MPEG-H電視音頻系統(tǒng)及國際標準化發(fā)展（Ⅱ）

MPEG-H電視音頻系統(tǒng)及國際標準化發(fā)展（Ⅱ）

Stefan Meltzer, Max Neuendorf, Jan Plogsties, Robert Bleidt
( Fraunhofer Institute for Integrated Circuits (IIS) )

（接上期）

3.6 流媒體

對于傳輸系統(tǒng)和其所涉及的媒體來說，將互聯(lián)網(wǎng)流媒體音頻內容傳輸?shù)揭苿釉O備的過程極具挑戰(zhàn)性，甚至當今常用的3GPP或LTE網(wǎng)絡的移動數(shù)據(jù)連接也無法保證提供恒定的帶寬。為了確保內容還放的連續(xù)性，最新的廣播電視設備采用了諸如MPEGDASH等動態(tài)自適應流媒體技術，從而確保內容碼流能夠完全適應于當前的信號連接質量。

其實，自適應流媒體的概念并不新鮮，早在MPEG-4 HE-AAC流媒體應用中已經(jīng)采用了這一方式。MPEG-H電視音頻系統(tǒng)在設計階段就已考慮到自適應流媒體的需求，進而可以更容易地實現(xiàn)基于DASH服務。音頻幀的內置概念縮短了調準時間，并且顯著降低了實施復雜性，從而可以在制作過程中輕松進行碼流拼接和廣告插播，即使是在本地接收機端也可實現(xiàn)個性化廣告內容。

3.7 靈活的渲染和還放

針對立體聲和5.1聲道的音頻制作和監(jiān)聽揚聲器的安裝已經(jīng)很成熟了。然而，消費者家中揚聲器的配置、數(shù)量和位置都有所不同，為了應對這些問題，在MPEG-H電視音頻系統(tǒng)中，可以通過格式轉換器實現(xiàn)針對不同揚聲器布局的靈活渲染，從而使內容格式適應于播放端的揚聲器設置。

在過去幾年，媒體消費已更多地轉向移動設備，而用戶也主要通過耳機收聽音頻內容。因此，MPEG-H電視音頻系統(tǒng)解碼器中集成了binaural渲染組件，專門應用于將沉浸聲和環(huán)繞聲內容還放到耳機端。

4 MPEG-H電視音頻系統(tǒng)成功納入ATSC 3.0標準

2010年，ATSC舉辦了下一代廣播電視最新技術研討會。在這次會議上，F(xiàn)raunhofer IIS提出了全新方案，即通過對象與聲道相結合的方式作為下一代音頻技術標準。2012年，ATSC成立了專門用于籌備征集下一代音頻系統(tǒng)標準和方案的工作小組。2014年12月，ATSC發(fā)布征集標準方案的公告。2015年1月，為響應標準方案征集公告，由幾家公司組成的聯(lián)盟向工作組提交了基于MPEG-H 3D音頻標準的提案。除了MPEG-H電視音頻系統(tǒng)以外，ATSC還收到了另外兩份提案。圖3為MPEG-H電視音頻系統(tǒng)在ATSC 3.0標準發(fā)展過程中的大事記。

圖3 MPEG-H電視音頻系統(tǒng)發(fā)展大事記

在2015年1月完成MPEG-H電視音頻系統(tǒng)方案注冊后，聯(lián)盟于2015年3月提交了所有提案預認證所需的文件和測試結果。工作組根據(jù)預認證階段所提交的文件，對三套系統(tǒng)進行了評估，其中兩套系統(tǒng)獲準進入下一階段的遴選，包括正式的多站點雙盲聆聽測試和系統(tǒng)特征評估。聽音測試結果表明：兩套提案均實現(xiàn)了所需的編碼效率，在某些項目中稍微傾向于選擇MPEG-H電視音頻系統(tǒng)，特別是具有低碼流語音的項目（MPEG-H電視音頻系統(tǒng)編解碼器的語音編碼工具可在其中使用）。2015年5、6月，ATSC評估員到訪兩個提案方的實驗室，以評估提案特征的演示，最終，兩套系統(tǒng)均符合ATSC規(guī)定的所有要求；2015年7月，ATSC組織了一次特別的演示活動并對MPEG-H測試床進行了展示；2015年11月，ATSC將兩套系統(tǒng)升級為候選標準狀態(tài)，并建議每個區(qū)域使用一套系統(tǒng)；2016年底，兩套系統(tǒng)均被升級為ATSC建議標準；2017年3月，兩套系統(tǒng)被確認為ATSC 3.0的最終標準。目前，兩個系統(tǒng)信息都能夠在ATSC官網(wǎng)A/342標準中下載。

5 結束語

MPEG-H電視音頻系統(tǒng)是能夠顯著提升編解碼效率的下一代廣播電視音頻編解碼器，該系統(tǒng)的附加功能（如：音頻頻對象和靈活渲染等），能夠為用戶帶來交互式和身臨其境的沉浸式音頻體驗。經(jīng)過改良的響度和DRC控制功能，充分體現(xiàn)了以用戶為中心的音頻標準設計理念。

在MPEG-H電視音頻系統(tǒng)內部以及ATSC 3.0標準開發(fā)過程中的測試均表明，MPEG-H電視音頻系統(tǒng)可以滿足廣播電視公司對于下一代音頻系統(tǒng)的所有要求。MPEG-H電視音頻系統(tǒng)已被ATSC 3.0采納為最終標準，并被韓國選定為基于ATSC 3.0標準的惟一音頻系統(tǒng)，并于2017年5月31日起提供常規(guī)服務。此外，支持ATSC 3.0標準（包含MPEG-H電視音頻系統(tǒng)）的電視機已經(jīng)在韓國正式銷售，韓國的廣播電視公司將在2018年平昌冬季奧運會上采用MPEG-H電視音頻系統(tǒng)進行電視轉播。此外，MPEG-H電視音頻系統(tǒng)也是DVB標準系列的一部分，并被考慮應用于其他電視標準中，如中國廣播電視3D音頻標準等。（全文完）

[1] ISO/IEC 23008-3:2015 ISO/MPEG 3D音頻標準 High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments - Part 3: 3D audio,Information technology,2015年.https://www.iso.org/standard/63878.html

[2] Herre, J.; Hilpert, J.; Kuntz, A. &Plogsties, J., MPEG-H Audio-The New Standard for Universal Spatial/3D Audio Coding, J. Audio Eng. Soc, AES Journal,2015, 62, 821-830

[3] ATSC 3.0, ATSC 3.0 A/342 Part 3.2017, http://atsc.org/atsc-30-standard/a342-part-32017-mpeg-h-system

[4] Max Neuendorf, Jan Plogsties, Stefan Meltzer, Robert Bleidt，Immersive Audio With MPEG 3D Audio – Status And Outlook，2014 NAB Broadcast Engineering Conference Proceedings，2014，52-55.

[5] Robert L. Bleidt, Deep Sen, Andreas Niedermeier, Bernd Czelhan, Simone Füg, Sascha Disch, Jürgen Herre, Johannes Hilpert, Max Neuendorf, Harald Fuchs, JochenIssing, Adrian Murtaza, Achim Kuntz, Michael Kratschmer,Fabian Küch, Richard Füg, Benjamin Schubert, Sascha Dick, Guillaume Fuchs, Florian Schuh, Elena Burdiel, Nils Peters, Moo-Young Kim,Development of the MPEG-H TV Audio System for ATSC 3.0，IEEE Transactions on Broadcasting，VOL. 63, NO. 1， 2017年3月，202-236