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音频综述之基础技术演变篇(一)
 
慧聪网   2005年5月13日9时30分   信息来源:中国电子科技集团公司第三研究所    

  音频技术是声音信号的拾音(声电转换)、传输(广播、因特网)、存储(录音)、重放(电声转换)的技术。它涉及的行业:广播、唱片、电影、扩声(厅堂,体育场、馆,会议系统)、消费电子家用音频放声设备等等。

  1.1声场方式:

    单声、立体声、和多声道环绕声;虚拟环绕声。这是对人耳听觉声音定位原理的逐年研究成果并应用声音重放技术而展开的。

  单声:一个声道的放声系统和相应的录音技术,它没有空间声象感觉,是最原始的放声系统。

  双声道立体声:从节目源、功放扬声器,都是独立的两个声道的放声系统,声象位于两只扬声器之间。盒式磁带、CD唱片、调频立体声广播、电视立体声广播(中国PAL-D ,NICAM丽音),VCD和早期LD的FM两声迹音频输出,都是双声道立体声的,这是目前最基本的音频录音和放声方式。

  环绕声:环绕声开始于80年代,由Dolby(杜比)公司电影声的4-2-4矩阵编码系统开始的,1992年又引人了5.1声道的数字音频压缩编码AC-3,后称Dolby Digital,还有DTS(Digital Theater System)MPEG-2(活动图象专家组)等其他格式,环绕声指的是声象在听者360 平面内定位(平面环绕声)相应的录音、传输通道和扬声器配置。

  虚拟环绕声VSS(Virtual Surround Sound)是在双声道立体声节目重放时,加入人头传递函数(HRTF)或其他处理以得到环绕声的效果的技术。

  前三项同录音有关,虚拟环绕声只同放音系统有关,而且这并存,应用于不同需求的场合。对人耳听觉声音定位原理的心理声学和生理声学的研究还在继续,它的应用领域也不断扩展,不同领域需要各自的技术支持。譬如录音设备也各自不同,引入不同的产品链。

  1.2信号的量化格式:

    模拟、不压缩数字和数字压缩编码三代技术,和相应的产品。

  不压缩数字一般指PCM(pulse code modulation)编码,目前其采样频率由 32KHz 44.1KHz 48KHz扩展到96KHz 192KHz;采样精度从12bit扩展到 16bit 24bit;提高采样频率和精度是扩展频率范围到96kHz,动态到114dB

  DSD (Direct Stream Digital)是近年应用的1 比特,采样频率2.8224MHz 的7次Δ∑编码,频率范围到100kHz,动态120dB.

  数字压缩编码,一般指有损压缩制式:Dolby Digital; DTS和MPEG_1,2,4,7;等;他们都各自有知识产权。现在市场上的MP3是MPEG1的第3层次的算法,他们是建立在听觉心理原理上的算法,对节目有损伤,但减少到不可觉察的程度,其结果是达到的压缩比(如10:1~12:1)。减少数据量,降低传输的码率。

  无损压缩MLP (Meridian Lossless Packing Compression Technology) 只在有限范围内使用如DVD-Audio 单面4.7G放65分钟192KHz/24bit立体声信号,经MLP能放74-80分钟96KHz/24bit多声道信号

  这3类技术同时并存,尤其数字压缩编码有几十种算法,有各自的知识产权,体现在各自的终端产品上,技术的先进只是市场成功的一方面,其适用性和节目软件的支持和商业运作是成功的更重要方面,行政干预、官方支持等非市场因素造成“伪市场”环境,在音响行业作用更小。

   

 
作者:翁泰来 
 
 
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