Ⅰ 杜比AC-3和MPEG-2多聲道編碼格式有哪些異同
杜比數字（ AC-3) 與 MPEG2 的比較
杜比數字 (Dolby Digital) 及 MPEG-2 聲稱的性能對照表
聲稱的性能 杜比數字 (Dolby Digital) MPEG-2 BCw/matrix
1. 支持立體聲還音 √ √
2. 支持杜比環繞 √ √
3. 在同一節目源，同時支持
立體聲和環繞聲 √
4. 支持 5. 1 聲道音頻 √ √
5. 特定廣播碼率的使用 √ √
6. 提供動態范圍控制 √ √
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 立體聲音頻本質上相同。 MPEG-1 及杜比數字都能在 192 kbps 或更高的碼率的條件下提供優質的立體聲音頻。
2 、 兼容杜比環繞聲
杜比發明了在 20 多年來廣泛地應用在電影及視頻媒體的杜比環繞聲技術，杜比實驗室還開發了如何製作這種聲跡的技術，使這種聲跡能同時在分離的 5.1 聲道系統或在經 4-2-4 矩陣編碼的杜比定向環繞聲系統渣核上進行還音回放。雖然目前將分離音頻信號轉換成矩陣編碼的格式有不同的方式，杜比開發了一種適用於將杜比數字實現 Lt/Rt 縮混的技術專利。最初錄制 DVD 格式的節目時，會經好萊塢視頻錄音棚認真的監聽測試，使之確保當解碼採用杜比數字 (Dolby Digital) 內置的 Lt/Rt 縮混選項時不發生聲音音質降低的現象。現今許多的攜帶杜比數字 (Dolby Digital) 聲跡的 LD 光碟同樣可通過 Lt/Rt 縮混信號與杜比定向邏輯環繞聲還音系統兼容。大多數的 LD 光碟含有一個分離的、經杜比環繞聲編碼的 PCM Lt/Rt 聲跡。這樣一來，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際由製片商錄制的 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 的信號就無法做到上述這種驗證，這是因為很少或不存在類似商業發行的片源。
3 、 . 兼容立體聲及單聲道
是否能夠傳輸高質量的立體聲音頻與兼容杜比環繞聲的問題是緊密相關的。關閉環繞聲解碼器可以直接聽到立體聲信號。如採用杜比數字，這個信號就應為環繞聲兼容的 Lt/Rt 縮陵和混信號或立體聲的 Lo/Ro 縮混信號。 Lo/Ro 縮混功能為製作人提供如何將中聲道和環繞聲道合並到左右聲道的多種電平比例的選項，以確保混合的效果達到最佳狀態。另外，單聲道縮混信號會應用附加的峰值音頻壓縮功能而產生出來，使之成為理想的 RF 射頻聲道再調制信號。每一個解碼器可選擇適合各自還音條件的縮混方式而不會影響到其他聽音者的接收。而 MPEG-2 音頻在 Lt/Rt 立體聲的聽音效果並不理想。
4 、 碼率
AC-3 與 MPEG-2 這兩種音頻標准都能在一個較大的碼率范圍內工作以滿足不同的應用需求。在評估不同的編碼器對於某一特定應用的聲音音質的適宜程度時，需要考慮在同一碼率的條件下進行比較。如要獲得有關消費者體驗 5. 1 聲道的節目的真實想法，那麼有成百部的杜比數字 (Dolby Digital) 的 LD 影片，並且有上百萬部拷貝在循環使用。這些節目的聲跡以 384 kbps 碼率編碼，其碼率與美國 DTV 節目、 DVD 、 DBS 、數字有線電視及 DAVIC 系統所採用的碼率相同。編碼的高效率對於多數的應用場合來說是最基本的要求，包括廣播電視。
針對已有的實際碼率來評估 MPEG-2 的 5. 1 聲道音頻並非是容易的事。在先前的測試中，在 320kbps 碼率的條件下， MPEG-2 的性能遜於杜比數字 (Dolby Digital) 。在測試結束後，這兩種編碼方式都進行了充分地改進。最近的在好萊塢由一些視頻錄音棚准備 DVD 聲跡的測試中，發現 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在環繞聲解碼器上的兼容性不容樂觀。其最大的尺梁盯峰值碼率達到 900 kbps 、平均碼率接近 400kbps 。無法了解到其在大多數應用場合需要採用恆定 384 kbps 碼率時的結果.
5 、動態范圍控制
由於各類消費者的品位以及他們所處的聽音環境不同，所以很難製作出既充分發揮了數字音頻全動態潛力而又滿足在某些特定環境下還音的聲跡，比如雜訊較大的聽音環境或以低音量進行還音的一般音響系統。這使得在消費類的傳輸系統中，需要使用一種手段來包含動態范圍控制的信息作為節目的必要附屬信息，使錄音工程師能夠控制並確認還音的實際結果。杜比數字 (Dolby Digital) 系統應用了一種靈活的動態范圍的控制系統。目前現有的 LD 光碟已包含這個特性，而且現有的消費類解碼器提供了這樣的選項使用戶在需要時可以使用壓縮方式還音。目前， MPEG-2 系統並不擁有這個功能。
6 、 . 一致的響度
由於數字音頻的應用使得節目能以很高的動態范圍進行傳輸。這裡麵包括那些音量很高但持續時間很短只是偶然發生的聲音。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目要低。為了防止在節目切換時所造成擾人得的明顯的響度差異 -- 這樣聽眾不得不重新調節音量 -- 杜比數字 (Dolby Digital) 使用了被稱為 「 對白歸一（ dialog normalization ） 」 的特性，使得錄音師可以根據已知的平均參考電平來設置適當的還音電平值。這種特性已在杜比數字 (Dolby Digital) 的編碼器及消費類解碼器中被應用。另外，杜比數字 (Dolby Digital) 保持了設定的歸一響度，無論其傳輸及還音的聲道數目的多少，並且不受縮混的影響。
對MPEG-2編碼系統來說，是根據片源內容的不同而向MPEG-1聽眾傳輸不同響度的信號。所接收的立體聲節目是為最大響度，而多聲道節目需降低響度還音，以便保證在將多聲道音源矩陣編碼至兩聲道混音時擁有足夠的裕量。一種解決方式是降低所有兩聲道節目的電平來滿足多聲道節目的要求。另一種方式是專門為MPEG-1的聽眾傳輸單獨的最大音量的立體聲信號。
小結
綜上所述，採用多聲道環繞聲方式，多聲道數字音頻系統通過聲道的擴展，不僅在質量上與 CD 音頻不相上下，同時還帶給聽眾身臨其境的感受，而這是傳統單聲道和立體聲無法實現的，因此多聲道數字音頻系統已被更多的聽眾接受，同時也將逐漸成為廣播電視行業中音頻節目製作的主流。
AC-3 與 5.1 多通道環繞聲系統採用逐漸成熟的專用編解碼方案，提供了多種音頻設備的兼容性，並通過 Dolby E 的改進方案，使得 AC-3 可應用於廣播電視編輯傳輸過程中； MPEG-2 層 II 系統採用與 MPEG-1 完全兼容的編解碼方案，提供高質量的環繞立體聲，並且 MPEG-2 也提供了多種功能用於滿足不同的需要，但 MPEG-2 的應用相對 AC-3 來說市場佔有率很小，而 AC-3 則在許多領域已得到廣泛應用。
四、中國數字廣播電視中數字音頻的發展展望
數字音頻廣播系統的發展是從 85 年以後開始的，其中包括了我們熟知的 Eureka 147 DAB （尤里卡 147 數字音頻廣播）和 DVB 。不斷發展的數字調制方式及編碼演算法都為數字音頻廣播提供了更加有效的傳輸和存儲方式，使得在有限的帶寬中以較低比特率來傳輸聲道數更多、質量更優的音頻信號成為可能。同樣在數字音頻廣播系統的發展中也充分利用了這些以此為核心的新技術。以前，立體聲廣播起著主導的作用，現在隨著越來越多的多聲道數字音頻系統的應用，在數字音頻廣播領域也已經開始接納並制定相關的音頻標准了。在 Eureka 147 DAB 和 DVB 中，已經包括了多聲道數字音頻的擴展。
DVB 項目是在 1993 年由 220 多個世界組織來制定建立的。這些世界組織包括廣播業者、製造商、網路管理者和致力於發展數字電視標準的各種組織機構。最早的 DVB 業務是在歐洲開始的，現在 DVB 標准不僅是歐洲的數字電視標准，而且它也擴展到亞洲、非洲、美洲及澳大利亞等地區，成為這些地區數字電視的選擇標准之一。
我國在未來中不管採用那種音頻格式，都將帶來音頻節目製作上的變革，只有正確面對這場變革，了解和掌握其中涉及的各種技術才能立於不敗之地，同時也會給千家萬戶的觀眾帶去更多、更好的音、視頻享受。
總之，隨著數字廣播的不斷發展，相信這些已經成熟的各種技術都將有它們各自的用武之地。我們相信在今後的數字廣播的發展中，不管是 DVB 、 DAB 、數字視頻、音頻廣播，還是 ATSC 數字電視系統等，都將會採用不受帶寬限制（相對而言）、可提供更高質量、更多聲道的多聲道數字音頻系統。
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