- 相關(guān)推薦
淺談AC-3與MPEG-2兩種多通道數(shù)字音頻的選擇與比較
淺談AC-3與MPEG-2兩種多通道數(shù)字音頻的選擇與比較
2004年度河南省廣播電視優(yōu)秀科技論文二等獎(jiǎng)摘要：
在全世界范圍內(nèi)，電視節(jié)目傳送系統(tǒng)由模擬向數(shù)字過(guò)渡的過(guò)程中，使用哪一種音頻編碼技術(shù)，一直是各國(guó)專家不斷提出的問(wèn)題，而抉擇的焦點(diǎn)是世界上的兩種主要的音頻編碼系統(tǒng)， MPEG-2 音頻編解碼系統(tǒng)和 AC-3 音頻編解碼系統(tǒng)。
一、杜比數(shù)字（ Dolby Digital AC-3)
自從 1992 年第一部杜比數(shù)字編碼的電影《蝙蝠俠歸來(lái)》問(wèn)世以來(lái)，杜比數(shù)字技術(shù)已經(jīng)成為目前最流行的音頻技術(shù)之一。目前已經(jīng)有數(shù)以千計(jì)采用杜比數(shù)字編碼的電影面世。 杜比分別在 20 世紀(jì) 60 年代和 70 年代以杜比 A 型降噪（專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域）和 B 型降噪（消費(fèi)類應(yīng)用領(lǐng)域）在磁帶錄音技術(shù)掀起了一次革命。在 70 年代后期，杜比立體聲模擬音響系統(tǒng)引領(lǐng)了電影音頻的革命。杜比立體聲把 4 聲道音響帶到了電影院，其中在前方有 3 個(gè)聲道（音樂(lè)和各種背景聲音分別在左右聲道，對(duì)話在中置聲道），還有一個(gè)渲染效果和氣氛的環(huán)繞聲道。然后在 20 世紀(jì) 80 年代，通過(guò)運(yùn)用杜比的 SR 頻譜錄音，磁帶錄音和電影音頻工業(yè)都取得了卓越的進(jìn)步。在 80 年代末 90 年代初出現(xiàn)的杜比環(huán)繞以及后來(lái)的杜比定向邏輯家庭影院系統(tǒng)（基本上把杜比立體聲技術(shù)運(yùn)用到家庭娛樂(lè)的錄像帶和激光唱片上）使家庭娛樂(lè)業(yè)引領(lǐng)了重大的變革。這使得觀眾可以在自己家中配置同劇院一樣的 4 聲道設(shè)備。
1 、杜比數(shù)碼環(huán)繞聲系統(tǒng)
今天的杜比數(shù)字系統(tǒng)更是躍上了一個(gè)更高的臺(tái)階，它可以產(chǎn)生 6 聲道的非常清晰的數(shù)字環(huán)繞聲。在你前方的左，中，右聲道提供精確，清楚的對(duì)話定位。分列在你兩側(cè)和身后的左右環(huán)繞聲道使您深深地沉浸在電影的氣氛中。并且，低音炮給您帶來(lái)更強(qiáng)的沖擊力和特殊的聽(tīng)感體驗(yàn)。杜比數(shù)字 AC-3 提供的環(huán)繞聲系統(tǒng)由五個(gè)全頻域聲道加一個(gè)超低音聲道組成，所以被稱作 5.1 個(gè)聲道。五個(gè)聲道包括前置的 " 左聲道 " 、 " 中置聲道 " 、 " 右聲道 " 、后置的 " 左環(huán)繞聲道 " 和 " 右環(huán)繞聲道 " 。這些聲道的頻率范圍均為全頻域響應(yīng)的 3-20000Hz 。第六個(gè)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(chǎng)景如爆炸、撞擊聲等的效果更好。由于這個(gè)聲道的頻率響應(yīng)為 3-120Hz, 所以稱 ".1" 聲道。
杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 技術(shù)的原理承襲了杜比實(shí)驗(yàn)室 30 多年致力于模擬降噪研究工作的經(jīng)驗(yàn)。杜比降噪 (Dolby Noise Reduction) 是通過(guò)在當(dāng)前沒(méi)有音頻信號(hào)時(shí)降低噪音，而在其他時(shí)間就利用很強(qiáng)的音頻信號(hào)來(lái)掩蓋噪聲。因此，它是利用了心理聲音學(xué)的現(xiàn)象，也被稱為聽(tīng)覺(jué)屏蔽。即使當(dāng)頻譜中只有部分的聲音信號(hào)，杜比降噪 (Dolby Noise Reduction) 系統(tǒng)也能在頻譜的其他部分降低噪音，使得噪音不會(huì)被察覺(jué)。這是因?yàn)槁曇粜盘?hào)只能覆蓋在鄰近頻段中產(chǎn)生的噪音。
從模擬錄音演變到數(shù)字錄音媒介（例如光盤）時(shí)，在光盤上運(yùn)用的數(shù)字音頻編解碼產(chǎn)生了的數(shù)據(jù)量很大，無(wú)法高效地存儲(chǔ)和傳輸，尤其是在需要多聲道的情況下。于是，新的數(shù)字音頻編解碼形式 -- 經(jīng)常被稱作感知編解碼，即在最低程度降低聲音質(zhì)量的基礎(chǔ)上減少數(shù)據(jù)使用率，應(yīng)運(yùn)而生了。
2 、杜比聽(tīng)覺(jué)的掩蔽效應(yīng)
杜比數(shù)字源自于杜比公司三十多年的模擬降噪系統(tǒng)技術(shù)成果，即利用聽(tīng)覺(jué)的掩蔽效應(yīng)對(duì)信號(hào)頻率附近的噪聲進(jìn)行掩蓋抑噪。杜比 AC-3 感知性編碼系統(tǒng)主要利用心理聲學(xué)中掩蔽效應(yīng)的原理，將原始信號(hào)中不相關(guān)分量和冗余分量有效的去除掉來(lái)實(shí)現(xiàn)。（圖 1 ）人類的聽(tīng)覺(jué)掩蓋作用是將每一聲道的音頻頻譜分成許多不同的窄頻帶，并對(duì)應(yīng)于人類聽(tīng)覺(jué)對(duì)頻率的選擇性進(jìn)行處理。這樣就使得它有可能敏銳地濾掉編碼噪聲。只要這些噪聲是被控制停留在某一頻率上，而該頻率與被編碼信號(hào)的頻率分量十分接近。在沒(méi)有信號(hào)或信號(hào)輸入時(shí)，杜比降噪則進(jìn)行工作，將噪聲降低或消除，因而，可將原來(lái)信號(hào)的音質(zhì)完整地保留下來(lái)。杜比 AC-3 這樣的感性編碼性統(tǒng)，實(shí)質(zhì)上是一種非常有選擇性的和強(qiáng)有力的降噪處理方式。在杜比數(shù)字 (AC-3) 中，根據(jù)實(shí)際的工作頻譜或動(dòng)態(tài)性能的需要，將比特?cái)?shù)從公用比特群中分配到各濾波器中的頻帶中去。保證有足夠數(shù)量的比特?cái)?shù)用以描繪每一頻帶內(nèi)的音頻信號(hào)。具有較大頻率的容量的聲道比小容量的聲道要求較多的比特?cái)?shù)，同時(shí)因?yàn)樵谝粋�(gè)聲道內(nèi)的強(qiáng)信號(hào)可為其他聲道的噪音提供掩蔽作用。因此，保證了噪音能被全部掩蓋。
2 、音箱布置
全頻帶的音箱擺放（如圖 2 ）。標(biāo)準(zhǔn)的音箱配置是 5 個(gè)聲道的音箱要完全一致。如果前方 3 個(gè)音箱不能達(dá)到同一型號(hào)，則中置聲道 C 的音箱應(yīng)選用同一產(chǎn)品系列中小一點(diǎn)的音箱。前方音箱以一字排開(kāi)的方式面對(duì)聆聽(tīng)著擺放，左右分別放置一個(gè)音箱，中置音箱（ C ）放在顯示器的桌面上或顯示器的頂部。前置音箱 (L 、 R) 與中置音箱高度盡可能相同，而且這三個(gè)音箱的正面應(yīng)在同一平面上，或是中置音箱稍微向后一點(diǎn)，但其正面應(yīng)與前置音箱的正面平行。如果中置音箱的聽(tīng)音距離與 L 、 R 音箱的聽(tīng)音距離不等，則應(yīng)采用延時(shí)以使聲音同時(shí)到達(dá)聽(tīng)者。正前方為 C 、 L( 或 R) 與聽(tīng)者的夾角為 30 度。環(huán)繞音箱與前方 3 個(gè)音箱一樣，采用相同型號(hào)的產(chǎn)品，而且相位要一致，聽(tīng)音高度和距離相等。如果達(dá)不到同一型號(hào)，則環(huán)繞音箱可選用同一系列中較小的音箱以保持相似的指標(biāo)特性。環(huán)繞音箱與中置音箱的夾角為 110 度。
而低音效果 LFE 音箱的擺位則要講究。由于低音方向性較差，低音效果音箱放在什么地方并非很嚴(yán)格。但并不能因?yàn)檫@個(gè)理由，低音就可以隨便擺放。須仔細(xì)調(diào)整 LFE 音箱在室內(nèi)的擺放位置，以低音效果有最佳表現(xiàn)處作為合適點(diǎn)。 LFE 音箱有要獨(dú)立的擺放位置，如放在主音箱（ C 、 L 、 R ）后面比較靠墻的位置。若有兩個(gè) LFE 音箱，最好是放在兩個(gè)主音箱之間。而 LFE 音箱通常采用有源主動(dòng)式低音揚(yáng)聲器。
3 、杜比數(shù)字的特點(diǎn)
（ 1 ）兼容性
比數(shù)字 AC-3 可提供所有相應(yīng)的音頻設(shè)備的兼容性，由解碼器來(lái)完成各種兼容，通過(guò)一個(gè)信號(hào)比特分配出 5.1 多通道環(huán)繞聲、 ProLogic 環(huán)繞聲、立體聲、單聲道。杜比數(shù)字 AC-3 的解碼器可以自動(dòng)識(shí)別信號(hào)源類型，也可以分配出不同的聲音信號(hào)。
（ 2 ）動(dòng)態(tài)范圍控制
杜比數(shù)字技術(shù)還提供控制動(dòng)態(tài)范圍還原和保持節(jié)目與節(jié)目之間響度一致性的優(yōu)點(diǎn)，由于數(shù)字音頻的應(yīng)用使得節(jié)目能以很高的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行傳輸。這里面包括那些音量很高但持續(xù)時(shí)間很短只是偶然發(fā)生的聲音，動(dòng)態(tài)范圍的控制通過(guò)在解碼器中降低節(jié)目峰值和在解碼器本身中通過(guò)每幾毫秒調(diào)整還音增益提高低電平通路的方式完成。節(jié)目與節(jié)目之間響度一致性的控制通過(guò)指示解碼器在節(jié)目長(zhǎng)度范圍內(nèi)將標(biāo)稱還音增益設(shè)置至特定數(shù)值的數(shù)據(jù)完成。兩種控制類型均在主控錄音棚中進(jìn)行準(zhǔn)備和視聽(tīng)，然后作為解碼器的附屬信息傳送。
（ 3 ）全完獨(dú)立的聲道，極具感染力的現(xiàn)場(chǎng)感
杜比數(shù)碼的 5 個(gè)聲道的頻率響應(yīng)均嚴(yán)格按照 AC-3 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)成 20HZ-20KHZ(+-5dB) 甚至更寬， 5.1 個(gè)聲道完全獨(dú)立隔離，其隔離度高達(dá) 105dB, 從而徹底杜絕了聲道之間的串音干擾，加上專門設(shè)計(jì)的超低音聲道的有源低音炮效果，幾乎可以在前后左右 360 度范圍內(nèi)很好地重播人們可聽(tīng)范圍內(nèi)的全部聲音，從而使整個(gè)聲場(chǎng)氣勢(shì)更加宏大、方向感和臨場(chǎng)感更加突出，極大地提高了影片的藝術(shù)感染力。而杜比定向邏輯系統(tǒng)中的環(huán)繞聲道頻率帶寬僅有 100HZ-7000HZ, 4 個(gè)場(chǎng)道隔離十分有限，一般僅為 30dB, 做得最好也不會(huì)超過(guò) 55dB, 環(huán)繞聲效果中包含的信息量大大減少，背景音樂(lè)中的低頻和高頻都被無(wú)情地限掉了。
二、 MPEG-2 環(huán)繞聲系統(tǒng)
1992 年 2 月， ATSC 正式建議美國(guó) HDTV 采用 5.1 聲道。當(dāng)時(shí)在考慮采用哪一種音頻編碼方式時(shí)， Dolby Digital 與 MPEG-2 競(jìng)爭(zhēng)得十分激烈。即后便對(duì)這兩種數(shù)字編碼系統(tǒng)進(jìn)行了比較，在 DTV 應(yīng)用中， MPEG 音頻更接近 FM 的品質(zhì)而非 CD 的品質(zhì)。在最好的情況下， MPEG 音頻被傳輸時(shí)其動(dòng)態(tài)范圍與 FM 相似。 MPEG 的碼流里不包含附加的動(dòng)態(tài)范圍或電平控制數(shù)據(jù)，其結(jié)果是音頻信號(hào)必須經(jīng)預(yù)壓縮后播出才能通過(guò) RF 接口到達(dá)電視接收機(jī)。
世界上，在已選了數(shù)字電視制式的國(guó)家和地區(qū)中，選擇 AC-3 的還有加拿大、南韓、阿根廷和中國(guó)臺(tái)灣等；選擇 MPEG-2 音頻的有新西蘭和印度等。而我國(guó)將在高清晰電視中采用 MPEG-2 與 AC-3 共存的編碼形式。下面簡(jiǎn)述一下 MPEG-2 的環(huán)繞聲系統(tǒng)。
MPEG （運(yùn)動(dòng)圖像專家小組）標(biāo)準(zhǔn)就是利用數(shù)字壓縮編碼技術(shù)來(lái)提供對(duì)信號(hào)的有效壓縮方式。對(duì)于音頻來(lái)說(shuō)，主要就是感知性編碼系統(tǒng)可使得能達(dá)到 1 ∶ 8 的壓縮比，同時(shí)保證音質(zhì)的損失最小。在 MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)中共有三層方式對(duì)音頻進(jìn)行壓縮 --MP1 、 MP2 、 MP3 ，考慮到兼容性的問(wèn)題，在 MPEG-1 的基礎(chǔ)上通過(guò)增加附加編解碼器來(lái)完成 MPEG-2 多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)的編碼。
在 MPEG-2 系統(tǒng)中支持 5.1 多聲道環(huán)繞聲，也就是利用 5 個(gè)獨(dú)立全頻帶通道和一個(gè)十分之一頻帶的低頻效應(yīng)通道來(lái)實(shí)現(xiàn)多聲道環(huán)繞聲效果的。其揚(yáng)聲器擺放方式與 AC-3 方式是相似的，也是按照 ITU-R BS.775 建議安排的，唯一不同的就是 MPEG-2 的低頻效應(yīng)補(bǔ)充的頻帶只有其他聲道頻帶寬度的十分之一，取樣頻率為其他通道信號(hào)取樣頻率的九十六分之一。 同時(shí) MPEG-2 多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)為了保證向下的兼容性，也提供了矩陣環(huán)繞聲方式，它是通過(guò)矩陣電路將幾個(gè)聲道編碼為兩個(gè)通道進(jìn)行記錄或傳輸，重放時(shí)，再經(jīng)解碼得到多聲道環(huán)繞立體聲。
MPEG-2 感知性音頻編碼器利用了 “ 掩蔽 ” 這種心理聲學(xué)效應(yīng)。這種效應(yīng)就是如果一個(gè)單音在頻率上接近另一個(gè)單音，但其聲強(qiáng)較低，將不會(huì)被聽(tīng)到；聲強(qiáng)較低的單音為聲強(qiáng)較高的單音掩蔽了。這種效應(yīng)同樣存在于更復(fù)雜的聲音中，如音樂(lè)和噪聲等。每個(gè)聲音都存在與之相關(guān)的一條掩蔽門限曲線，它是頻率的函數(shù)，在該曲線下的另一個(gè)聲音就無(wú)法為人類的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)感覺(jué)到。這是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程。當(dāng)聲音的頻譜改變時(shí)，掩蔽曲線也跟著改變。所有的數(shù)字音頻系統(tǒng)都受到在量化過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲影響。感知編碼器的工作原理就是對(duì)量化噪聲的頻譜進(jìn)行盡可能精確的整形，使其被控制在掩蔽門限以下。
MPEG-2 感知性編碼系統(tǒng)充分利用心理聲學(xué)中的掩蔽效應(yīng)和哈斯效應(yīng)原理，利用壓縮編碼技術(shù)，將原始音頻信號(hào)中不相關(guān)分量和冗余分量有效的去除掉，在不影響人耳聽(tīng)覺(jué)閾度和聽(tīng)音效果質(zhì)量上，將音頻信號(hào)壓縮。
MPEG-2 編解碼系統(tǒng)在多聲道聲音方面的擴(kuò)展支持在一路碼流中傳輸五個(gè)輸入聲道、低頻增強(qiáng)聲道以及 7 個(gè)語(yǔ)音聲道。該擴(kuò)展與 MPEG-1 保持前向及后向兼容。前向兼容性意味著多聲道解碼器可正確地對(duì)立體聲碼流進(jìn)行解碼。后向兼容性則意味著一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的立體聲解碼器在對(duì)多聲道碼流進(jìn)行解碼時(shí)可輸出兼容的立體聲信號(hào)。 這是通過(guò)一種真正的可分級(jí)方式實(shí)現(xiàn)的。該兼容立體聲信號(hào)按照 MPEG-1 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼。所有用于在解碼器端恢復(fù)原來(lái)的五個(gè)聲道的信息都被置于 MPEG-1 的附加數(shù)據(jù)域內(nèi)，該數(shù)據(jù)域被 MPEG-1 解碼器忽略。這些附加的信息在信息通道 T2 、 T3 及 T4 以及 LFE 聲道中傳輸，這幾個(gè)信息通道通常包含中央、左環(huán)繞和右環(huán)繞聲道。 MPEG-2 多聲道解碼器不但對(duì)碼流中的 MPEG-1 部分進(jìn)行解碼，還對(duì)附加信息通道 T2 、 T3 、 T4 及 LFE 解碼。根據(jù)這些信息，它可以恢復(fù)原來(lái)的 5.1 聲道聲音。
當(dāng)相同碼流饋送至 MPEG-1 解碼器時(shí)，解碼器將只對(duì)碼流的 MPEG-1 部分進(jìn)行解碼，而忽略所有附加的多聲道信息。由此它將輸出在 MPEG-2 編碼器中經(jīng)向下混合產(chǎn)生的兩個(gè)聲道。這種方式實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)有的雙聲道解碼器的兼容性。也許更為重要的是，這種可分級(jí)的方式使得即使在多聲道業(yè)務(wù)中仍可使用低成本的雙聲道解碼器。考慮到所使用的其它所有編碼策略，多聲道業(yè)務(wù)中的雙聲道解碼器本質(zhì)上就是一個(gè)對(duì)所有聲道進(jìn)行解碼并在解碼器中產(chǎn)生雙聲道向下混合信號(hào)的多聲道解碼器。 就其包含不同的由編碼器使用以進(jìn)一步提高音頻質(zhì)量的技術(shù)而言，該標(biāo)準(zhǔn)是具有很大靈活性的。 得最大峰值的碼率可以比長(zhǎng)期的平均碼率高出一倍。但是，對(duì)于某些傳輸系統(tǒng)（大多數(shù)的廣播格式），最好采用不可變碼率的（ CBR ）音頻數(shù)據(jù)流。
三、杜比數(shù)字（ AC-3) 與 MPEG2 的比較
杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 及 MPEG-2 聲稱的性能對(duì)照表
聲稱的性能 杜比數(shù)字 (Dolby Digital) MPEG-2 BCw/matrix
1. 支持立體聲還音 √ √
2. 支持杜比環(huán)繞 √ √
3. 在同一節(jié)目源，同時(shí)支持
立體聲和環(huán)繞聲 √
4. 支持 5. 1 聲道音頻 √ √
5. 特定廣播碼率的使用 √ √
6. 提供動(dòng)態(tài)范圍控制 √ √
7. 保持響度一致 √
1 、 . 立體聲還音
這是音頻編碼最基本的功能之一。兩聲道模式的 MPEG-2 音頻與 MPEG-1 立體聲音頻本質(zhì)上相同。 MPEG-1 及杜比數(shù)字都能在 192 kbps 或更高的碼率的條件下提供優(yōu)質(zhì)的立體聲音頻。
2 、 兼容杜比環(huán)繞聲
杜比發(fā)明了在 20 多年來(lái)廣泛地應(yīng)用在電影及視頻媒體的杜比環(huán)繞聲技術(shù)，杜比實(shí)驗(yàn)室還開(kāi)發(fā)了如何制作這種聲跡的技術(shù)，使這種聲跡能同時(shí)在分離的 5.1 聲道系統(tǒng)或在經(jīng) 4-2-4 矩陣編碼的杜比定向環(huán)繞聲系統(tǒng)上進(jìn)行還音回放。雖然目前將分離音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩陣編碼的格式有不同的方式，杜比開(kāi)發(fā)了一種適用于將杜比數(shù)字實(shí)現(xiàn) Lt/Rt 縮混的技術(shù)專利。最初錄制 DVD 格式的節(jié)目時(shí)，會(huì)經(jīng)好萊塢視頻錄音棚認(rèn)真的監(jiān)聽(tīng)測(cè)試，使之確保當(dāng)解碼采用杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 內(nèi)置的 Lt/Rt 縮混選項(xiàng)時(shí)不發(fā)生聲音音質(zhì)降低的現(xiàn)象。現(xiàn)今許多的攜帶杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 聲跡的 LD 光碟同樣可通過(guò) Lt/Rt 縮混信號(hào)與杜比定向邏輯環(huán)繞聲還音系統(tǒng)兼容。大多數(shù)的 LD 光碟含有一個(gè)分離的、經(jīng)杜比環(huán)繞聲編碼的 PCM Lt/Rt 聲跡。這樣一來(lái)，在同一張光碟上就可能直接比較由 5. 1 聲道縮混的音頻與實(shí)際由制片商錄制的 Lt/Rt 混合音頻的效果了。相反的，兼容Lt/Rt 矩陣編碼聲跡的5. 1聲道的MPEG-2 的信號(hào)就無(wú)法做到上述這種驗(yàn)證，這是因?yàn)楹苌倩虿淮嬖陬愃粕虡I(yè)發(fā)行的片源。
3 、 . 兼容立體聲及單聲道
是否能夠傳輸高質(zhì)量的立體聲音頻與兼容杜比環(huán)繞聲的問(wèn)題是緊密相關(guān)的。關(guān)閉環(huán)繞聲解碼器可以直接聽(tīng)到立體聲信號(hào)。如采用杜比數(shù)字，這個(gè)信號(hào)就應(yīng)為環(huán)繞聲兼容的 Lt/Rt 縮混信號(hào)或立體聲的 Lo/Ro 縮混信號(hào)。 Lo/Ro 縮混功能為制作人提供如何將中聲道和環(huán)繞聲道合并到左右聲道的多種電平比例的選項(xiàng)，以確�；旌系男Ч_(dá)到最佳狀態(tài)。另外，單聲道縮混信號(hào)會(huì)應(yīng)用附加的峰值音頻壓縮功能而產(chǎn)生出來(lái)，使之成為理想的 RF 射頻聲道再調(diào)制信號(hào)。每一個(gè)解碼器可選擇適合各自還音條件的縮混方式而不會(huì)影響到其他聽(tīng)音者的接收。而 MPEG-2 音頻在 Lt/Rt 立體聲的聽(tīng)音效果并不理想。
4 、 碼率
AC-3 與 MPEG-2 這兩種音頻標(biāo)準(zhǔn)都能在一個(gè)較大的碼率范圍內(nèi)工作以滿足不同的應(yīng)用需求。在評(píng)估不同的編碼器對(duì)于某一特定應(yīng)用的聲音音質(zhì)的適宜程度時(shí)，需要考慮在同一碼率的條件下進(jìn)行比較。如要獲得有關(guān)消費(fèi)者體驗(yàn) 5. 1 聲道的節(jié)目的真實(shí)想法，那么有成百部的杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 的 LD 影片，并且有上百萬(wàn)部拷貝在循環(huán)使用。這些節(jié)目的聲跡以 384 kbps 碼率編碼，其碼率與美國(guó) DTV 節(jié)目、 DVD 、 DBS 、數(shù)字有線電視及 DAVIC 系統(tǒng)所采用的碼率相同。編碼的高效率對(duì)于多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)是最基本的要求，包括廣播電視。
針對(duì)已有的實(shí)際碼率來(lái)評(píng)估 MPEG-2 的 5. 1 聲道音頻并非是容易的事。在先前的測(cè)試中，在 320kbps 碼率的條件下， MPEG-2 的性能遜于杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 。在測(cè)試結(jié)束后，這兩種編碼方式都進(jìn)行了充分地改進(jìn)。最近的在好萊塢由一些視頻錄音棚準(zhǔn)備 DVD 聲跡的測(cè)試中，發(fā)現(xiàn) MPEG-2 的 5. 1 聲道音頻基本上是可以接受的，但是如上所述MPEG-2矩陣編碼的兩聲道信號(hào)在環(huán)繞聲解碼器上的兼容性不容樂(lè)觀。其最大的峰值碼率達(dá)到 900 kbps 、平均碼率接近 400kbps 。無(wú)法了解到其在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合需要采用恒定 384 kbps 碼率時(shí)的結(jié)果.
5 、動(dòng)態(tài)范圍控制
由于各類消費(fèi)者的品位以及他們所處的聽(tīng)音環(huán)境不同，所以很難制作出既充分發(fā)揮了數(shù)字音頻全動(dòng)態(tài)潛力而又滿足在某些特定環(huán)境下還音的聲跡，比如噪聲較大的聽(tīng)音環(huán)境或以低音量進(jìn)行還音的一般音響系統(tǒng)。這使得在消費(fèi)類的傳輸系統(tǒng)中，需要使用一種手段來(lái)包含動(dòng)態(tài)范圍控制的信息作為節(jié)目的必要附屬信息，使錄音工程師能夠控制并確認(rèn)還音的實(shí)際結(jié)果。杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 系統(tǒng)應(yīng)用了一種靈活的動(dòng)態(tài)范圍的控制系統(tǒng)。目前現(xiàn)有的 LD 光碟已包含這個(gè)特性，而且現(xiàn)有的消費(fèi)類解碼器提供了這樣的選項(xiàng)使用戶在需要時(shí)可以使用壓縮方式還音。目前， MPEG-2 系統(tǒng)并不擁有這個(gè)功能。
6 、 . 一致的響度
由于數(shù)字音頻的應(yīng)用使得節(jié)目能以很高的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行傳輸。這里面包括那些音量很高但持續(xù)時(shí)間很短只是偶然發(fā)生的聲音。為了在不利用峰值壓縮方法的條件下傳輸這類聲音，其平均的響度通常將比其它類型的節(jié)目要低。為了防止在節(jié)目切換時(shí)所造成擾人得的明顯的響度差異 -- 這樣聽(tīng)眾不得不重新調(diào)節(jié)音量 -- 杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 使用了被稱為 “ 對(duì)白歸一（ dialog normalization ） ” 的特性，使得錄音師可以根據(jù)已知的平均參考電平來(lái)設(shè)置適當(dāng)?shù)倪�音電平值。這種特性已在杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 的編碼器及消費(fèi)類解碼器中被應(yīng)用。另外，杜比數(shù)字 (Dolby Digital) 保持了設(shè)定的歸一響度，無(wú)論其傳輸及還音的聲道數(shù)目的多少，并且不受縮混的影響。
對(duì)MPEG-2編碼系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，是根據(jù)片源內(nèi)容的不同而向MPEG-1聽(tīng)眾傳輸不同響度的信號(hào)。所接收的立體聲節(jié)目是為最大響度，而多聲道節(jié)目需降低響度還音，以便保證在將多聲道音源矩陣編碼至兩聲道混音時(shí)擁有足夠的裕量。一種解決方式是降低所有兩聲道節(jié)目的電平來(lái)滿足多聲道節(jié)目的要求。另一種方式是專門為MPEG-1的聽(tīng)眾傳輸單獨(dú)的最大音量的立體聲信號(hào)。
小結(jié)
綜上所述，采用多聲道環(huán)繞聲方式，多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)通過(guò)聲道的擴(kuò)展，不僅在質(zhì)量上與 CD 音頻不相上下，同時(shí)還帶給聽(tīng)眾身臨其境的感受，而這是傳統(tǒng)單聲道和立體聲無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因此多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)已被更多的聽(tīng)眾接受，同時(shí)也將逐漸成為廣播電視行業(yè)中音頻節(jié)目制作的主流。
AC-3 與 5.1 多通道環(huán)繞聲系統(tǒng)采用逐漸成熟的專用編解碼方案，提供了多種音頻設(shè)備的兼容性，并通過(guò) Dolby E 的改進(jìn)方案，使得 AC-3 可應(yīng)用于廣播電視編輯傳輸過(guò)程中； MPEG-2 層 II 系統(tǒng)采用與 MPEG-1 完全兼容的編解碼方案，提供高質(zhì)量的環(huán)繞立體聲，并且 MPEG-2 也提供了多種功能用于滿足不同的需要，但 MPEG-2 的應(yīng)用相對(duì) AC-3 來(lái)說(shuō)市場(chǎng)占有率很小，而 AC-3 則在許多領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。
四、中國(guó)數(shù)字廣播電視中數(shù)字音頻的發(fā)展展望
數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)的發(fā)展是從 85 年以后開(kāi)始的，其中包括了我們熟知的 Eureka 147 DAB （尤里卡 147 數(shù)字音頻廣播）和 DVB 。不斷發(fā)展的數(shù)字調(diào)制方式及編碼算法都為數(shù)字音頻廣播提供了更加有效的傳輸和存儲(chǔ)方式，使得在有限的帶寬中以較低比特率來(lái)傳輸聲道數(shù)更多、質(zhì)量更優(yōu)的音頻信號(hào)成為可能。同樣在數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)的發(fā)展中也充分利用了這些以此為核心的新技術(shù)。以前，立體聲廣播起著主導(dǎo)的作用，現(xiàn)在隨著越來(lái)越多的多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)的應(yīng)用，在數(shù)字音頻廣播領(lǐng)域也已經(jīng)開(kāi)始接納并制定相關(guān)的音頻標(biāo)準(zhǔn)了。在 Eureka 147 DAB 和 DVB 中，已經(jīng)包括了多聲道數(shù)字音頻的擴(kuò)展。
DVB 項(xiàng)目是在 1993 年由 220 多個(gè)世界組織來(lái)制定建立的。這些世界組織包括廣播業(yè)者、制造商、網(wǎng)絡(luò)管理者和致力于發(fā)展數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的各種組織機(jī)構(gòu)。最早的 DVB 業(yè)務(wù)是在歐洲開(kāi)始的，現(xiàn)在 DVB 標(biāo)準(zhǔn)不僅是歐洲的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)，而且它也擴(kuò)展到亞洲、非洲、美洲及澳大利亞等地區(qū)，成為這些地區(qū)數(shù)字電視的選擇標(biāo)準(zhǔn)之一。
我國(guó)在未來(lái)中不管采用那種音頻格式，都將帶來(lái)音頻節(jié)目制作上的變革，只有正確面對(duì)這場(chǎng)變革，了解和掌握其中涉及的各種技術(shù)才能立于不敗之地，同時(shí)也會(huì)給千家萬(wàn)戶的觀眾帶去更多、更好的音、視頻享受。
總之，隨著數(shù)字廣播的不斷發(fā)展，相信這些已經(jīng)成熟的各種技術(shù)都將有它們各自的用武之地。我們相信在今后的數(shù)字廣播的發(fā)展中，不管是 DVB 、 DAB 、數(shù)字視頻、音頻廣播，還是 ATSC 數(shù)字電視系統(tǒng)等，都將會(huì)采用不受帶寬限制（相對(duì)而言）、可提供更高質(zhì)量、更多聲道的多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)。
【淺談AC-3與MPEG-2兩種多通道數(shù)字音頻的選擇與比較】相關(guān)文章：
淺談詞語(yǔ)的比較教學(xué)08-08
商譽(yù)計(jì)量方法的比較與選擇08-07
淺談企業(yè)年金的營(yíng)運(yùn)模式比較研究08-05
淺談數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)課的例題選擇08-17
多通道抗凝血藥物篩選檢測(cè)儀的研制08-06
淺談靜脈留置針留置部位的分析比較08-05
淺談中學(xué)語(yǔ)文的比較法教學(xué)08-08
螞蟻金服上市市場(chǎng)的選擇比較08-18