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舊 2004-02-05, 04:37 AM   #1
psac
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預設 數字音瀕接頭和數字音瀕格式 ,當今各種多媒體格式有所得

數字音瀕接頭和數字音瀕格式
目前在數字音瀕套用嶺域中,數字音瀕接頭資料格式標準有很多,以下是一些主要標準的簡單介紹。

AES/EBU是美國和歐洲錄音師協會制定的一種進階的專業數字音瀕資料格式,插口硬體主要為卡儂口,目前用於一些進階專業器材,如專業DAT、頂級采樣器、大型數字調音台、專業音瀕工作站等。

S/PDIF是Sony和飛利浦公司制定的一種音瀕資料格式,主要用於一般民眾和普通專業領域,插口硬體使用的是光纜口或同軸口,現在的DAT、CD機和MD機和電腦音效卡音瀕數字輸入輸出口都普遍使用S/PDIF格式。


ADAT(又稱Alesis多信道光學數字接頭)是美國Alesis公司開發的一種數字音瀕信號格式,因為最早用於該公司的ADAT八軌機,所以就稱為ADAT格式,該格式使用一條光纜傳送八個聲道的數字音瀕信號,由於連接方便、穩定可靠,現在已經成為了一種事實上的多聲道數字音瀕信號格式,越來越廣泛地使用在各種數字音瀕設備上,目前許多公司的多聲道數字音瀕接頭,像Frontier公司的一系列產品,使用的都是ADAT口。


TDIF是日本Tascam公司開發的一種多聲道數字音瀕格式,使用25針類似於電腦串行線的線纜來傳送八個聲道的數位信號。TDIF的命運與ADAT正好相反,在推出以後TDIF沒有獲得其它廠家的支持,目前已經越來越少地被各種數字設備所採用。


R-BUS是Roland公司新推出的一種八聲道數字音瀕格式,也被稱為RMDB II。


它的插口和線纜都與TASCAM公司的TDIF相同,傳送的也是八聲道的數字音瀕信號,但它有兩個新增的功能。

第一,R-BUS連接埠也可供電,這樣當你將一些小型器材連接在其上使用時,這些器材可以不用插電。第二,除數字音瀕信號外,R-BUS還可以同時傳送執行控制和同步信號。


樣,當兩件設備以R-BUS口連接時,在一台設備上就可以控制另一台設備。

比如你將Roland公司最新的VSR-880多軌機通過R-BUS連在Roland的VM系列調音台上時,你就可以在VM調音台上直接控制多軌機的執行。

AES/EBU標準

AES/EBU的全稱是Audio Engineering Society/European Broadcast Union(音瀕工程師協會/歐洲廣播聯盟),現已成為專業數字音瀕較為流行的標準。大量一般民眾產品和專業音瀕數字設備如CD機、DAT、MD機、數字調音台、數字音瀕工作站等都支持AES/EBU。


AES/EBU是一種通過關於單根絞合線對來傳輸數字音瀕資料的串行位傳輸傳輸協定。


它無須均衡即可在長達100m的距離上傳輸資料,如果均衡,可以傳輸更遠距離。

它提供兩個信道的音瀕資料(最高24比特量化),信道是自動計時和自同步的。

它也提供了傳輸控制的方法和狀態信息的表示(channel status bit)和一些誤碼的檢測能力。它的時鐘信息是由傳輸端控制,來自AES/EBU的位流。它的三個標準采樣率是32kHz、44.1kHz、48kHz,當然許多接頭能夠工作在其它不同的采樣率上。

AES/EBU提供「專業」和「消費」兩種模式。它們兩者最大的不同在於信道狀態位格式的提供上。


專業模式的狀態位格式裡包括數字信道的源和目的位址、日期時間碼、采樣點數、字元長度和其它信息。


消費模式包括的東西就比較少,但包含了拷貝保護信息。另外,AES/EBU標準提供「用戶資料」,在它的位流裡包含用戶說明(例如廠商說明等)。

是AES/EBU專業格式24字元信道狀態資料塊的一部分。

字元 比特
0 1 2 3 4 5 6 7
0 PRO=1 音瀕? 加重 鎖定 取樣頻率
1 聲道模式 用戶比特管理
2 輔助比特的使用 音瀕取樣長度 保留
3 專供說明多聲道錄音之用
4 音瀕基準 保留
5 保留


AES/EBU的普通物理連接媒質有:

(1)平衡或差分連接,使用XLR(卡儂)連接器的三芯麥克風遮閉電纜,參數為阻抗110Ω,電平範圍0.2V∼5Vpp,抖動為±20ns。

(2)單端非平衡連接,使用RCA插頭的音瀕同軸電纜。


(3)光學連接,使用光纖連接器。


AES/EBU位流產生系統。




S/PDIF標準


S/PDIF的全稱是Sony/Philips Digital Interface Format,由於被廣泛採用,它成為事實上的一般民眾數字音瀕格式標準,大量的消費類音瀕數字產品如一般民眾CD機、DAT、MD機、電腦音效卡數字口等都支持S/PDIF,在不少專業設備上也有該標準的接頭。


S/PDIF格式和AES/EBU有略微不同的結構。音瀕信息在資料流中佔有相同位置,使得兩種格式在原理上是相容的。


在某些情況下AES/EBU的專業設備和S/PDIF的用戶設備可以直接連接,但是並不推薦這種做法,因為在電氣技術規範和信道狀態位中存在非常重要的差別,當混用傳輸協定時可能產生無法預知的後果。
圖3是S/PDIF的24字元信道狀態資料塊的一部分。

字元 比特
0 1 2 3 4 5 6 7
0 PRO=0 音瀕? 拷貝 加重 模式
1 類別代號 一般標準
2 信號源數 聲道數
3 取樣頻率 鐘頻精度 保留


S/PDIF的普通物理連接媒質主要是採用捆緊式/光學波導連接設備,如採用BNC連接器的75Ω同軸電纜,電平範圍0.2V∼5Vpp,距離在10m內;還可選用光學Toslink接頭和塑料光纜,距離小於1.5m;如果大於1km的距離,可使用玻璃光纜和使用編解碼器。

隨著電腦多媒體和網路技術的發展,數字音瀕設備逐漸進入千家萬戶。



在聽MP3、欣賞Flash動畫,在享用著CD、MD、手機或者錄音筆等數字音瀕設備的時候,我們一定會很奇怪:這些聲音到底是以什麼形式存在著?
首先,我們來明確一下數字音瀕的概念,它是指一個用來表示聲音強弱的資料序列,由模擬聲音經抽樣、量化和編碼後得到的。



簡單地說,數字音瀕的編碼方式就是數字音瀕格式,我們所使用的不同的數字音瀕設備一般都對應著不同的音瀕文件格式。


一般的數字音瀕格式有:


1. WAV格式是微軟公司開發的一種聲音文件格式,也叫波形聲音文件,是最早的數字音瀕格式,被Windows平台及其應用程式廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法,支持多種音瀕位數、采樣頻率和聲道,採用44.1kHz的采樣頻率,16位量化位數,因此WAV的音質與CD相差無幾,但WAV格式對存儲空間需求太大不便於交流和傳播。

2. MIDI是Musical Instrument Digital Interface的縮寫,又稱作樂器數字接頭,是數位音樂/電子合成樂器的統一國際標準。它定義了電腦音樂程序、數字合成器及其它電子設備交換音樂信號的方式,規定了不同廠家的電子樂器與電腦連接的電纜和硬體及設備間資料傳輸的傳輸協定,可以模擬多種樂器的聲音。MIDI文件就是MIDI格式的文件,在MIDI文件中存儲的是一些指令。



把這些指令傳送給音效卡,由音效卡按照指令將聲音合成出來。


3. 大家都很熟悉CD這種音樂格式了,副檔名CDA,其取樣頻率為44.1kHz,16位量化位數。CD存儲採用了音軌的形式,又叫「紅皮書」格式,記錄的是波形流,是一種近似無損的格式。


4. MP3全稱是MPEG-1 Audio Layer 3,它在1992年合併至MPEG規範中。MP3能夠以高音質、低采樣率對數字音瀕文件進行壓縮。換句話說,音瀕文件(主要是大型文件,比如WAV文件)能夠在音質丟失很小的情況下(人耳根本無法察覺這種音質損失)把文件壓縮到更小的程度。



5. MP3Pro是由瑞典Coding科技公司開發的,其中包含了兩大技術:一是來自於Coding科技公司所特有的解碼技術,二是由MP3的專利持有者法國湯姆森多媒體公司和德國Fraunhofer集成電路協會共同研究的一項譯碼技術。


MP3Pro可以在基本不改變檔案大小的情況下改善原先的MP3音樂音質。它能夠在用較低的比特率壓縮音瀕文件的情況下,最大程度地保持壓縮前的音質。



6. WMA (Windows Media Audio)是微軟在網際網路音瀕、視瀕領域的力作。


WMA格式是以減少資料流量但保持音質的方法來達到更高的壓縮率目的,其壓縮率一般可以達到1:18。此外,WMA還可以通過DRM(Digital Rights Management)方案加入防止拷貝,或者加入限制播放時間和播放次數,甚至是播放機器的限制,可有力地防止盜版。


7. MP4採用的是美國電話電報公司(AT&T)所研發的以「知覺編碼」為關鍵技術的a2b音樂壓縮技術,由美國網路技術公司(GMO)及RIAA聯合公佈的一種新的音樂格式。



MP4在文件中採用了保護版權的編碼技術,只有特定的用戶才可以播放,有效地保證了音樂版權的合法性。另外MP4的壓縮比達到了1:15,體積較MP3更小,但音質卻沒有下降。


不過因為只有特定的用戶才能播放這種文件,因此其流傳與MP3相比差距甚遠。


8. SACD(SA=SuperAudio)是由Sony公司正式發佈的。它的采樣率為CD格式的64倍,即2.8224MHz。SACD重放頻率帶寬達100kHz,為CD格式的5倍,24位量化位數,遠遠超過CD,聲音的細節表現更為豐富、清晰。


9. QuickTime是蘋果公司於1991年推出的一種數字流媒體,它針對視瀕編輯、Web網站新增和媒體技術平台,QuickTime支持幾乎所有主流的個人計算平台,可以通過網際網路提供既時的數字化信息流、工作流與文件回放功能。



現有版本為QuickTime 1.0、2.0、3.0、4.0和5.0,在5.0版本中還融合了支持最高A/V播放品質的播放器等多項新技術。


10. VQF格式是由YAMAHA和NTT共同開發的一種音瀕壓縮技術,它的壓縮率能夠達到1:18,因此相同情況下壓縮後VQF的文件體積比MP3小30%∼50%,更便利於網上傳播,同時音質極佳,接近CD音質(16位44.1kHz立體聲)。但VQF未公開技術標準,至今未能流行開來。



11. DVD Audio 是新一代的數字音瀕格式,與DVD Video尺寸以及容量相同,為音樂格式的DVD光碟,取樣頻率為「48kHz/96kHz/192kHz」和「44.1kHz/88.2kHz/176.4kHz」可選項,量化位數可以為16、20或24比特,它們之間可自由地進行組合。



低采樣率的192kHz、176.4kHz雖然是2聲道重播專用,但它最多可收錄到6聲道。而以2聲道192kHz/24b或6聲道96kHz/24b收錄聲音,可容納74分鐘以上的錄音,動態範圍達144dB,整體效果出類拔萃。


12. Sony公司的MD(MiniDisc)大家都很熟悉了。


MD之所以能在一張小小的盤中存儲60∼80分鐘採用44.1khz采樣的立體聲音樂,就是因為使用了ATRAC算法(自適應聲學轉換編碼)壓縮音源。這是一套關於心理聲學原理的音響譯碼系統,它可以把CD唱片的音瀕壓縮到原來資料量的大約1/5而聲音品質沒有明顯的損失。


ATRAC利用人耳聽覺的心理聲學特性(頻譜掩蔽特性和時間掩蔽特性)以及人耳對信號幅度、頻率、時間的有限分辨能力,編碼時將人耳感覺不到的成分不編碼,不傳送,這樣就可以相應減少某些資料量的存儲,從而既保證音質又達到縮小體積的目的。



13. RealAudio是由Real Networks公司推出的一種文件格式,最大的特點就是可以既時傳輸音瀕信息,尤其是在網速較慢的情況下,仍然可以較為流暢地傳送資料,因此RealAudio主要適用於網路上的在線播放。


現在的RealAudio文件格式主要有RA(RealAudio)、RM(RealMedia,RealAudio G2)、RMX(RealAudio Secured)等三種,這些文件的共同性在於隨著網路帶寬的不同而改變聲音的品質,在保證大多數人聽到流暢聲音的前提下,令帶寬較寬敞的聽眾獲得較好的音質。




14. Liquid Audio是一家提供付費音樂下載的網站。




它通過在音樂中採用自己獨有的音瀕編碼格式來提供對音樂的版權保護。Liquid Audio的音瀕格式就是所謂的LQT。



如果想在PC中播放這種格式的音樂,你就必須使用Liquid Player和Real Jukebox其中的一種播放器。這些文件也不能夠轉換成MP3和WAV格式,因此這使得採用這種格式的音瀕文件無法被共享和燒錄到CD中。


如果非要把Liquid Audio文件燒錄到CD中的話,就必須使用支持這種格式的燒錄軟體和CD燒錄機。


15. Audible擁有四種不同的格式:Audible1、2、3、4。Audible.com網站主要是在網際網路上販賣有聲書籍,並對它們所銷售商品、文件通過四種Audible.com 專用音瀕格式中的一種提供保護。


每一種格式主要考慮音瀕源以及所使用的收聽的設備。格式1、2和 3採用不同級別的語音壓縮,而格式4採用更低的采樣率和MP3相同的解碼方式,所得到語音吐辭更清楚,而且可以更有效地從網上進行下載。


Audible 所採用的是他們自己的桌面播放工具,這就是Audible Manager,使用這種播放器就可以播放存放在PC或者是傳輸到便攜式播放器上的Audible格式文件。




16.VOC文件,在DOS程序和遊戲中常會遇到這種文件,它是隨聲霸卡一起產生的數字聲音文件,與WAV文件的結構相似,可以通過一些工具軟體方便地互相轉換。

17.AU文件,在Internet上的多媒體聲音主要使用該種文件。AU文件是UNIX操作系統下的數字聲音文件,由於早期Internet上的Web伺服器主要是關於UNIX的,所以這種文件成為WWW上唯一使用的標準聲音文件。


18.AIFF(.AIF) 是蘋果公司開發的聲音文件格式,被Macintosh平台和應用程式所支持。


19. Amiga聲音(.SVX):Commodore所開發的聲音文件格式,被Amiga平台和應用程式所支持,不支持壓縮。



20.MAC聲音(.snd) :Apple電腦公司所開發的聲音文件格式,被Macintosh平台和多種Macintosh應用程式所支持,支持某些壓縮。



21.S48(stereo、48kHz)採用MPEG-1 layer 1、MPEG-1 layer 2(簡稱Mp1,Mp2)聲音壓縮格式,由於其易於編輯、剪下,所以在廣播電台套用較廣。


22.AAC實際上是進階音瀕編碼的縮寫。AAC是由Fraunhofer IIS-A、杜比和AT&T共同開發的一種音瀕格式,它是MPEG-2規範的一部分。



AAC所採用的運算法則與MP3的運算法則有所不同,AAC通過結合其他的功能 來提高編碼效率。AAC的音瀕算法在壓縮能力上遠遠超過了以前的一些壓縮算法(比如MP3等)。


它還同時支持多達48個音軌、15個低頻音軌、更多種采樣率和比特率、多種語言的相容能力、更高的解碼效率。總之,AAC可以在比MP3文件縮小30%的前提下提供更好的音質。


數字音瀕給我們的生活帶來了前所未有的變化。它以音質優秀、傳播無損耗、可進行多種編輯和轉換而成為主流,並且套用於各個方面。


例如我們常使用到的音響設備、IP電話、衛星電話、數字衛星電視以及專業錄音、製作等。展望未來,數字音瀕將會套用於更多的領域,而且會擁有更清晰、更真實的音質、更小巧的體積和更方便的傳輸和轉換功能。
psac 目前離線  
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舊 2004-02-05, 09:30 AM   #2 (permalink)
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ACC 還有 He-ACC 及 (忘了^^||)
看來ACC 會比 MP4 有前景
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