音頻編解碼器技術(shù)

　　讓我們分解一個編解碼器。為了把整個事情說清楚，我們看一篇在2004年10月音頻工程學(xué)會年會上提交的論文，它描述的是DolbyDigitalPlus技術(shù)。

　　該論文說新的DolbyDigitalPlus編碼解碼器是基于DolbyDigital的較早版本，也叫AC-3。DolbyDigitalPlus或加強型的AC-3(E-AC-3)保留了元數(shù)據(jù)載運器、過濾器庫和幀結(jié)構(gòu)。目前的數(shù)據(jù)速率范圍從32Kb/s到6.144Mb/s。在采樣速率32KHz和六模塊轉(zhuǎn)換幀的條件下，數(shù)據(jù)速率控制的分辨率可達(dá)到每秒1/3位。(數(shù)據(jù)速率的分辨率正比于采樣速率，反比于幀的尺寸。)

　　E-AC-3保留了AC-3的六個256系數(shù)轉(zhuǎn)換幀結(jié)構(gòu)，但它允許包含一個、兩個和三個256系數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的較短幀存在。其結(jié)果就是，音頻傳輸可以在高于6?0Kb/s的速率下進(jìn)行，這適合于某些限制了每幀數(shù)據(jù)量的DVD。

　　E-AC-3可以支持目前的5.1、6.1或7.1頻道，進(jìn)而一直到電影院的13.1頻道。主音頻節(jié)目位流加上多達(dá)八個的附加子流經(jīng)過多路選通進(jìn)入一個單一的E-AC-3位流。通過頻道替換消除了矩陣減法引起的編碼失誤。與AC-3相比，E-AC-3能多傳輸七個獨立的位流。

　　編碼效率的提高還可以通過一個新的濾波器庫、更好的量化、強化的頻道耦合、譜擴展和一種名為“瞬態(tài)預(yù)噪音處理”的技術(shù)來實現(xiàn)。

　　當(dāng)具有穩(wěn)定特征的音頻出現(xiàn)時，該濾波器庫在現(xiàn)有的AC-3濾波器庫之后加入一個二級DCT。這把六個256系數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成一個單一的1536系數(shù)混合轉(zhuǎn)換模塊，且提高了頻率分辨率。這個提高的頻率分辨率與六維向量分量(VQ)及增益自適應(yīng)分量(GAQ)結(jié)合在一起可以改進(jìn)“難于編碼”信號的編碼效率，比如說黑管和大鍵琴。

　　VQ用于需要較低準(zhǔn)確度的頻帶區(qū)。當(dāng)需要更高準(zhǔn)確度分量時，GAQ更有效率。此外，通過頻道與相位保存的耦合可以使編碼效率得到一個提升。在AC-3用一個高頻單合成頻道作為每個頻道上高頻部分的地方，加入相位信息和編碼器控制的譜幅度處理能夠讓這個高頻單合成頻道處理較低的頻率，從而減小了有效的編碼帶寬并增大了編碼效率。

　　譜擴展是用頻域上轉(zhuǎn)換的較低頻譜段代替了較高層的頻率轉(zhuǎn)換系數(shù)。該轉(zhuǎn)換頻譜段的譜特征通過轉(zhuǎn)換系數(shù)的譜調(diào)制與原始的形式匹配。

　　為了提高低數(shù)據(jù)速率時的音頻質(zhì)量，E-AC-3采用了瞬態(tài)預(yù)噪音處理技術(shù)。這個后解碼過程把預(yù)噪音誤差降到最低，其做法是采用可縮短預(yù)噪音持續(xù)時間的時標(biāo)合成技術(shù)，因而降低了瞬態(tài)擾動的可聽度。由編碼器計算并在E-AC-3位流中發(fā)送的元數(shù)據(jù)提供了后解碼過程、時標(biāo)合成處理所需的參數(shù)，時標(biāo)合成處理使用了聽覺情景分析技術(shù)。

后處理

　　用于音頻編碼解碼器中后處理的專有算法與DolbyDigitalPlus這類壓縮標(biāo)準(zhǔn)一樣重要，它們對任何受許可人也相同。在這個領(lǐng)域中，這些算法對多頻道標(biāo)準(zhǔn)攜帶的信息進(jìn)行操作，從而把家庭影院轉(zhuǎn)化成任何形式的收聽場所：從一個巨大的教堂到一個爵士音樂俱樂部的戶外搖滾音樂會。

　　按照ADI公司SigmaDSP產(chǎn)品經(jīng)理ThomasIrrgang的說法，后處理全都是圍繞著OEM商追求一個“簽名聲音”的愿望開展的。大概最先做成功這點的是THX公司。其它開展后處理研究的公司包括SRS、TruSurroundXT和TruBass。

　　在電視領(lǐng)域有能夠復(fù)原MP-3編碼損失的后處理器BBE，包括BBE3D和BBEMP。還有一種專門用于電視的算法BBEViva，在電視中立體聲話筒一般放置的非常近以便獲得良好的立體聲