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現實世界中的5.1實現

2004-11-18 Robert Reams 依馬獅網


    近來新聞界對環繞聲效力(而非數字廣播的環繞聲)突然興奮起來。對于知內情的人士來說,這不是新聞。看來好像有少數有識之士已經意識到許多許多年來顯而易見的事實:消費者確實喜歡環繞聲。這真是一個意外!也許把注意力集中于現實世界的應用問題和正在被采用且適用于現在的解決方案是恰當的,對于今后兩年發布的家庭和汽車產品及廣播設備也是如此。
    在數字廣播設施上播出5.1音頻面臨幾個主要問題:受歡迎的5.1制作廣播內容缺乏;5.1制作和廣播設備缺乏;有損編解碼器與傳統環繞聲方案不兼容;眾多的車載播放配置。

    5.1音樂缺乏
    雖然5.1原始錄音數量正不斷增加,但分配音樂的主要結構還是立體聲。大多數被頻繁播放、銷量極大的內容是以立體聲,或2.0分發的。
    大家多年來已經知道,立體聲多于雙聲道,更確切地說,立體聲是一種“空間”或二維格式。5.1設計也是一種二維格式。因此,唯一能區分2.0和5.1的方式(除了亞低音揚聲器LFE聲道外)是內容制作中的“原創”數量和揚聲器(內容通過它們播放出來)的數量。就是說,兩種格式都可在“統一”或共同特點的二維(它需要兩個分離的微細結構)之內得到描述。
    用現有2.0設備可以處理所有內容。2.0內容可以夾雜有5.1原始信號源、廣播電臺的ID標志和廣告。隨著5.1內容開始可用,越來越多的內容會轉換到5.1……全無不連續性。
    當然,傳統的2.0內容還將存在,因此存儲、播出和接收它的方式將繼續永久存在。
    擁有采用Neural空間環境引擎(SEE)的接收系統之消費者,使用與5.1播放相同的揚聲器可以接收二維立體聲。用此方式的體驗在HDTV行業證明是成功的。
    消費者對夾雜有5.1轉換立體聲的分離5.1的反應是積極的。同樣這些消費者對于夾雜有雙聲道立體聲的分離5.1的反應是否定的。想象一下你的廣播聽眾在車內將有怎樣的反應。

    5.1制作和廣播設備缺乏
    Neural Audio和哈里斯開發和部署了5225環繞聲設備。5225使原始5.1內容創作,原始5.1音樂錄音的縮混和壓制水?。◣е眯哦缺O聽)成為可能,它們可以在現有雙聲道廣播設施上播出。
    所有5.1音樂、廣告和ID標志內容在播出端都可以通過5225被縮混,且連同Lt/Rt(矩陣編碼的立體聲)及立體聲內容被存儲或存檔于現有2.0卡式磁帶、編輯機(對!你可以編輯它)和服務器上,無需顧及壓縮算法,也不要任何修改。你可以“裝運” 5.1到任何地方的任何設備上,甚至是正常工作的模擬錄音機/放音機上。僅僅把它視為“內容”處理就可以了。

    有損編解碼器與傳統環繞聲不兼容
    任何數字音頻廣播的經濟價值目的基于低數據率音頻編解碼器。遺憾的是,不可預測的內容類型與用于廣播的有損編解碼器的結合,導致與空間重現的不兼容性,如其與傳統矩陣解碼器方案相互作用所顯示的那樣。
    為了限制不自然或有害的人工產物,必須巧妙地處理頻譜擴展和聲像微細結構,使上述的人工產物可聽度降至最小。許多廣播電臺因而另使用一個稱為參數聲像再分解的Neural Audio專利處理以解決此問題。
    參數聲像再分解處理允許頻譜空間再分配,替換各部分的聲像。這減少感覺上隱性聲像元素的編碼,且減少“零量化”的出現。
    參數聲像再分解是處理器密集和專用的,因此,它在哈里斯Neustar內,在對供播出的二維內容編碼之前完成最佳。
    除了關鍵的參數聲像再分解處理之外,也不能過分強調應將多大的注意力放在制作或處理內容中的細節會影響數字音頻廣播性能。Neural處理使用去哼聲、去噪聲和聲像控制來改善內容的編碼可能性,且使結果更令人愉悅和值得一聽,不管播放環境是立體聲、矩陣還是分離5.1。

    車載播放
    如何將二維內容(不管原始聲源包含多少聲道)轉換到一個預先確定數量的揚聲器聲道——在消費者側的5.1、4.1或2.0聲道?
    在接收端或接收機端的輸入上,內容被有選擇和自動地后期處理,且被Neural Audio空間環境引擎(SEE)“上混合或擴混”為車載環境下現實位置中的有效聲道數量和揚聲器單元的類型。
    雖然此機制的特性被大量地討論,但在眾多的空間編碼方案被展示時,此需求仍被頻繁提及。這并不是說這些技術沒有優點,問題僅僅在于它們不能解決廣播和消費者方面的許多實用問題。
    較新的“分離”5.1格式似乎不能為車載環境設計師提供完整的解決方案,原因在于它們是“固定的”,且要求車載環境遵循音頻系統的規范,而非相反的思路。
    有許多可能而且往往必要的車載“空間環境”以及所有可能的源(硬、軟和廣播)內容的轉變。
    揚聲器數量和放置選擇要得到完美效果的可能性很少,并且始終受預算和審美學的約束。
    這就是SEE通過靈活的空間共同點轉換(從雙聲道到256聲道)解決此問題的所在。
    設計師易于使用SEE,而且它非常輕便,適于各種DSP環境。因此,空間轉換極其靈活,有限定制就能達到車載環境下驅動器數量和揚聲器放置限制范圍內的最佳性能。
    這并非說SEE在消費者家庭影院環境沒有應用。許多聰明的設計師可能發現這是一個簡化現有消費電子(包括衛星、有線電視和地面廣播)內容兼容性問題的接近解決方案。

    SEEDS
    為了使汽車工程師能圍繞著這些強大的“環繞聲廣播”新概念,有效地測試和設計其音響系統,Neural Audio正在出品一種“空間環境引擎開發系統”(SEEDS)開發工具。
    SEEDS是一種多聲道音頻DSP盒,能處理最多8個模擬聲道輸入到8個模擬聲道輸入。它可以置于任何雙聲道接收機、CD或盒式走帶機和放大器之間。SEEDS非常靈活,可以配置為指定空間環境內兼容的任意數量的揚聲器布局。

    我們的任務
    廣播從2.0轉換到5.1有許多挑戰。我們必須把我們的“將2.0變為5.1”觀念改為“規劃2.0和5.1的互操作性”。與建立一個5.1“管道”并宣稱問題已獲得解決相比,問題要復雜得多。我們可以從HDTV音頻吸取教訓,且模仿它所做的工作。
    (1) 內容制作者必須自由制作他們希望的任何空間環境中的內容。(2) 分配通道必須保持后向兼容。(3) 技術必須有益于傳統內容;它必須與內容制作和分配及升級的狀態兼容運行。消費產品OEM和零部件制造商只生產現在有益于他們的產品。(4) 最重要的是,生成的聲像必須符合消費者對“環繞聲”的期望。
    忽視這些要求的任何技術會產生藝術家、銷售商、廣播機構和消費者不可逾越的鴻溝,導致大家有不穩定的接收。

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