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舊 2004-05-15, 01:16 AM   #1
psac
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文章: 17381
現金: 5253 金幣
資產: 33853 金幣
預設 多聲道數字音瀕技術在數字電視系統中的應用

1. 數字電視發展的概況
  數字化、網路化給廣播影視帶來一場技術的變革,成為世界電視廣播業發展的潮流。

數字電視節目不僅可以提供高品質的圖像和聲音,而且可以提高網路傳輸容量,在現有的一路模擬電視帶寬內可以傳輸6~8套數字電視節目。

世界各地已經開始數字元目的播出,美國計劃在2006年完成地面數字電視從模擬向數字的過渡,目前地面數字電視的覆蓋率己達94%,有線數字電視用戶數達1670萬。



日本計劃2006年實現數字電視全國覆蓋,全部採用數字高清節目。


我大陸國香港地區九倉有線電視網的60萬用戶用了不足一年的時間,已全部實現了數字化。

有關機構預計,到2005年全球數字電視觀眾將達6.25億,數字電視市場將達1000億美元,電視收視費、視瀕遊戲和以電視為基礎的資訊服務的年收入將超過600億美元,電視商務的年收入將達到450億美元。到2008年,法國、德國、西班牙、意大利、英國的數字電視用戶將超過整個電視用戶的50%。
大陸的數字電視廣播(衛星、有線電視)已經啟動,地面廣播將在北京、深圳、上海等地試播。


2. 多聲道數字音瀕技術


  多聲道數字音瀕技術以其高品質的聲音效果、可昇級性、較低的傳輸碼率,已經逐漸成為消費類數字新格式的音瀕標準。目前世界上的多聲道數字音瀕編碼技術包括DOLBY、AAC、DTS等,他們的技術主要套用於電影和DVD;而在數字電視廣播領域,杜比公司的杜比E和杜比數字技術已經被ATSC和DVB定為數字電視的音瀕標準。為此,許多數字電視晶片廠商推出了支持杜比AC-3音瀕解碼的晶片。

  在過去一兩年裡,全世界越來越多的標清數字電視廣播商,如英國的Sky、德國的ProSieben和澳大利亞的第九頻道,都已開始頻繁地採用杜比數字多聲道技術播出震撼人心的電影、音樂會和體育賽事。最新的例子就是奧地利ORF廣播公司採用杜比數字音瀕向全世界10億觀眾轉播了2003年維也納新年音樂會。


二 多聲道數字音瀕技術在數字電視廣播中的套用

1. 數字電視音瀕的全新解決方案——杜比音瀕技術

  在數字電視音瀕解決方案中,杜比技術是比較成熟的一種,下面我們主要以杜比公司的杜比音瀕技術為例,介紹一下多聲道數字音瀕技術在數字電視系統中的套用。杜比音瀕編碼技術在數字電視音瀕領域引入了元資料,這項技術的使用解決了音瀕的相容性、響度一致性和保留原始動態等問題;在製作端,採用杜比E技術將多達8聲道的數字音瀕與元資料壓縮為雙聲道AES/EBU信號,使之能夠與畫面一起記錄在數字錄像帶上或嵌入到SDI信號中,從而讓雙聲道的電視系統通過簡單的昇級便可具有處理多聲道信號的能力。


杜比數字的碼流支持單聲道/立體聲/多聲道的各種聲道格式,因此採用杜比數字編碼方式傳遞音瀕,不但可以很好地攜載目前的單聲道或立體聲版本的音瀕信號,並且為將來昇級到播出多聲道音瀕創造了良好的條件,最重要的是開始用元資料,以解決節目與節目、頻道與頻道之間響度的差異,為立體聲和單聲道用戶分別提供合適的動態,並使立體聲信號在解碼程序中最佳化組合為單聲道信號;接收端,採用杜比數字技術作為播出數字電視節目伴音信號編碼格式,可以接收從單聲道到5.1聲道的電視伴音。


2. 多聲道數字音瀕技術在數字電視前端的套用


  從前端系統來看,目前大部分的MPEG編碼器都可以支持杜比數字的碼流直通,因此需要將單聲道、立體聲以及5.1聲道節目的PCM信號或元資料,通過杜比數字編碼器進行既時的編碼再通過MPEG編碼器進行MPEG編碼,然後將MPEG TS碼流送至復用器復用後經調製器調製送入傳輸網路(如圖1)。



  有些MPEG編碼器內部具有兩聲道的杜比數字編碼功能,便可以直接將單聲道或立體聲節目的PCM(Pulse Coding Modulation)信號,通過內設的杜比編碼器後再進去行MPEG編碼,然後將MPEG碼流送至復用器進行復用後經調製器調製送入傳輸網路(如圖2)。後者為低成本設計或過渡參考設計,只能進行單聲道或立體聲杜比數字編碼,不能實現多聲道杜比數字編碼。



3. 多聲道數字音瀕技術在機上盒中的套用


  從接收端來看,有三種方案可以實現機上盒對杜比音瀕的解碼播放。

a. 方案一

  機上盒主晶片帶有杜比AC-3解碼功能,通過機上盒完成杜比AC-3解碼。機上盒根據DVB關於杜比音瀕標準通過判斷Stream Type和Stream ID將送入機上盒中帶有杜比AC-3的音瀕流從TS流中解析出來,然後交給具有杜比音瀕解碼功能的音瀕解碼器進行解碼。解碼後的PCM資料由PCM輸出控制器的I2S接頭輸出給音瀕數模轉換器進行數模轉換,然後通過功率放大器進行放大輸出到音響。

  通常支持杜比AC-3解碼的機上盒晶片提供與杜比AC-3 六路音瀕信號輸出相對應的三路I2S輸出接頭,便可完成杜比AC-3的5.1聲道輸出。

b. 方案二

  目前多數機上盒不帶有杜比AC-3解碼功能,但是帶有S/PDIF數字音瀕輸出接頭,這種機上盒同樣可以實現杜比AC-3節目的播放。

機上盒將解析出的杜比音瀕流按照S/PDIF格式串行輸出。用戶只需要將機上盒的S/PDIF數字音瀕流接入家庭影院系統,即可實現杜比5.1聲道輸出。


由於元資料的存在,家庭影院中A/V 功放的杜比解碼器自動地使單聲道節目通過中聲道還音,立體聲信號通過左右兩聲道還音,多聲道信號則可通過家庭影院還音。對於那些沒有家庭影院的低端用戶,將不能通過電視機播放杜比音瀕。

c. 方案三

  那麼怎樣才能既滿足高端用戶的需求,又滿足低端用戶收看杜比節目的需要呢?

通常機上盒都會提供一個音瀕雙聲道輸出接頭和一個射頻調製接頭與電視機連接輸出立體聲或單聲道音瀕信號。機上盒套用內裝的杜比數字解碼器及其提供的下混合技術(Down Mixing)將杜比AC-3的5.1聲道混合成為杜比立體聲,然後通過雙聲道音瀕輸出或射頻調製接頭輸出。


在沒有家庭影院的情況下,用戶就可以選用機上盒的射頻輸出或雙聲道音瀕輸出完成杜比節目的播放。


同時,機上盒開啟數字音瀕輸出單元,將杜比AC-3音瀕資料通過S/PDIF輸出。

這樣便可滿足高端用戶的需求。

 綜合以上幾種方案,方案三為首選方案。由於集成在機上盒晶片中的AC-3解碼器成本低,所以與方案一比節省了兩路I2S的DA轉換和放大電路,降低了成本提高了性價比。


目前大多數節目音瀕都以MPEG編碼播出,支持杜比AC-3解碼的音瀕DSP解碼器通過更換DSP的微碼可以實現MPEG音瀕解碼。因此,機上盒的應用程式設計中應該能夠自動識別這兩種音瀕編碼格式,以便相容MPEG音瀕解碼。


三、結束語

  眾所周知,多聲道是未來娛樂業節目的發展趨勢,多聲道數字音瀕技術可以方便地傳送單聲道到多聲道等各種不同類型的節目,並相容各種不同用戶家庭的系統。2003年初。

大陸北京中視聯數字系統有限公司與美國杜比公司強強合作,在大陸國內聯合推出了第一套帶有杜比音瀕技術的數字電視系統解決方案和第一台帶杜比多聲道音瀕輸出的數字電視機上盒,給電視用戶帶來了從視覺到聽覺的全方位享受。我們相信多聲道數字音瀕技術在數字電視系統中的套用,必將推動數字電視的蓬勃發展。
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