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技术探讨 | MPEG-H :下一代音频格式

发布日期:2017-02-28 20:05:24文章来源:点击:2422

奥运会音频系统设计师、声音设计师、技术作家、多个工程奖项的获得者,Dennis Baxter为我们讲述MPEG-H音频格式。《ProAudioAsia-亚洲专业音响》特别报道。捕获.JPG捕获.JPG

如今的音频行业正经历着技术大发展时期。计算机和电子行业的技术为音频信号的拾取、制作与还原质量的提高提供了强有利的跳板。

在爱迪生于1888年发明新式留声机之后,录音与声音制作行业正式诞生了。在120多年中,技术进步推动了音频行业的发展。举例来说,音频广播的第一个时代是单声道时代,因为那时的模拟录音和存储和传输技术尚处于发展初期。但是随着电子技术、计算机和数字技术的发展和兴起,单声道逐渐退出了历史舞台。立体声和环绕声成为了主流。即使是更新不那么快的低音扬声器,在条形音箱出现之后也向前发展了一大步,受众们希望获得更好的听觉体验和个人化的操控感受,因此广播商和音频行业也很快的迎合了他们的需求。

2015年一种新的音频格式被发明和引入,这种格式能够提供更多的音频通道数并且为声音设计和声音叙事方面提供更多的可能性。如果以前的音频格式旨在增强人们的听觉体验的话,新一代的MPEG-H音频不仅仅能够带来更丰富的听觉体验, 诸如立体声、环绕声和拟真音响等等, 还可以为用户提供可以操控的音频通道。它可以最多提供16个分离的音频通路输出,用户可以将其分配成环绕声、拟真音频通路和互动通路、多语言音频通路等任何音频通路。MPEG-H最大限度地为用户提供了自由度和个性化控制。

随着音频技术越来越先进,我也时常被问到一个问题:为什么要制造出增强音频组件呢?

有四个理由可以作为这个问题的答案:第一媒介的环境是多变的,使用不同的设备,在用户控制和预设方面经常有着显著的争议,特别是在改善动态范围和语言方面。在商业娱乐化盛行的今天,在其中增加个人化的品味选择会更能够适应分众传播的要求。

其次,人们能够听到质量上佳的音频了。在过去几十年中,音频重放方面取得了巨大的进步。在引入条形音箱、DSP处理和无线接口的未来,这种趋势也依然会继续。

再次,消费者在寻找更先进的娱乐刺激,而声音是他们评判的重要因素。上一代音频技术所代表的从单声道到立体声、从立体声到环绕声的听觉体验改变对消费者来说是十分明显的。研究表明,高质量的音频格式对提高听觉体验有着显著的作用。拟真音频将是完整听觉体验的最后一块拼图。

最后,对于那些希望自己掌控音频的用户来说,MPEG-H赋予了他们充分的自由度和个性化的选择,用户可以依照个人喜好添加不同的声音元素,比如多语言的评论、比如体育比赛时教练随身佩戴的话筒所拾取的声音等等。

MPEG-H所带来的不仅是拟真和互动。这是一个有效的宽带音频格式,不但可以传输拟真音频、也可以传输环绕声和立体声,并且为用户提供一个完全个性化的音频体验, 包含着众多的互动元素。

也许你会对这个格式如何在广播环境下发挥作用表示好奇。让我们从传输不同的音频节目开始讲述,这些节目可以是立体声的,也可以是环绕声或拟真音频的。很多音频工作者都认为通过一个调音台同时传递 立体声和环绕声信号是很困难的。使用MPEG-H格式之后,他们就可以传输另外一种类型的混音了,那就是拟真音频。目前,大多数调音台传输出的环绕声信号都会在家庭的电视机顶盒中被“下变换”,这个过程是将环绕声的左、中、右以及左环、右环通道的信号以一定的算法相加,得到立体声的混音信号。

这种下变换的弊端在于它仅仅是将所有声道的信号加和来得到立体声信号,是一种在两种信号之间的折衷方式。如果对拟真音频以同样的方式进行下变换,效果可能会更糟,任何细节都将被大大削弱,所有的声音像是被聚集在一起。

现在思考一下,当所有的音频元素(参数)都可以被保留,你的用户接口可以依照你拥有的扬声器配置或个性化的听音设备和需求智能化的输出立体声、环绕声、拟真音频和互动音频,这样的音频重放是多么美好。控制数据会告诉机顶盒(或音频播放设备)如何依照用户的重放格式去渲染各个音频通道,同时又不破坏声音节目的制作者所表达东西和他们创造性的观点。

MPEG-H音频不是一个被动的听觉体验。让我们拿体育比赛转播来举例说明何为互动音频。由于目前广播传输技术的限制,广播商不能够传输多路语言的评论和教练员及运动员在场上场下所讲的内容。对于一个真正的体育迷来讲,也许他会想要听教练员在场下的指导或是运动员在场上的交流,而不是单一语言的评论。因此 MPEG-H 便成为这种情况下理想的音频传输格式。

交互式的音频传输可以让广播商在制做体育比赛的公用信号之外可以为那些狂热的体育迷传输个性化的混音信号。交互式的音频能够让观众/听音者选择自己感兴趣的元素(内容),既可以听到自己的偶像在比赛中说了什么,也可以选择不同语言的评论,在选择方面给予用户完全的自由。

环绕声、拟真音频一直致力于解决的,是听音体验的临场感和享受感。MPEG-H音频采用了一种“基于场景”的渲染方式,能够根据用户的听音设备(包括手机、笔记本电脑、广播和机顶盒等)智能化的阻止某些声道的传输。MPEG-H完美的解决了传输高音质音频信号中所遇到的的问题。

电影和戏剧节目中的环绕声音频信号对扬声器的摆位有着比较严格的要求,在家庭内一般很难实现。因为用户的住宅并不是专门为多声道重放而设计的,通常情况下,中置扬声器摆位并不正规,环绕声扬声器则难以安装在标准的位置。扬声器制造商已经意识到了这些听音遇到的困难,条状扬声器可以在一定程度上解决问题并且价格也在不断降低。DSP 可以解决扬声器摆位和一些室内声学的问题并可以进行“自我校准”。 最后,无线扬声器则可以解决家庭中经常遇到的扬声器安装的走线问题。

坦率的说,我对条形扬声器的表现感到有些担心。但是考虑到播放的音频可以专门为这种扬声器进行优化,也就能够满意了。基于场景的渲染技术能够根据用户的扬声器布局设计对音频进行优化,其扬声器参数库可以根据未来的产品不断更新。

如今,越来越多的人们愿意佩戴耳机听音乐,而MPEG-H音频的另一个亮点也在于此。很多消费者都会佩戴耳塞或耳机在移动设备上观看视频或玩游戏,耳机解决了很多扬声器不能解决的听音困难和问题。

MPEG-H Audio为很多听音环境提供了灵活的解决方案。 MPEG-H解决了很多自环绕声引入以来所遇到的高音质音频的制作与分配问题。MPEG-H技术已经得到证明,同时在广播信号制作和宽带信号传输领域内,一种新的、更加平顺的节目制作模式也进入了测试阶段。

在接下来的文章中,我会和大家分享我研究和测试MPEG-H音频的一些经验。我也会提到使用这种格式为制作和工程上带来的好处。 我希望,通过我的解释,更多的广播音频专家能够理解、接受并加快MPEG-H这种新一代音频格式的推广。






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