【正文】 矢量量化是與標量量化相對應的量化方式。首先了解什么是標量量化，它將采樣值的整個動態(tài)范圍劃分成若干個小區(qū)間，每個小區(qū)間有一個代表值，量化時被量化信號值落入小區(qū)間就用代表值代替，或者叫被量化為這個代表值。目前子帶壓縮編碼廣泛應用于數(shù)字音頻節(jié)目的制作和存儲中。第三，子帶分析的應用，各頻帶內(nèi)的噪聲被嚴格的限制在該頻帶內(nèi)，不會對其他頻帶信號產(chǎn)生影響。第二，利用心理聲學掩蔽模型，對子帶采用動態(tài)比特分配規(guī)則。第一，信號分割為子帶后，減少了各子帶信號能量分布不均勻的程度，減小動態(tài)范圍，可以根據(jù)每個子帶信號能量分配量化比特數(shù)。使用具有良好旁瓣衰減性能的子帶濾波器可以補償量化噪聲引起的不理想的重建特性，而通常需要高階濾波器才能達到良好的旁瓣衰減性能。接收端對信號進行解復用成各子帶編碼數(shù)據(jù)，分別進行解碼，頻率搬移到原來位置，經(jīng)過帶通濾波，最后相加重建原始信號。 DTS 編碼關鍵技術1．子帶編碼，是利用了頻域信號冗余和心理聲學相關。最后，將來自每個子帶處理后的音頻數(shù)據(jù)進行復用。比特指派程序作為音頻編碼系統(tǒng)設計的基礎，根據(jù)編碼的比特率、人耳的敏感頻率區(qū)間和具體分配的比特數(shù)來決定音頻質(zhì)量。在使用較高比特率的情況下，壓縮過程對于心理聲學模型的依賴程度變小，隨著比特率的增加，編碼信號的保真度會有所提高。通過上述分析的結(jié)果和子帶范圍比特率的選擇，來判斷是否執(zhí)行上述編碼。每個子帶中選擇性的進行子帶 ADPCM 編碼、塊編碼或矢量編碼，來去除信號中的客觀冗余量。多相濾波器組可以去除音頻數(shù)據(jù)在感知上的冗余度，同時能消除音頻信號中頻譜滾降較快的分量。AC3 解碼器的解碼原理基本上是編碼的逆向過程，首先解碼器必須與編碼數(shù)據(jù)流同步，然后從經(jīng)過數(shù)據(jù)糾錯校驗的數(shù)碼流中分離出控制數(shù)據(jù)、系統(tǒng)配置參數(shù)、編碼后的頻譜包絡及量化后的尾數(shù)等內(nèi)容，根據(jù)聲音的頻譜包絡產(chǎn)生比特分配信息，對尾數(shù)部分進行反量化，恢復變換系數(shù)的指數(shù)和尾數(shù)，再經(jīng)過合成濾波器組，把數(shù)據(jù)由頻域變換到時域，最后輸出重建的 PCM 樣值信號。AC3 采用混合前向 /后向自適應比特分配，在提高碼率和降低成本間取得了平衡。其缺點是要從接收的數(shù)據(jù)中計算比特分配，如果計算太復雜會使解碼器的成本升高。前向自適應方法是編碼器計算比特分配，并把比特分配信息明確地編入數(shù)據(jù)比特流中，其特點是在前端編碼過程中使用聽覺模型，因此修改模型對接收側(cè)解碼過程沒有影響；其缺點是降低編碼效率，因為要傳送比特分配信息而占用了一部分有效比特。因此，劃分頻帶的濾波器組要有足夠迅速的頻率響應，以此保證臨界頻帶外的噪聲衰減足夠大，使時域和頻率內(nèi)的噪聲限定在遮蔽閾值以下。雖然在 AC3 標準中定義了 MDCT 變換，但是實際采用一個 N/4 點的 IFFT（快速傅立葉變換），再加上兩個簡單的 PreIFFT 和 PostIFFT 作為調(diào)整，以實現(xiàn)一個 N 點的IMDCT 變換。在編碼器中，輸入信號在經(jīng)過 3Hz 高通濾波器去除直流成分后，再經(jīng)過一個 8kHz 的高通濾波器取出高頻成分，用其能量與預先設定的閾值相比較，以檢測信號的瞬變情況。也就是說人耳因時間和頻率上存在的遮蔽效應在進行指數(shù)變換編碼時是有矛質(zhì)的，不能同時兼顧，必須統(tǒng)籌處理。在信號頻譜分析時，對要處理的聲道信號塊區(qū)截取得越長越好，這樣可以得到較好的頻率分辨力，同時也能得到較高的編碼效率。由時域變換到頻域的塊長度的選擇是指數(shù)變換編碼的基礎。由于比特分配中采用了前/后向混合自適應比特分配以及公共比特池等技術，因而可使有限的碼率在各聲道之間、不同的頻率分量之間獲得合理的分配；在對尾數(shù)的量化過程中，可對尾數(shù)進行抖晃處理，抖晃所使用的偽隨機數(shù)生器的可在不同的平臺上獲得相同的結(jié)果。指數(shù)部分經(jīng)編碼后構(gòu)成了整個信號大致的頻譜，又被稱為頻譜包絡。AC3 輸入 PC 聲音數(shù)據(jù)，輸出壓縮后的數(shù)碼流。這里 AC3 陣低碼率的又一個有效的手法。AC3 是在 AC1 和 AC2 基礎上發(fā)展起來的多通道編碼技術，保留了原 AC2 中27如窗函數(shù)處理、指數(shù)變換編碼、自適應比特分配等許多特點，還新增了運用立體聲多聲道的編碼技術策略的 coupling 和 rematrix 算法。這些被分割成狹窄頻段的多路數(shù)字音頻信號最終還需要被合成一路完整的全頻帶信號，但每一個頻段所占有的數(shù)據(jù)量并不是平均分配的，編碼器內(nèi)部有一個“聽覺遮蔽模塊” ，可以模擬人的聽覺遮蔽效應，它能根據(jù)信號的動態(tài)特性來決定在某一時刻的數(shù)據(jù)用量應當如何分配給各頻段才是最合適的。而頻段內(nèi)，剩余噪聲信號的頻率與有用信號的頻率非常接近，這正是遮蔽效應發(fā)揮最大作用的區(qū)域。由于有用的信號被劃分成狹窄的頻段，編碼噪聲的濾降問題就比較容易。通常前遮蔽的持續(xù)時間為20ms，對再前的聲音的影響幾乎可以忽略；而后遮蔽所產(chǎn)生的效應相對大而且持久，一般可達 100～200ms，所以應用更為廣泛。后者也稱時間的遮蔽性，是指在短暫的時間間隔內(nèi)，強度大的信號遮蔽較小的信號，它又分為前遮蔽和后遮蔽。遮蔽分為同時性的遮蔽和非同時性的遮蔽。絕對可聞閾是指寂靜時聽覺可聽到的各頻段的最低音量。一般而言，人耳的聽覺像 20Hz～ 20kHz 帶通濾波器，它對不同頻率的信號有不同的感知辨別率。第二種方法是利用接收信號人的感覺特性，省略不必要的信息，壓縮信息量，稱為感覺編碼（perceptual coding） [9]。 音頻信號的感覺編碼26一般來說，數(shù)據(jù)壓縮有兩種方法。前掩蔽如果持續(xù) 5ms，后掩蔽一般持續(xù) 50 到 300ms，而且還依賴于掩蔽者的強度和持續(xù)時間。對于音頻信號，突然的瞬態(tài)信號（如敲擊樂器）產(chǎn)生在時域上的前掩蔽（Premasking）和后掩蔽（Postmasking）區(qū)域。（Temporal Masking）掩蔽效應不但發(fā)生在頻域，也會發(fā)生在時域。對其他頻率的掩蔽信號也采用相同的方法獲得相對掩蔽曲線。它的形成過程如下：首先要從實驗掩蔽數(shù)據(jù)中提取出一組原型函數(shù)，以相對于掩蔽信號聲壓級來表示。（Spreading of Masking）處于某個臨界帶內(nèi)的掩蔽者對鄰近界帶聽閾的影響稱為掩蔽的擴展，這種影響是可以預測的。音調(diào)稱為掩蔽者（Masker），噪聲稱為被掩蔽者（Maskee）。雖然任意的音頻信號會產(chǎn)生復雜的同時隱蔽情況，但是從控制編碼失真的目的出發(fā)，可以簡單的分為兩種類型的同時掩蔽，音調(diào)掩蔽噪聲（ToneMaskingNoise ）和噪聲掩蔽音調(diào)（ NoiseMaskingTone）。同時掩蔽是在頻域上的掩蔽效應。臨界帶的引入把線性的物理頻率轉(zhuǎn)25換到適合人耳感覺的子帶頻率，既能更好的描述人耳對頻譜的劃分，也能在接下來的掩蔽閾估計運算中減少計數(shù)點數(shù)，使估計更準確簡單。而且，內(nèi)耳濾波器的通帶是非均勻帶寬的，帶寬隨著中心頻率的增加而增加。神經(jīng)感應器，對應不同的頻帶。前掩蔽如果持續(xù) 5ms，后掩蔽一般持續(xù) 50 到 300ms，而且還依賴于掩蔽者的強度和持續(xù)時間。對于音頻信號，突然的瞬態(tài)信號（如敲擊樂器）產(chǎn)生在時域上的前掩蔽（Premasking）和后掩蔽（Postmasking ）區(qū)域。頻率－空間變換發(fā)生在內(nèi)耳（Cochlea ）到頭蓋骨底部的隔膜（ Basilar Membrane）。由于信號一般是時變的，掩蔽閾也應該是時變的。（Critical Bands）使用絕對聽閾來控制頻譜的編碼失真是感知編碼的第一步，但是絕對聽閾只是代表了編碼中固定的極限值。絕對聽閾是指在沒有噪聲的環(huán)境下，一個純音可以被察覺所需要的最少能量，當純音的聲壓級離絕對聽閾越遠，人感覺的響度級就越大。對一段音頻進行這些分析就可以得到人對這段音頻定性和定量的感覺特性 [8]。在音頻壓縮過程中，就希望通過去掉這些“細節(jié)” 信號來提高壓縮性能。THX 認證最大限度的保證了在家庭環(huán)境中就可以獲得接近電影院環(huán)繞聲重放的效果。目前最新的認證是 THX Ultra2，這項新的規(guī)格乃是為完整輸出 聲道音效所設計，提供了極為寬闊的音場規(guī)模，用以涵蓋更廣泛的聆聽空間，并將聲道間音色平衡的控制作得更精致。THX Select專為 2022 立方英尺以上的空間(約 平)服務，THX Ultra 專為 3000 立方英尺以上的空間( 約 平 )。凡是帶有“THX”標記的家庭娛樂系統(tǒng)產(chǎn)品都已經(jīng)過一系列嚴格的實驗室測試和聽音測試，這些測試由 Lucas film 公司的專家來進行。對于家庭影院來說，THX 的標志是指其系統(tǒng)的部件，比如聲音處理器及揚聲器系統(tǒng)，符合盧卡斯公司(Lucas Film) THX 及它們獨有的回放處理的參數(shù)要求。這樣做的優(yōu)勢在于它包含了更真實的從頭頂或身邊飛過的效果，具有更穩(wěn)定的聲像襯托電影氛圍及音樂，使無論是影院還是家庭欣賞都具備更和諧的環(huán)繞效果。THX Surround EX 將 聲道變?yōu)?、 聲道的方法也和 Dolby Digital Surround EX 一樣，都是采用矩陣編碼技術，后環(huán)繞聲道就是利用矩陣編碼技術從左右環(huán)繞聲道中分離出后環(huán)繞聲道來。這個 系統(tǒng)包含左、中、右、左環(huán)繞和右環(huán)繞，加上分離出的低于 200Hz 以下的低頻訊號所合并的重低音聲道，一共是 聲道。具體的說，THX Surround EX 是一套建立在 聲道基礎上的 或者 聲道系統(tǒng)。因此，早期市面上支持 Dolby Digital Surround EX 解碼的機器，面板上打的 Logo 其實是 THX SURROUND EX 標志。22早在 1982 年，Lucas film 公司就成立 THX 工作室，專事影片錄音工程，并積極協(xié)助電影院改善音響系統(tǒng)；1986 年 Lucas film 公司頃全力協(xié)同音響廠商，投入家庭劇院器材品質(zhì)規(guī)格之研究，并于 1990 年提出 THX 認證服務(涵蓋家庭劇院器材、影片、錄音室還有電腦、游戲等)。（Tomlinson Holman Experiment 的字頭縮寫），為家庭劇院和視聽器材設計提供品質(zhì)保證，該認證由于非常嚴苛，家用視聽器材通過該認證的比較少見。 THX上面較多的介紹了多聲道發(fā)展中應用較普及的杜比和 DTS 格式，但是在多聲道領域中我們不能不介紹 THX，因為它也是高品質(zhì)多聲道獨領風騷的一個重要格式，在當前高清晰格式音頻中 DOLBY、THX、DTS 一起呈三足鼎立之勢，雄霸多聲道音頻和高清晰音視頻格式天下 [13]。LPCM 的碼率有多恐怖呢 ?對應 48/96/192kHz 采樣頻率、16/20/24bit 采樣精度，在 聲道，最高理論碼率達到:192*24*(7+1)=36864kbps=36Mbps!因而要從藍光播放機輸出 LPCM 碼流，必須通過 ，或者依靠光纖，稱為 “源碼輸出”(Bit Stream)，直接將音頻碼流送到具有次世代解碼器的高級功放，以避免一般級別的藍光播放機對8 聲道音頻的“ 損傷” ，從而實現(xiàn)高保真度。因為沒有壓縮其碼率是目前最高的 [12]。其聲道有、 三種。它以連續(xù)線性取樣的方式捕獲模擬音頻信號，再轉(zhuǎn)換成數(shù)字音頻信號，以達到重現(xiàn)原音的效果。21 完全無壓縮脈碼調(diào)制 LPCMLPCM(Linear Pulse Code Modulation)即線性脈碼調(diào)制 [11]。因而命名為“Master Audio”，直譯即為“大師級聲音” 的意思。DTS HD 的具體性能如下：?支持高達 384 千赫茲的取樣率?支持多達 聲道?支持 CBR 以及 VBR 無損壓縮?全面兼容目前市面上已有的解碼器 DTSHD MA圖 DTSHD MA 標識MA 音頻(DTSHD Master Audio)DTSHD Master Audio 即 DTS 高清主體音頻，是目前 DTS 音頻處理技術的最高檔級，采用超高可變比特率，在藍光碟上碼率可達(而杜比 True HD 碼率最高也僅為 18Mbps)，因而能夠體現(xiàn)出錄音對象的完整信息: 其取樣頻率/取樣精度在 聲道能夠達到 96kHz/24bit，即可與原始錄音完全一樣?；?1996 年首次問世的原始核心技術，DTS 還成功的推出了兩種 CBR 擴展技術。DTS HD 是 DTS 相干聲學編碼的實現(xiàn)，其首次露面是在 1996 年 5 月哥本哈根的AES 展覽會上。被認為是目前同類技術中“最出色的”，DTS－ HD 能夠支持無限數(shù)量的獨立分離的環(huán)繞聲聲道，并能向下混縮為 聲道或者是兩聲道，能將從 DTS 數(shù)碼環(huán)繞聲直至無損的聲音質(zhì)量傳送出去?？梢赃m應多種最新的娛樂要求。DTSHD 音質(zhì)之所以好有兩個原因，一是本身的編碼技術提高了，二是具有實際聲道的安排。就這二個聲道就能使新系統(tǒng)的環(huán)繞聲效果遠遠高過傳統(tǒng)環(huán)繞聲。而且，不管何種格式都能向下兼容 環(huán)繞聲和雙聲道。取樣頻率范圍為 8kHz～192kHz(16/24bit)，最多能夠達到 32 聲道的環(huán)繞輸出，而且據(jù)稱此格式能支持的環(huán)繞聲道數(shù)目是無限制的。但依然保持了壓縮比例比 DD+小的特點，故聲音信息損失少、細節(jié)更為豐富。DTSHD 包含原先的 DTS 數(shù)字環(huán)繞聲 DTSES 的一切優(yōu)點，并采用無損壓縮技術，因而具有更高的擴展性，除了兼顧更高音質(zhì)、更多聲道外，還能兼容網(wǎng)絡下載內(nèi)容的互動性。己用于新一代數(shù)字電影和 Bluray 藍光碟上。而 DVD 碟片采用 DTS 96/24 技術，則允許裝載 聲道，能欣賞到最完美分辨率的音質(zhì)和良好的畫質(zhì)。當 AV 功放有此技術后，便可在欣賞立體聲錄音的電影或聆聽音樂時，把 CD 音源信號或立體聲電影的伴音信號轉(zhuǎn)換成 6 聲道的環(huán)繞聲，以此充分利用使用者的 聲道環(huán)繞系統(tǒng)。 DTSNEO：6 立體聲升級環(huán)繞技術18圖 DTSNEO：6 立體聲升級環(huán)繞標識DTS Neo:6 也叫 DTS 新