杜比環繞
杜比環繞是由杜比實驗室於80年代初研製成功的環繞聲技術，先後有幾種程式開發的是Dolby Stereophonic System，它是為改善立體聲質量而研製專業用系統，已在電影院中獲得了極為廣泛的套用。
基本介紹
中文名：杜比環繞發明者：杜比公司核心：音頻信號的424編碼解碼技術代表：杜比AC－3數碼立體聲系統開發程式：Dolby Stereophonic System
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定義其後，杜比實驗室又相繼推出了Dolby Surround System和Dolby Prologic Surround System，作為家用視聽環繞聲系統打入市場，同樣取得了巨大的成功。其後，又開發出效果更好的杜比AC－3數碼立體聲系統。發展雖然杜比環繞對於電腦愛好者來說比較陌生，但它並不是什麼新的概念和技術，它是美國杜比公司研究發明的用於處理影院音頻系統的專利技術。早在70年代後期，該公司就將杜比立體聲（Dolby Stereo）專利技術套用於35mm電影的影院系統，標誌著影院多聲道系統的真正開始。此後杜比公司又不斷改進，推出了杜比環繞、杜比定向邏輯等一系列的音頻處理技術，用於電影院和家庭影院中。杜比環繞技術的核心是對音頻信號的4－2－4編碼解碼技術。即在錄音時，把原來的左、右、中、環繞四個聲道的信號通過特定的編碼手段將其合成為二個聲道的複合信號；在還原聲音時，通過解碼器將二個聲道的複合信號解碼還原成原來的四個聲道信號。這樣做的好處是顯而易見的：能夠完全兼容原有的雙聲道立體聲系統。標誌由於杜比環繞技術經歷了不斷改進和從專業電影院套用到家庭影院的發展過程，所以其名稱和標誌也有多種，常常使人困惑，現將常見的幾種列出如下：Dolby Stereo：杜比立體聲。這是最早（1976年）用於35mm電影的杜比矩陣四聲道技術，為了與傳統的雙聲道立體聲區別而命名；Dolby Stereo SR：這是1987年推出的對Dobly Stereo的改進型，主要是克服Dolby Stereo聲道隔離度不好的缺陷，採用了杜比矩陣四聲道SR型編解碼技術，而Dolby Stereo採用的是杜比矩陣四聲道A型編解碼技術；Dolby Surround Basic：杜比環繞。前面介紹的兩種杜比技術是套用於專業電影院的，20世紀80年代初杜比公司又將其發展為套用於家庭影院系統。由於民用產品在價格上必須大大低於專業產品，所以採用的技術及解碼設備都有所不同，Dolby Surround Basic只有左、右、環繞三個聲道；Dolby Surround Pro.Logic：杜比定向邏輯。這是杜比公司於1987年推出的，由Dolby Stereo SR發展而來的用於家庭影院的杜比技術，它克服了Dolby Surround Basic因採用廉價解碼器而帶來的部分聲音信號丟失等缺陷，而且與專業影院系統一樣含有四個聲道，在解碼器中使用了一種方位增強電路，故稱為杜比定向邏輯。現階段現階段的家庭影院杜比解碼器基本上都採用的是杜比定向邏輯四聲道解碼技術，但習慣上人們並不嚴格加以區分，仍然稱其為杜比環繞。繞聲杜比環繞聲（又稱杜比立體聲）。這種環繞聲是由美國杜比實驗室推出的，它需配置前面左中右，後面左右共五隻音箱，共產生左中右及環繞四個聲道信息，其中後方兩隻音箱只是一個並聯的單聲道信號，而沒有左環繞和右環繞之分。杜比環繞聲的稱呼與杜比立體聲意義一樣，只是在強調與其他方式不同的聲。然而什麼是杜比定向邏輯呢？其實它並非新的杜比立體聲制式，定向邏輯是針對解碼技術而言的。由於杜比立體聲是一種採用編碼技術的數位化立體聲，而解碼技術上採用了一種方向識別電路或定向邏輯電路，因此凡是使用杜比公司這種電路技術的聲就稱為杜比定向邏輯聲；具有杜比公司專有的特定解碼技術的解碼器就稱為杜比定向邏輯解碼器。當然，只有使用帶杜比下向邏輯功能的AV放大器，播放按杜比聲方式錄製的軟體時，才能聽到真正的高保真數字式立體聲效果。杜比數字杜比AC－3，也稱Dolby Digital(杜比數字)，它與前面介紹的杜比環繞技術最根本的區別是：杜比環繞處理的是模擬音頻信號，而AC－3處理的是數位訊號。AC－3被廣泛用於DVD影碟中，美國的高清晰度電視也採用AC－3作為音頻標準。AC－3音頻系統是全音域的5.1聲道系統（五個聲道的頻率響都應為20Hz～20KHz，±0.5dB），這五個聲道是左、右、中、左環繞、右環繞，5.1聲道中的.1聲道是超重低音聲道，頻響範圍為20Hz～120Hz。AC就是Audio Coding（音頻編碼）的意思，AC－3將5.1聲道的數字音頻信號經過壓縮編碼以後形成單一的比特流，在還原聲音時，通過AC－3解碼器將比特流解碼還原成5.1聲道的音頻信號。由於編碼解碼器處理的是數位訊號，所以就不會出現杜比環繞技術中的聲道分離度不佳等缺陷。AC－3是如何對音頻信號進行壓縮的呢？它是採用了一種稱為ATC的第三代感覺編碼技術，利用人耳的聽覺效果來達到壓縮信息的目的。舉例來說，假設在你的周圍有兩個聲音頻率相近的人在講話，其中一個聲音很大而另一個聲音較小，那么你就聽不到較小的聲音，這就是人耳的遮蔽效應。AC－3在壓縮編碼時，通過分析音頻數據，將頻率相近、音量較低的會被遮蔽的信息刪除，將音量低於聆聽界限的信息刪除，這樣將大量人耳聽不到的音頻信息去掉，達到壓縮信息的目的。AC－3中的3是什麼意思呢？當然表示序號啦！既然如此，也就有AC－1和AC－2。AC－1是杜比公司為DBS（直播衛星）而設計的，特點是解碼器價格便宜，性能也較好，數據比特率為220Kbps～325Kbps；AC－2主要用於專業音響傳輸技術上，其壓縮率和音質都比AC－1好，數據比特率為128 Kbps～192Kbps。為了推陳出新，使電影院的環繞聲更上一層樓，同時也為了使家庭影院能夠輕而易舉地享受到同樣的樂趣，並滿足下一代電視廣播的要求，1994年12月27日，日本先鋒公司宣布與美國的杜比實驗室合作研製成功一種嶄新的環繞聲制式，並命名為杜比AC－3（DOLBYSurrround Audio Coding－3）”。杜比AC－3是一種全數位化分隔式多通道影片聲跡系統，亦稱杜比數碼環繞聲。在技術規格上，杜比AC－3與杜比定向邏輯環繞聲和THX系統最大的區別有兩點：一是它的所有聲道均是採用全數碼方式錄音，而杜比定向邏輯和THX則是採用模擬方法錄製；二是它採用了效率極高的MPEG2數碼壓縮編碼技術，從而在許多方面克服了傳統杜比環繞聲的缺點。從性能指標上看，與杜比定向邏輯和THX環繞聲相比，杜比AC－3環繞聲系統具有以下一些優點。如：真正的立體環繞聲、全音頻範圍的寬頻帶、各個通道完全隔離、極其寬廣而且可控的動態範圍、與現行音響系統的兼容性 。
數字影院如果說DTS還不為大家所熟悉的話，那么說到電影《侏羅紀公園》、《生死時速》，恐怕是無人不曉了吧。《侏羅紀公園》就是第一部採用DTS音頻編碼技術的具有多聲道環繞效果的電影。DTS(Digital Theater System，數字影院系統)，是DTS公司於1993年研究推出的全數位化多聲道環繞聲音頻系統，採用了相干聲學編碼（CAC: Coherent Acoustics Coding）方式。DTS同AC－3一樣具有全音域的5.1聲道，但編碼的壓縮比為3∶1～4∶1，比AC－3（12∶1）低，所以能夠比AC－3保留更多的音頻信息，使得聲場的層次性、細膩性等均優於AC－3，因此大有後來居上之勢。實際情況也是如此，市場上的第三代DVD播放機均增加了DTS讀取功能，採用DTS技術的DVD影碟也越來越多。家庭影院20世紀80年代，美國盧卡斯電影公司為了改善影片在電影院的聲音回放效果，制定了專供電影院使用的THX聲音系統。之後，為了能在家庭環境中再現電影院裡的完美音響效果, 在杜比定向邏輯解碼器的基礎上成功地開發出用於家庭影院的Home THX Audio 系統。THX並不是一種獨立的聲音回放系統，它是對經過杜比定向邏輯處理的立體聲信號進行適當的後期處理, 以便獲得定位更為準確、動態範圍較大的更為真實的音響效果。THX實際是建立在杜比定向邏輯基礎上的家庭影院音響系統標準。THX系統比杜比定向邏輯環繞系統中的解碼器多了個THX控制器, 它由超低頻電子分頻 (Subwoofer EleGtric Crossover)、 再均衡處理 (Re－Equalizer)、去相關處理 (De－Correlation) 和音色匹配處理 (Timbre Matching) 四部分組成。其中的超低頻電子分頻的作用是從左、中、右三個前置聲道中分離出超低頻聲道，以增加這三個聲道的動態效果。再均衡電路的作用就是對聲音進行再次均衡, 使聲音不過於明亮。去相關電路的作用是將輸入的單聲道信號用模擬的方式轉換成左右兩個聲道, 使音響效果更具臨場感。音質匹配電路的作用是修飾前置聲道和環繞聲道之間音色的差異，當聲音從前方向兩側和後方移動時使聆聽者感覺不到音色的變化。數字聲場英文名稱：Cinema DSP這是日本YAMAHA公司研究杜比定向邏輯系統時開發的技術，Cinema DSP系統主要使用了DSP（Digital Sound Field Processing，數字音場處理）技術。它將輸入信號通過音頻信號處理器來模擬不同要求的環繞反射聲，創造出模擬環繞混響聲場。在實際的處理系統中，將各種類型的環繞聲場，如音樂廳、電影院、教堂、體育場等特定聲場的傳播參數貯存在音頻信號處理器的存儲器內，使用時根據 AV放大器顯示屏上的選單來選擇所需要的聲場模式，並直接加到固定的杜比定向邏輯解碼以後的環繞聲上。它實際也是在杜比定向邏輯系統解碼的基礎上進一步的加工，使它具有更好的臨場感。對於未經杜比定向邏輯系統處理的軟體，如兩聲道的立體聲通過 DSP處理，也可以增強它的立體聲效果。高檔的 Cinema DSP系統除設定左、中、後置環繞聲音箱外，還在聽者的前方兩側配置兩個環繞聲音箱，四個環繞聲輸出將使環繞聲效果更加生動逼真。
3D環繞3D環繞聲是利用人耳聽覺特性和聽覺心理學, 把普通的立體聲信號經過一定的處理，通過兩隻音箱獲得真實三維空間感的立體聲聲場的系統。較為常用的3D環繞聲系統有SRS、Spatializer、APX、QSound、Virtaul Dolby等。3D環繞聲系統有三大優點：首先是對音源沒有特殊的要求，無須對節目源進行處理；其次可以利用原來的雙聲道立體聲，用兩隻音箱即可享受真實的環繞聲效果；其三是對環境沒有嚴格的要求。其缺點也是顯而易見的，聲音的定位準確性和空間感比不上前述聲音系統。
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