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杜比数字环绕声系统采用AC-3编码方式。AC-3是频域编码的一种高效率编码，它采用自适应变换编码，可用于5.1通路的环绕声系统，所有5条全频带通路和超低频通路实行统一编码，使之成为复合的数据流，比特率由4.608Mbit/s降低为384kbit/s,其压缩率为12。显然，AC-3编码由双通路扩展到多通路，由4通路扩展到5.1通路，它的基本概念是一个多通路编码器工作时所需的比特率与编码两条单独通路所需要的比特率近似相同，而同时提高多通路系统的音频性能并避免传统的4-2-4系统矩阵编码的一些限制。在杜比AC-3编码系统中，5,1通路均以数字方式传输信号，从声音混合到家庭内重放，整个过程中没有耗损，由于采用了先进的编码系统，占用数据空间很小。这种数字音频编码方法可以将AC-3声迹加到LD唱片和其他节目源上，并且极大地展宽了频率范围和动态范围，保证了重放时的低失真。杜比AC-3系统的5.1通路（左、中、右、左环绕与右环绕5条全音域通路和一条超低音通路)，除超低音通路以外，所有通路的频率范围都可以达到20Hz~20kHz,它还可使单通路或立体声节目通过5通路重放得到很好的声音效果。在ISO/IEC13818-3标准的MPEG-2编码中规定了音频编码采用AC-3。MPEG-2编码是针对传输速率为3~15Mbit/s并以广播电视的水平为目标，但MPEG-2把图像放在最优先的地位来考虑处理全彩色、全屏幕、全动态图像，因此AC-3编码也将用于数字音频广播(DAB)、卫星广播(DBS)、高清晰度电视(HDTV)和数字视盘(DVD)等。4.DSP环绕声系统在没有预先制作的专用节目源时，要欣赏环绕声的临场感就比较困难，通常可以通过数字信号处理器(DSP)的人工模拟方法营造环绕声场。这种系统将节目源信号通过数字声场处理器(Digital Sound Processor)来模拟接近节目源要求的环境反射声、混响声场以人为地营造出环绕声场，即称为DSP环绕声系统。在当前杜比节目源比较少，而电视广播还是以单通路伴音为主的条件下能改善重放节目声的质量，具有实用意义。在实际系统中，数字声场处理器的只读存储器(ROM)内预置着各种类型的环绕声场模式，以供配合各种节目源的要求选用。例如，可以模拟音乐厅、歌剧院、电影院、教堂体育场等的临场感效果，也可以配合爵士乐、迪斯科音乐、摇滚乐等的播放，延迟时间可以在较大范围内选择并设置均衡网络以改善音质。1-5AV系统AV系统是把各种音频设备和视频设备按一定要求连接起来，可以进行音乐欣赏、舞曲伴奏、观赏电视和录像节目以及进行卡拉OK演唱等文化娱乐活动的组合系统，可以有多种类型，例如：(a)普及型AV系统；(b)利用组合音响、录像机和电视机组成的AV系统；(c)以卡拉OK-AV放大器为中心的AV系统：(d)以混音台为中心的小型舞厅内的AV系统；(e)家庭AV组合系统是由立体声系统或环绕声系统和大屏幕电视机为一体的AV设备组成。AV系统的规模和音质要求可视要求的条件而不同，但视角宽广、清晰的图像和高保真的音质是共同要求的目标，通常电视机屏幕的尺寸可能按照个人要求和房间大小来选择。AV系统的信号源有各类AV设备，如影碟机(LD)、录像机(VCR)、调谐器(Tuner)、7CD唱机、录音座(DECK)、小型视盘VCD等，如图1-5所示。其中AV中心或AV放大器是系统的控制枢纽，可以利用遥控器来切换AV节目并调节声音和图像的质量。AV系统扬声器的布置也是多种多样的，图1-6给出7种扬声器的配置方式，电视画面位于前方。其中图(a)是普通双通路立体声方式；图(b)是为了改善声像和图像一致性而采用的3通路立体声方式；图(c)~(g)都是4通路方式；图(c)是2-2方式，即前方两通路，后方两通扬声器路；图(f)~(g)都是3-1方式，即前方3通路，后方1通路；图(g)中的后方两只扬声器是由同一通路力信号并联放音。主观评价表明，从临场感、自然感、(a)2CH(b)3CH图像与声像一致性等来比较，以3-1方式，尤其是图60°(g)的3-1方式为最佳。因此，3-1方式被推荐为家庭环绕声系统的扬声器配置方式。(c)4CH-1.4-0电视机（投影机）左前中央右前鈽懫聊籐D()4CH3-1CD(d)4CH-2.4-0信号源AV中心DECK音箱60Tuner显示窗VCRVCD左后右后遥控器图1-5AV系统原理框图图1-6AV系统的扬声器配置方式1-6家庭影院家庭影院是AV系统进一步的提高，它主要用于欣赏影视节目，不但要求高品质的画面，更在于与优质声音系统的配合，以获得高品位、全面的视听享受。家庭影院系统对其音-视频的技术条件有一定的具体要求，因此实际上代表一种新的技术规格。虽然目前还没有一致的、明确的规范和标准，但一些产品都有最低的技术条件，例如电视机是大屏幕的，通常不小于29英寸，声系统是环绕声系统，而且应该对房间做一些声学处理，以保证良好的影院效果。因此，更确切地说家庭影院是一个技术规范名词，它包含着一系列技术措施，不像AV系统是一种不同方式的音、视频组合系统，仅从使用观点来说突出AV组合特点，统一管理与控制家庭内的音频和视频设备，使之成为一个完整的AV组合系统。虽然也有人将AV系统称为家庭影院系统，但这样降低了对家庭影院系统技术特性和听音房间的音质要求。通常家庭影院采用环绕声系统，最广泛使用的是杜比专业逻辑环绕声系统，但发展方向是杜比AC-3数字环绕声系统。目前国内外市场上已经推出的家庭影院的声系统有：(a)杜比专业逻辑环绕声系统：(b)杜比AC-3数字环绕声系统；(c)THX家庭影院声系统；8(d)CINEMA DSP环绕声系统，(e)DTS数字影院声系统1-7高清晰度电视(HDTV)的伴音系统即将发展的高清晰度电视(HDTV)的伴音系统和电影院声系统类似，HDTV伴音系统也存在着声音方向与图像方向的一致性问题，并要考虑到多个收看者同时收看避免听者偏离中线位置而造成声像的漂移和不稳定。对HDTV声系统的主观评价试验表明，在左、右扬声器布置的基础上增加一只位于屏幕下方的中央扬声器可明确改善声音与图像的-一致性。80年代以来，国际上致力于发展高清晰度电视，为了改善图像质量的同时也使声音重放质量得到改善，认为只有环绕声的音质才能与HDTV的图像质量匹配，加上考虑到视听一体化系统将成为家庭内立体声系统的发展方向，要求新系统和现有双通路立体声与电影声系统兼容。日本在研究HDTV时提出采用4通路3-1系统，即采用L、R、C、S4个分立信号和相应的重放扬声器（后方环绕扬声器不只是一只，通常用两只扬声器并联）。3-1系统的优点是和现有系统的兼容性好，但因只有一个环绕通路，其效果不如3-2系统，因此，除日本以外，未被其他国家采用。欧洲为HDTV系统提出5通路的3-2系统，采用L、R、C、S、SR5个分立信号以及相应的重放扬声器。这种5通路3-2系统的突出优点是重放效果良好，适应性广，适宜作为通用的多路重放声系统，已为国际上所接受，并且被CCIR、SMPTE、EBU等国际组织推荐为标准多通路系统。美国为HDTV声系统提出了5.1通路，它是在5通路3-2系统基础上增加一路前方的超低音通路而构成，并且规定采用杜比AC-3编码标准。杜比AC3采用数字编码，它能在比CD唱片的一个声音信号的带宽更窄的范围内传输或记录多达6路的声音信号，例如5.1通路的AC-3系统可在低于320kbit/s的码率下给出L、R、C、S.、S的全频带信号和一个超低音信号。这样不仅符合电视数字化方向，也可以利用伴音、图像压缩编码技术。因此5,1通路的AC-3系统将可能成为HDTV声系统的国际标准。家庭影院是正在发展中的系统，目前HDTV声系统已有将它组合在电视机中，成为一种一体化的具有高性能的AV系统的趋势。目前也已提出了许多模式，但环绕声系统仍将会作为一个独立声系统发展，满足高品位的音乐欣赏。a第2章听觉特性和音质2-1引言录音和放音的目的是让人们听清楚讲话或欣赏各种音乐和戏剧。因此，人耳听觉响应对声音的主观响应是评价音质好坏的唯一标准，目前流行的高保真立体声和环绕声系统力求满足人们听声音的主观要求。但是应该注意到，音质是一种心理量，音质评价会因为聆听者的听觉特性和对声音的喜爱而改变，也会随听音环境和时代而改变。应该区分许多人的共同评价和个人爱好的评价。因此，人们对音质的评价受到民族风格、文化程度、生活习惯和个人爱好的影响。虽然个人的评价结论可能不完全一致，但其平均得分却是公认的，而且与放声系统的技术指标具有相关性。为了了解人们对声音的主观感受，用听觉心理实验方法分别研究了声音的各种客观特性对听觉的响应，在分析声音的各种主观感觉的基础上探索对放声的综合性评价标准。人们对声音的主观感觉可以对应于声音在强度、频率、时间和空间的物理特性并受心理感觉的影响。这4方面的物理特性对声音的主观感觉也不是简单地不相关，而是彼此互相影响的；而复合声的主观评价更为复杂。因此，这章在讨论听觉特性的基础上，联系高保真系统和环绕声系统的要求，简要地讨论声音的主观感觉和音质评价。应该指出，除了评价重放声音的音质以外，更重要的是通过评价重放声来评定重放音响设备的优劣，这是比评价重放声音的音质本身还更为重要的问题。此外，关于各种重放音响设备的性能与音质的关系也是音质评价要探讨的问题。一些听觉心理效应对高保真系统的设计也是非常重要的，例如早期的响度控制器设计。随时间不连续变化的数字信号的采用以及数据压缩编码等对音响技术的发展起着重要作用。2-2听觉机理放声的最终目的是用耳朵听语言、音乐等声音。因此声音的主观感觉，即人耳对声音的响应，是决定放声系统好坏的重要因素。听觉器官可以分为3部分：外耳、中耳和内耳。外耳包括耳廓和一直通到耳膜的耳道，耳廓起着收集声音的作用，但由于贴近作为声障板的头部，因此它的声学作用较小。但是最近研究表明，耳廓有助于声音的定位。外耳道的作用是使声音从耳廓传到耳膜，并保护耳膜不受外界物体的机械损伤。外耳道的直径为3~14mm,平均约7mm,长约27mm。在自由声场中，外耳道的共振频率约3000Hz,其共振效应是决定听力灵敏度的一个重要因素，但在1000Hz以下，其作用较小。中耳是鼓膜内侧的空腔部分，包括耳膜、鼓室（耳膜内中耳部分的空气腔）和通入内耳的两个窗口，即卵形窗和圆形窗。耳膜的直径约7m,是向内倾斜的圆锥形弹性膜，具有较10