淺談杜比 5.1 環(huán)繞聲技術(shù)及其電視系統(tǒng)應(yīng)用 本文作者孫樂(lè)先生，廣州電視臺(tái)制作部音響組助理工程師。 關(guān)鍵詞：環(huán)繞聲技術(shù)杜比制作傳輸播出 引言 追求高清晰度的圖像質(zhì)量已是電視技術(shù)發(fā)展的必然方向， 是消費(fèi)者追求的最終目的， 也是市 場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。 在中國(guó)， 隨著高清晰度電視的發(fā)展趨勢(shì)， 電視伴音也將進(jìn)入一個(gè)全新的領(lǐng)域。 新一代電視用戶(hù)已經(jīng)希望，多聲道音頻能夠成為他們家庭娛樂(lè)的一部分。 “單聲道”將會(huì)成 為“歷史”。 目前，我國(guó)廣播電視節(jié)目絕大多數(shù)還是單聲道播出模式，但電視節(jié)目伴音多聲道的制作，必 然是發(fā)展的趨勢(shì)。 如何在電視系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行多聲道音頻的傳輸和存儲(chǔ)， 成為制約電視節(jié)目多 聲道制作的技術(shù)瓶頸。 5.1 環(huán)繞聲由五個(gè)分離的主聲道(L/C/R/Ls/Rs) , 和一個(gè)為增加低頻效果而非必要的、 帶寬受 到限制的低頻效果(LFE) 聲道( 即“.1 聲道”) 構(gòu)成。 由于 6 個(gè)聲道的 PCM 信號(hào)數(shù)據(jù)量大而相對(duì)獨(dú)立， 不便在電視系統(tǒng)中傳輸和存儲(chǔ)， 所以就需 要運(yùn)用壓縮編碼技術(shù)， 把數(shù)據(jù)量龐大的多聲道音頻信號(hào)壓縮成能夠在容量有限的信道和媒介 中傳輸存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。 當(dāng)然這個(gè)經(jīng)編碼壓縮的數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)信道傳輸或媒介存儲(chǔ)后解碼還原出來(lái) 的 PCM 信號(hào)，失真率要越小越好，才能保證還音的質(zhì)量。概括地說(shuō)，就是在技術(shù)上要能把 大數(shù)據(jù)量的原始信號(hào)在容量有限的信道中做“有損”的壓縮編碼傳輸，使得傳輸和存儲(chǔ)后再解 碼還原出來(lái)的信號(hào)，盡可能的接近編碼傳輸前的原始信號(hào)( 即失真率盡可能的接近零)。同 時(shí)要能使整個(gè)“編碼－傳輸－解碼”的過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，這將是高清數(shù)字電視音視頻技術(shù)的 共同發(fā)展方向。 元數(shù)據(jù)、 元數(shù)據(jù)、杜比 E 和杜比數(shù)字 杜比 E 和杜比數(shù)字技術(shù)就是上述的多聲道音頻壓縮編解碼技術(shù)，只是各有針對(duì)性的應(yīng)用在 節(jié)目制、播的不同階段。 元數(shù)據(jù)其實(shí)就是幫助消費(fèi)者， 達(dá)到還音效果相對(duì)理想狀態(tài)的一些控制參數(shù)數(shù)據(jù)， 這種輔助信 息最終控制了觀眾方解碼還原出來(lái)的音頻的各個(gè)特性。 元數(shù)據(jù)可以在節(jié)目制作端被寫(xiě)入杜比 E 數(shù)據(jù)流，通過(guò)不同的傳輸步驟而保持原樣，也可在播出端寫(xiě)入杜比數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，通過(guò)有線 數(shù)字電視傳輸直達(dá)用戶(hù)端。由元數(shù)據(jù)控制的音頻信號(hào)，便可以自適應(yīng)不同的還音系統(tǒng)，且根 據(jù)系統(tǒng)類(lèi)型優(yōu)化還音質(zhì)量。 杜比 E 是專(zhuān)為解決電視系統(tǒng)傳輸多聲道( 或多語(yǔ)言) 而設(shè)計(jì)的 8 聲道音頻編解碼技術(shù)，是 因杜比數(shù)字編解碼技術(shù)無(wú)法應(yīng)用于節(jié)目制作的傳輸系統(tǒng)中而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的編解碼技術(shù)。 它可對(duì) 多至八個(gè)的音頻聲道加上必要的元數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并將該信息插入一個(gè) AES 數(shù)字音頻對(duì) ( 例如錄像機(jī)的一對(duì)聲軌)。從我國(guó)現(xiàn)行電視節(jié)目的制播角度來(lái)說(shuō)，杜比 E 技術(shù)主要應(yīng)用于 節(jié)目的制作端，而杜比數(shù)字則主要應(yīng)用于節(jié)目的播出端。 相對(duì)于杜比 E， 杜比數(shù)字則更早地為人們了解。 總體上說(shuō)， 杜比數(shù)字就是環(huán)繞聲編解碼技術(shù)， 它是一種向消費(fèi)者提供多聲道音頻信號(hào)傳輸而開(kāi)發(fā)的技術(shù)。通過(guò)編碼，PCM 信號(hào)變成含有 元數(shù)據(jù)的杜比數(shù)字信號(hào) AC-3，與視頻信號(hào)一起 MPEG 編碼，再?gòu)?fù)用打包后，經(jīng)有線數(shù)字電 視傳輸鏈路傳送至家庭用戶(hù)機(jī)頂盒(STB)。解復(fù)用后 STB 內(nèi)置的杜比數(shù)字解碼電路，會(huì)根 據(jù)在節(jié)目制作端事先設(shè)置好的元數(shù)據(jù)參數(shù)， 還原出自行適應(yīng)不同還音系統(tǒng)的多聲道、 立體聲 或單聲道音頻。這樣，消費(fèi)者可根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇電視節(jié)目的伴音模式。 其實(shí)無(wú)論是杜比 E 還是杜比數(shù)字，都是針對(duì)不同情況達(dá)到不同目的的環(huán)繞聲編解碼技術(shù)。 杜比 E 是應(yīng)用在電視節(jié)目的制作端，主要是為了方便信號(hào)在電視制作系統(tǒng)設(shè)備中傳輸和存 儲(chǔ)； 而杜比數(shù)字則是應(yīng)用在電視節(jié)目的播出端， 主要是為了方便信號(hào)在有線數(shù)字電視傳輸鏈 路中傳輸，最終到達(dá)用戶(hù)端。整個(gè)節(jié)目制作和播出過(guò)程中，先是“杜比 E”后是“杜比數(shù)字”， 而元數(shù)據(jù)則由始至終地伴隨著這兩種“ 杜比碼流”。 杜比 5.1 環(huán)繞聲制作的相關(guān)流程 有了以上基本的框架概念， 很快可以了解杜比環(huán)繞立體聲節(jié)目制作和播出的各個(gè)環(huán)節(jié)。 下面 簡(jiǎn)要介紹一下杜比 5.1 環(huán)繞聲制作的相關(guān)流程。 圖 3 為 5.1 音頻戶(hù)外轉(zhuǎn)播車(chē)制作(OB Truck Production) 模式， 不難看出聲源主要由現(xiàn)場(chǎng)布 置好的話筒拾取到 OB 車(chē)，調(diào)音臺(tái)處理后 PCM 輸出至杜比多聲道音頻工具(Dolby Multichannel Audio Tool)，在視頻參考信號(hào)(Vedio Ref.) 做同步參考狀態(tài)下寫(xiě)入元數(shù)據(jù) (Metadata)， 然后路由輸出到杜比 E 編碼器(Dolby E Encoder)與元數(shù)據(jù)編碼成杜比 E 信號(hào)。 編好碼的杜比 E 信號(hào)即可送至嵌入器(Embedder )，嵌入到視頻信號(hào)(HD)SDI 內(nèi)，傳輸至 本地的制作或播出中心；也可進(jìn)行 MPEG 編碼(MPEG Encoder) 經(jīng)復(fù)用器(Muxer) 復(fù)用打 包后，通過(guò)衛(wèi)星等長(zhǎng)距離傳輸傳送至世界各地的制作或播出中心。 OB 車(chē)音頻區(qū)的 5.1 音頻監(jiān)聽(tīng)則可以由一個(gè)調(diào)音臺(tái)輸出的 5.1PCM 信號(hào)， 和一個(gè)由外接綜合 接收解碼器(IRD) 或機(jī)頂盒(STB) 輸出的杜比數(shù)字信號(hào)組成，利用一個(gè) 5.1 音頻監(jiān)聽(tīng)切換 器(5.1 Audio Monitoring Switcher) 來(lái)實(shí)現(xiàn)切換監(jiān)聽(tīng)。如果制作任務(wù)是一場(chǎng)“Live”的話，就可 以用一臺(tái)杜比數(shù)字解碼器(Dolby Digital Decoder) 解碼外接 IRD 或 STB 的杜比數(shù)字信號(hào)來(lái) 監(jiān)聽(tīng)。因?yàn)檫@樣調(diào)音師監(jiān)聽(tīng)到的正是用戶(hù)在家里收聽(tīng)到的。與這個(gè)監(jiān)聽(tīng)信號(hào)一起接入到 5.1 音頻監(jiān)聽(tīng)切換器的是調(diào)音臺(tái)輸出的 5.1PCM 信號(hào)。如此切換監(jiān)聽(tīng)使“制作”更貼近“用戶(hù)”，有 助于調(diào)音師及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修改不理想的效果。 切換監(jiān)聽(tīng)從理念上是正確的， 但是如果是制作非 “Live”節(jié)目的話，那么 IRD 或 STB，甚至是杜比數(shù)字解碼器和 5.1 監(jiān)聽(tīng)切換器，就變成沒(méi) 有實(shí)際意義的了，只能是浪費(fèi)和繁瑣。其實(shí)利用杜比多聲道音頻工具也能實(shí)現(xiàn) 5.1 音頻的 制作監(jiān)聽(tīng)，由于元數(shù)據(jù)的設(shè)置，調(diào)音師可以模擬用戶(hù)端的音頻來(lái)仿真監(jiān)聽(tīng)(Emulation Monitoring)。 節(jié)目在戶(hù)外制作完畢后，要么存儲(chǔ)在錄像帶上要么傳送到各地。有可能母板會(huì)需在播出前， 根據(jù)不同要求進(jìn)行后期編輯二次制作。 圖 4 是杜比 E 后期制作的流程圖。 將外來(lái)杜比 E 信號(hào)( 戶(hù)外現(xiàn)場(chǎng)回傳或衛(wèi)星接收) 或是記 錄在 Digital VTR 上的杜比 E 信號(hào)送至 Dolby E Encoder 解碼，解碼成 5.1PCM 再被饋入 音頻工作站式調(diào)音臺(tái)處理。在這里，必要時(shí)可以加入額外兩路 PCM 用于需要單獨(dú)處理的地 方，如體育賽事的評(píng)論員解說(shuō)，或是 A、B 兩種語(yǔ)言的配音。也可能是一套獨(dú)立的立體聲版 本節(jié)目伴音，與 5.1PCM 的六個(gè)聲道信號(hào)一起由 Dolby Multichannel Audio Tool 寫(xiě)入元數(shù) 據(jù)，然后送至 Dolby E Encoder 編碼成有 8 個(gè)聲道容量的杜比 E(5.1＋2) 信號(hào)，記錄在 Digital VTR 的 3\4 聲道，也可以送播出中心。演播室里的多聲道音頻制作大體上跟戶(hù)外制 作模式一致，不同的也只是具體到極個(gè)別節(jié)點(diǎn)的增減。 環(huán)繞立體聲技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的要屬電影行業(yè)了，可以說(shuō)去電影院欣賞“大片”，已成為時(shí)下 人們生活?yuàn)蕵?lè)的一部分。除了大量的高科技虛擬特效畫(huà)面沖擊著視覺(jué)神經(jīng)外，逼真、動(dòng)感的 環(huán)繞聲效營(yíng)造的氣氛使人們身臨“奇”境。沒(méi)有環(huán)繞聲的“大片”，無(wú)論制作的多精良，內(nèi)容多 么出彩，總感覺(jué)少了那么一點(diǎn)使電影整體效果升華的元素，不能堪稱(chēng)完美。應(yīng)用到電視節(jié)目 的環(huán)繞立體聲制作， 主要是一些大型的體育賽事和音樂(lè)盛會(huì)。 由于這類(lèi)賽事盛會(huì)受自身特點(diǎn) 的限制， 并不能添加更多富有想象力的精彩聲效， 電視環(huán)繞聲并沒(méi)有如電影那般發(fā)揮得淋漓 盡致，但依然會(huì)讓足不出戶(hù)的觀眾感受到像置身于萬(wàn)人體育場(chǎng)的激情豪邁。 高清電視的面世，使電視制作和播出跨入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。隨著視頻高清格式的確立，音 頻技術(shù)向多聲道環(huán)繞聲發(fā)展已是不爭(zhēng)的事實(shí)。 多聲道音頻將廣泛應(yīng)用于高清電視領(lǐng)域。 技術(shù) 的不斷革新，6.1、7.1 的環(huán)繞聲已不再新鮮，不久的未來(lái)環(huán)繞聲必將突破“平面”向“空間”全 方位地發(fā)展與普及，必然使人們的生活?yuàn)蕵?lè)更加精彩紛呈。 來(lái)源：《世界廣播電視》 出版日期：2009 年 5 月