-ray 高清光盤媒體所開發(fā)的下一代無損壓縮技術(shù)。該

54、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(yàn)。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(yàn)，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(jí)的編碼格式。 特點(diǎn)如下：1）100無損的編碼技術(shù)。2）碼率高達(dá) 18Mbps。3）支持多達(dá)八個(gè)分離式 24 比特/96kHz 全頻帶聲道。4）獲選作為藍(lán)光光盤的音頻標(biāo)準(zhǔn)。5）杜比 True HD 技術(shù)可以支持八個(gè)（7.1）以上的聲道。3.2 DTS 數(shù)字音頻編碼格式3.2.1 DTS Digital Surround/DTS 5.1 數(shù)碼環(huán)繞15圖 3.5 DTS

55、 5.1 數(shù)碼環(huán)繞標(biāo)識(shí)DTS Digital Surround 是最廣為流傳的一種，屬于 5.1 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(gè)獨(dú)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)，專門為家庭影院所設(shè)計(jì)，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 5.1 聲道環(huán)繞聲技術(shù)已被納入高清 DVD（HD-DVD）以及藍(lán)光 DVD（Blu-ray）的強(qiáng)制音頻標(biāo)準(zhǔn)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(duì)聲軌進(jìn)行編碼的有損的數(shù)字壓

56、縮技術(shù)。DTS Digital Surround 也分為左、中、右、左環(huán)繞、右環(huán)繞 5 個(gè)聲道，加上低音聲道組成 5.1 聲道，這一點(diǎn)和杜比數(shù)字相同。但 DTS 在DVD 中標(biāo)準(zhǔn)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 Dig-ital 的數(shù)據(jù)流量?jī)H僅是 384kbps448kbps，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(duì)原音重現(xiàn)的追求更進(jìn)一步，因此 DTS 被很多人認(rèn)為是比 Dolby Digital 具有

57、更好音質(zhì)的編碼系統(tǒng)。3.2.2 DTS 2.0+Digital Out圖 3.6 DTS 2.0+Digital Out 標(biāo)識(shí)DTS 2.0+Digital Out 通過為 DVD 碟機(jī)增加一個(gè)混音后所獲得的兩聲道，而使得原有的 DTS Digital Out 功能得以擴(kuò)展用戶可以將 DVD 碟機(jī)和任何立體聲系統(tǒng)相連接，16即可享受 DTS 音軌的多種選擇，包括 DVD 電影，DVD-Audio 碟片以及 DTS 5.1 音樂片源 DTS 2.0+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(shí)際上是為用戶提供了便捷的升級(jí)的可能。只要用戶將 5.1 家庭影

58、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(jī)與幾個(gè)揚(yáng)聲器相連接 DTS 2.0+Digital Out 都能夠保證用戶總能正常聽到 DTS 格式的聲源，不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)闆]有 DTS 解碼而無法聽到 DTS 音源的情況。3.2.3 DTS ES/DTS 擴(kuò)展環(huán)繞 6.1圖 3.7 DTS 擴(kuò)展環(huán)繞 6.1 標(biāo)識(shí)DTS ES 是在 5.1 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 6.1 聲道。DTS ES 編碼又分為 DTS

59、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(yùn)算方式來獲得后中置環(huán)繞聲道，雖然其環(huán)繞效果比起 5.1 聲道有明顯改善，但與 Dolby Digital EX 方式一樣，由矩陣運(yùn)算產(chǎn)生的中置環(huán)繞聲道，分離度不夠高，聲場(chǎng)有模糊感定位度不強(qiáng)。為了追求更好的環(huán)繞音效，DTS 公司進(jìn)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(gè)分離的音軌，因而 DTS ES Discrete 比 DTS ES Mat

60、rix 效果更好。DTS ES Discrete 是真正的6.1 聲道系統(tǒng)，它從制作、編碼到最后解碼都是完全獨(dú)立的 6.1 聲道，所以有更好的分離度。而 DTS ES Matrix 和 Dolby Digital EX 都是建立在 5.1 聲道的基礎(chǔ)上，靠矩陣運(yùn)17算產(chǎn)生中置環(huán)繞聲道，因此很多人認(rèn)為它們只能算是 5.1 構(gòu)架下的 6.1 聲道，不是真正的 6.1 聲道。更逼真的家庭影院體驗(yàn)。由 7 個(gè)獨(dú)立的聲道組成的環(huán)繞聲系統(tǒng)，在原有5.1 環(huán)繞聲的音箱位置，增加了一個(gè)后中置的聲道，形成了新的 6.1 聲道系統(tǒng)，讓人們體會(huì)到更真實(shí)，更豐富的現(xiàn)場(chǎng)感。DTS 是世界上唯一能為家庭影院提供獨(dú)立 6.