淺談杜比 5.1 環(huán)繞聲技術(shù)及其電視系統(tǒng)應(yīng)用 本文作者孫樂先生，廣州電視臺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， 是消費者追求的最終目的， 也是市 場競爭的焦點。 在中國， 隨著高清晰度電視的發(fā)展趨勢， 電視伴音也將進入一個全新的領(lǐng)域。 新一代電視用戶已經(jīng)希望，多聲道音頻能夠成為他們家庭娛樂的一部分。 “單聲道”將會成 為“歷史”。 目前，我國廣播電視節(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。 如何在電視系統(tǒng)內(nèi)部進行多聲道音頻的傳輸和存儲， 成為制約電視節(jié)目多 聲道制作的技術(shù)瓶頸。 5.1 環(huán)繞聲由五個分離的主聲道(L/C/R/Ls/Rs) , 和一個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 個聲道的 PCM 信號數(shù)據(jù)量大而相對獨立， 不便在電視系統(tǒng)中傳輸和存儲， 所以就需 要運用壓縮編碼技術(shù)， 把數(shù)據(jù)量龐大的多聲道音頻信號壓縮成能夠在容量有限的信道和媒介 中傳輸存儲的數(shù)據(jù)。 當然這個經(jīng)編碼壓縮的數(shù)據(jù)在經(jīng)過信道傳輸或媒介存儲后解碼還原出來 的 PCM 信號，失真率要越小越好，才能保證還音的質(zhì)量。概括地說，就是在技術(shù)上要能把 大數(shù)據(jù)量的原始信號在容量有限的信道中做“有損”的壓縮編碼傳輸，使得傳輸和存儲后再解 碼還原出來的信號，盡可能的接近編碼傳輸前的原始信號( 即失真率盡可能的接近零)。同 時要能使整個“編碼－傳輸－解碼”的過程變得更加簡單，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)，只是各有針對性的應(yīng)用在 節(jié)目制、播的不同階段。 元數(shù)據(jù)其實就是幫助消費者， 達到還音效果相對理想狀態(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的音頻的各個特性。 元數(shù)據(jù)可以在節(jié)目制作端被寫入杜比 E 數(shù)據(jù)流，通過不同的傳輸步驟而保持原樣，也可在播出端寫入杜比數(shù)字數(shù)據(jù)流，通過有線 數(shù)字電視傳輸直達用戶端。由元數(shù)據(jù)控制的音頻信號，便可以自適應(yīng)不同的還音系統(tǒng)，且根 據(jù)系統(tǒng)類型優(yōu)化還音質(zhì)量。 杜比 E 是專為解決電視系統(tǒng)傳輸多聲道( 或多語言) 而設(shè)計的 8 聲道音頻編解碼技術(shù)，是 因杜比數(shù)字編解碼技術(shù)無法應(yīng)用于節(jié)目制作的傳輸系統(tǒng)中而專門設(shè)計的編解碼技術(shù)。 它可對 多至八個的音頻聲道加上必要的元數(shù)據(jù)進行編碼，并將該信息插入一個 AES 數(shù)字音頻對 ( 例如錄像機的一對聲軌)。從我國現(xiàn)行電視節(jié)目的制播角度來說，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。 相對于杜比 E， 杜比數(shù)字則更早地為人們了解。 總體上說， 杜比數(shù)字就是環(huán)繞聲編解碼技術(shù)， 它是一種向消費者提供多聲道音頻信號傳輸而開發(fā)的技術(shù)。通過編碼，PCM 信號變成含有 元數(shù)據(jù)的杜比數(shù)字信號 AC-3，與視頻信號一起 MPEG 編碼，再復用打包后，經(jīng)有線數(shù)字電 視傳輸鏈路傳送至家庭用戶機頂盒(STB)。解復用后 STB 內(nèi)置的杜比數(shù)字解碼電路，會根 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，消費者可根據(jù)自己的實際情況選擇電視節(jié)目的伴音模式。 其實無論是杜比 E 還是杜比數(shù)字，都是針對不同情況達到不同目的的環(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在電視制作系統(tǒng)設(shè)備中傳輸和存 儲； 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在有線數(shù)字電視傳輸鏈 路中傳輸，最終到達用戶端。整個節(jié)目制作和播出過程中，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環(huán)節(jié)。 下面 簡要介紹一下杜比 5.1 環(huán)繞聲制作的相關(guān)流程。 圖 3 為 5.1 音頻戶外轉(zhuǎn)播車制作(OB Truck Production) 模式， 不難看出聲源主要由現(xiàn)場布 置好的話筒拾取到 OB 車，調(diào)音臺處理后 PCM 輸出至杜比多聲道音頻工具(Dolby Multichannel Audio Tool)，在視頻參考信號(Vedio Ref.) 做同步參考狀態(tài)下寫入元數(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。 編好碼的杜比 E 信號即可送至嵌入器(Embedder )，嵌入到視頻信號(HD)SDI 內(nèi)，傳輸至 本地的制作或播出中心；也可進行 MPEG 編碼(MPEG Encoder) 經(jīng)復用器(Muxer) 復用打 包后，通過衛(wèi)星等長距離傳輸傳送至世界各地的制作或播出中心。 OB 車音頻區(qū)的 5.1 音頻監(jiān)聽則可以由一個調(diào)音臺輸出的 5.1PCM 信號， 和一個由外接綜合 接收解碼器(IRD) 或機頂盒(STB) 輸出的杜比數(shù)字信號組成，利用一個 5.1 音頻監(jiān)聽切換 器(5.1 Audio Monitoring Switcher) 來實現(xiàn)切換監(jiān)聽。如果制作任務(wù)是一場“Live”的話，就可 以用一臺杜比數(shù)字解碼器(Dolby Digital Decoder) 解碼外接 IRD 或 STB 的杜比數(shù)字信號來 監(jiān)聽。因為這樣調(diào)音師監(jiān)聽到的正是用戶在家里收聽到的。與這個監(jiān)聽信號一起接入到 5.1 音頻監(jiān)聽切換器的是調(diào)音臺輸出的 5.1PCM 信號。如此切換監(jiān)聽使“制作”更貼近“用戶”，有 助于調(diào)音師及時發(fā)現(xiàn)并修改不理想的效果。 切換監(jiān)聽從理念上是正確的， 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)聽切換器，就變成沒 有實際意義的了，只能是浪費和繁瑣。其實利用杜比多聲道音頻工具也能實現(xiàn) 5.1 音頻的 制作監(jiān)聽，由于元數(shù)據(jù)的設(shè)置，調(diào)音師可以模擬用戶端的音頻來仿真監(jiān)聽(Emulation Monitoring)。 節(jié)目在戶外制作完畢后，要么存儲在錄像帶上要么傳送到各地。有可能母板會需在播出前， 根據(jù)不同要求進行后期編輯二次制作。 圖 4 是杜比 E 后期制作的流程圖。 將外來杜比 E 信號( 戶外現(xiàn)場回傳或衛(wèi)星接收) 或是記 錄在 Digital VTR 上的杜比 E 信號送至 Dolby E Encoder 解碼，解碼成 5.1PCM 再被饋入 音頻工作站式調(diào)音臺處理。在這里，必要時可以加入額外兩路 PCM 用于需要單獨處理的地 方，如體育賽事的評論員解說，或是 A、B 兩種語言的配音。也可能是一套獨立的立體聲版 本節(jié)目伴音，與 5.1PCM 的六個聲道信號一起由 Dolby Multichannel Audio Tool 寫入元數(shù) 據(jù)，然后送至 Dolby E Encoder 編碼成有 8 個聲道容量的杜比 E(5.1＋2) 信號，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外制 作模式一致，不同的也只是具體到極個別節(jié)點的增減。 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，可以說去電影院欣賞“大片”，已成為時下 人們生活娛樂的一部分。除了大量的高科技虛擬特效畫面沖擊著視覺神經(jīng)外，逼真、動感的 環(huán)繞聲效營造的氣氛使人們身臨“奇”境。沒有環(huán)繞聲的“大片”，無論制作的多精良，內(nèi)容多 么出彩，總感覺少了那么一點使電影整體效果升華的元素，不能堪稱完美。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盛會。 由于這類賽事盛會受自身特點 的限制， 并不能添加更多富有想象力的精彩聲效， 電視環(huán)繞聲并沒有如電影那般發(fā)揮得淋漓 盡致，但依然會讓足不出戶的觀眾感受到像置身于萬人體育場的激情豪邁。 高清電視的面世，使電視制作和播出跨入了一個嶄新的時代。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)展已是不爭的事實。 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，必然使人們的生活娛樂更加精彩紛呈。 來源：《世界廣播電視》 出版日期：2009 年 5 月