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几种常见环绕音频格式

admin 2009-10-29 10:05 724人围观 视觉

随着家庭视听(影院)组合的流行,消费者得以体验多声道播放的魅力。在这种播放系统中,所用的影音多声道环绕声放大器的面板上往往印有“AC-3”、“DTS”、“DTS ES ”“Dolby Digital”、“Dolby digital ex” 等标识,它们各自代表什么意思?我以为这是每一个影音爱好者甚至家庭视听器材购买者都需要了解的,下面就容笔者一一为大家道来。

1:杜比(Dolby)系列

杜比定向逻辑,又称“杜比专业逻辑”。是美国杜比实验室早期推出的一种环绕模式,它在AC-3 5.1声道未出现以前的电影环绕音效中,现在已经被更先进的Dolby Pro LogicⅡ所取代。Dolby Pro Logic是以矩阵方式把左前、中、右前、环绕声4个声道(它的环绕声虽然分左右声道,但却是两个相同的、并联的单声道讯号)的讯号编码在立体声道之中。在使用时,如将Pro Logic编码的音乐讯源输入没有Pro Logic解码器的音响系统中,音乐讯号仍然会以立体声的方式再现。与目前5.1声道不同的是,Pro Logic不但环绕声道的频宽不是20Hz~20kHz(只有100Hz~7kHz的频宽),而且它也没有超低音声道。在听感上,它的细节还原和高低频延伸、分离度都大打折扣,现场感比较逊色。

杜比AC-3的名称来自Audio Code Version 3,也就是Audio Code第3版。它是杜比实验室于1996年正式在全球推出的第一套5.1声道环绕声系统。它是通过数码压缩,前方左、中置、右和环绕左右等5个声道都采用20Hz~20kHz全频播放,而其低音声道LFE(Low Frequency Effect)则只负责20~200Hz播放,因此被称为“.1”声道。后来AC-3归放统称为“Dolby Digital”的环绕声系统中。

即“杜比数码”。在上世纪八十年代初这个词就被用在专业电影院音效上,后来杜比实验室也将家庭中使用的环绕声归纳其中,AC-3 5.1也成为其中的一种规格。其实Dolby Digital系统不仅只有5.1声道,它还包括单声道、2.0/4.0/5.0/5.1声道和6.1声道(EX)等。它的技术特征在于以数码压缩讯号,而且每声道都是独立处理,而不是早期杜比环绕声以模拟矩阵方式先编码成双声道储存,再解码成4声道(其中左右环绕声道仍为单声道讯号,所以实际音乐讯号只有左前、中、右前、环绕等4个声道,即4.0)。由于Dolby Digital不一定代表5.1声道,所以消费者在购买DVD碟机要看清楚。
  Dolby Digital的AC-3数字压缩编码最高压缩比为12:1。其数码讯号格式与CD相同,都是16bit/44.1kHz,动态范围也是96dB,取样频率最高可达20bit,可容纳32kHz/44.1kHz/48kHz,单声道时的数码传输率(Dare Rate)为32kbps(bit per see-ond)。用在双声道时为192kbps,多声道最高传输率可达640kbps,普通的DVD5.1声道传输率在384~448kbps之间。

从称号上看,它是Dolby Pro Logic环绕音效改良而来。杜比当初开发它主要是应多声道时代的要求。而它的最大作用是让非Dolby Digital 5.1编码的音乐讯源如CD机、收音机讯号能够得到类似AC- 3 5.1的环绕音效。其原理是以数码矩阵方式将讯号编码成5声道(左前、中、右前、左环绕、右环绕)讯号,而且它的环绕声道频宽达到20Hz~20kHz比Pro Logic的100Hz~7kHz的频响宽许多。

这是杜比实验室在Dolby Digital的5.1声道的基础上,推出的6.1声道7.1声道解码系统。它刚推出时所用的名称是“THX Surround EX”(当时THX是针对家用领域,Dolby是针对电影院,但后来两者却混用了)。6.1声道是在5.1声道之外聆听者正后方增加一个后中置环绕声道。它是在编码时就以矩阵(Matrix)方式混入左右环绕声道中,再解码由左右环绕声道取出。而7.1声道就是在5.1声道的基础上增加两个后环绕声道,形成前置左、中、右声道、左侧环绕、右侧环绕、左后环绕、右后环绕、LFE超低音等7.1声道。其中,左、右后环绕的音乐讯号事先以矩阵方式编码在左、右侧环绕声道中,解码时再取出。
  需要注意的是,不论是6.1声道的后中置环绕或是7.1声道的后环绕声道,它们都是以矩阵方式混在左右环绕声道中虚拟声道,因此它们并不是真正独立分离的6.1或7.1声道。这是它们和下文介绍的DTS ES的6.1声道不同之处。
尽管现在许多DVD软件上的电影音效只注明是5.1声道,但用于6.1或7.1声道播放时多出来的声音音箱仍然会发声,原因是影音放大器里的Dolby Digital Surround EX或THX Surround EX解码器中的矩阵处理会把左右环绕音源处理出一个或两个后环绕声道音道。反过来,假如你的DVD碟片拥有6.1或是7.1声道的EX音效,由于EX音效可以通过矩阵方式把多出来的后环绕音效编入原本的左右环绕声道内,因此就算你用的影音功放没有EX解码器,也只有5.1声道音箱,但仍然能够听到你原本在6.1或7.1声道播放的音乐讯号,当然这时没有后环绕声的效果。

Dolby Digital Live 的实时译码技术能够将任何声音信号转变成能通过家庭影院系统来传递及录放的杜比数位声道。这样你的电脑便能与你的杜比数位影音接收器或数字音响连结,如此一来便能够消除多条电线的困扰,并确保声音讯号的完整性。

2:DTS系列 

它是由美国Digital Theater Systems公司研制的应用于电影院的专业音效系统。DTS的比特率比Dolby Digital更高,它用于CD/LD上的编码率最高为1.41Mbps,用于DVD时最高为1.5Mbps,一般使用754kbps;而杜比数码虽然最高可以达到640kbps,但用于DVD时一般只是384~448kbps。同时,DTS的压缩比也比Dolby Digital低,它在16bit情况下压缩比为2.9:1,在20bit时下压缩比为3.75:1,24bit时下压缩比为4.3:1,而杜比数码的压缩比为12:1。因此在理论上,杜比数码的音响效果比DTS略为逊色。不过有关这两个环绕声制式的主、客观听音比较的资料少见,况且音响听感牵涉的问题也太多,谁更强还没有确切的定论。DTS第一次应用是在1993年推出并大获成功的《侏罗纪公园》电影上。在1996年DTS开始进入民用领域。
  由于DTS的编码率比Dolby Digital高,一张容量有限的DVD碟片难以同时容纳下Dolby Digital与DTS两种环绕声音讯号,鉴于Dolby Digital的广泛应用,大部分的DVD软件生产商都采用Dolby Digital。后来DTS采用比较低的784kbps编码率制作,我们才能看到同时容纳Dolby Digital和DTS录制的DVD碟片。  

它就是我们在某些上档次影音放大器面板上标有的“DTS ES”。与Dolby Digital EX一样,它也是6.1声道系统。同样是在DTS原来的5.1声道上再加1个或2个后环绕声道而成为6.1或7.1声道。但DTS ES与Dolby Digital EX不同,它分为2种,一种是Matrix,另一种是Discrete 6.1。其中前者的后环绕声道和杜比数码一样也是从左右环绕声道中以矩阵方式分离出来,它并不是独立的后环绕声道,属于一种虚拟6。1声道模式,这与Dolby Digital EX做法相同。而Discrete 6.1的后环绕声道是独立制作在一个声道中,它是真正独立分离的6.1声道。

这是对应Dolby Pro LogicⅡ将双声道转换为环绕多声道的系统。DTS Neo:6可以把CD机、VHS录像机以及电视机、收音机等双声道或矩阵双声道的电影配乐或音乐解码为6个声道的全频环绕音效。在听音乐或看电影时能得到一定的定位感与环绕音效。

这是DTS推出针对DVD-Video的多声道播放的新规格。它和DVD-Audio多声道规格相同,不过,DVD-Audio的96kHz/24bit格式是以模拟形式输出的,但DTS的96/24不仅可用在DVD-Video音效上,而且它能以数码方式输出,这就是两者的区别。

原作者: chinaaudio 来自: 转载
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