利用調(diào)頻廣播實(shí)現(xiàn)環(huán)繞聲節(jié)目播出的實(shí)驗(yàn)

韓益民 程永軍

1.2.安徽廣播電視臺(tái) 安徽省 合肥市 230071

前 言

隨著越來越多的人開始追求高品質(zhì)音效的享受，5.1環(huán)繞聲體驗(yàn)已經(jīng)成為娛樂活動(dòng)的重要元素之一。多聲道環(huán)繞聲重放音響在家庭用戶中應(yīng)用已經(jīng)越來越多，一些高檔轎車也逐漸具有環(huán)繞聲的聽音條件。

目前，大多數(shù)廣播電臺(tái)都具有錄制環(huán)繞聲節(jié)目的條件和能力，環(huán)繞聲播出是廣播播出的發(fā)展趨勢(shì)。如何將各級(jí)電臺(tái)制作的環(huán)繞聲節(jié)目傳送到聽眾的接收端？如果能夠利用現(xiàn)有調(diào)頻立體聲廣播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多聲道環(huán)繞聲廣播，將是一種方便快捷、投入成本少的途徑。那么，將5.1環(huán)繞聲節(jié)目在傳統(tǒng)的立體聲調(diào)頻廣播中播出，會(huì)給聽眾帶來什么樣的聽覺感受？這些都是本文實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容。

本文實(shí)驗(yàn)使用DTS公司研制開發(fā)的DTS Neural Surround 5.1編/解碼器完成了5.1環(huán)繞聲節(jié)目在現(xiàn)有廣播傳輸通路中的指標(biāo)測(cè)試和實(shí)際播出收聽的主觀評(píng)價(jià)。DTS Neural Surround并不是一種音頻格式，它是專為擴(kuò)展聲道開發(fā)的一種后處理器，即混音編、解碼器。DTS Neural Surround技術(shù)能將最多7.1聲道輸入音頻編碼為立體聲，同時(shí)保留著來自分立式數(shù)字多聲道音軌的環(huán)繞聲隊(duì)列，雙聲道音頻可以采用立體聲進(jìn)行播放，在帶有Neural Surround功能的用戶端產(chǎn)品上還能被轉(zhuǎn)換回最高7.1聲道，提供盡可能接近原始分立式多聲道音頻的聽覺體驗(yàn)。

1 環(huán)繞聲設(shè)備在現(xiàn)有廣播通道使用的指標(biāo)測(cè)試和分析

實(shí)驗(yàn)是將5.1環(huán)繞聲節(jié)目通過多聲道音頻編碼技術(shù)和下混音技術(shù)編混成一組標(biāo)準(zhǔn)立體聲信號(hào)，并通過現(xiàn)有廣播通路中編碼、傳輸、發(fā)射等形式操作，最后通過多聲道音頻解碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)5.1環(huán)繞聲節(jié)目還原。

本測(cè)試將環(huán)繞聲聲道分別定義為：Lf-左聲道，Rf-右聲道，C（Center）-中置聲道，Ls-左環(huán)繞，Rs-右環(huán)繞，LFE-超低音。

1.1 環(huán)繞聲編、解碼器的閉環(huán)測(cè)試

實(shí)驗(yàn)中將5.1DaySequerryDownMix （DTS Neural Surround編碼器）和5.1DaySequerry UpMix（DTS Neural Surround解碼器）連接在一起，通過編碼到解碼搭建成一個(gè)系統(tǒng)，并對(duì)編、解碼器的閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試和數(shù)據(jù)分析。

具體方法：用P1AP測(cè)試儀送出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)-20dBFS數(shù)字單音頻信號(hào)，分別送入5.1DaySequerry DownMix編碼器的三個(gè)數(shù)字輸入口1/2-Lf/Rf、3/4-C/LFE和5/6-Ls/Rs。編碼器與解碼器之間通過一根數(shù)字同軸線相連，傳輸一個(gè)立體聲通道，再由5.1DaySequerry UpMix解碼器解碼出1/2-Lf/Rf、3/4-C/LFE和5/6-Ls/Rs三路信號(hào)送回音頻測(cè)試儀進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試。

測(cè)試頻點(diǎn)為20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、1KHz、4KHz、8KHz、12KHz、18KHz。測(cè)試通路，如圖1、表1所示。

圖1 編、解碼器閉環(huán)測(cè)試通路示意圖

1.2 E1同步編碼器通路的5.1聲道閉環(huán)測(cè)試

用P1AP測(cè)試儀發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)-20dBFS信號(hào)依次送至5.1編碼器的三個(gè)輸入口，編碼之后的數(shù)字信號(hào)送入總控系統(tǒng)E1編碼設(shè)備轉(zhuǎn)換為E1碼流，將信號(hào)在本地解碼設(shè)備進(jìn)行解碼之后再次送入5.1解碼設(shè)備進(jìn)行解碼，并通過解碼器的三個(gè)立體聲輸出口送回P1AP測(cè)試儀進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試。

測(cè)試頻點(diǎn)為20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、1KHz、4KHz、8KHz、12KHz、18KHz。測(cè)試通路，如圖2、圖3所示。

表1 測(cè)試結(jié)果

圖2 E1同步編碼器通路的5.1聲道閉環(huán)測(cè)試示意圖

圖3 掃頻測(cè)試結(jié)果

1.3 E1同步編碼器通路開路測(cè)試

用P1AP測(cè)試儀發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)-20dBFS信號(hào)依次送至5.1編碼器的三個(gè)輸入口，編碼之后的數(shù)字立體聲送入總控系統(tǒng)的省網(wǎng)E1編碼設(shè)備轉(zhuǎn)換為E1碼流，將信號(hào)經(jīng)光纜傳輸至大蜀山發(fā)射臺(tái)進(jìn)行發(fā)射，并在本地接收機(jī)接收調(diào)頻立體聲信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，送入5.1解碼設(shè)備進(jìn)行解碼，并通過解碼器的三個(gè)立體聲輸出口送回P1AP測(cè)試儀進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試。

測(cè)試頻點(diǎn)為20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、1KHz、4KHz、8KHz、12KHz、18KHz。測(cè)試通路，如圖4、圖5所示。

圖4 E1同步編碼器開路測(cè)試示意圖

圖5 掃頻測(cè)試結(jié)果

1.4 上星通路開路測(cè)試

用P1AP測(cè)試儀發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)-20dBFS信號(hào)依次送至5.1編碼器的三個(gè)輸入口，編碼之后的數(shù)字立體聲送入總控系統(tǒng)數(shù)字上星通路，電話告知大蜀山發(fā)射臺(tái)將信號(hào)源切換為衛(wèi)星信號(hào)，并在本地用調(diào)頻接收機(jī)接收調(diào)頻立體聲信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，送入5.1解碼設(shè)備進(jìn)行解碼，并通過解碼器的三個(gè)立體聲輸出口送回P1AP測(cè)試儀進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試。

測(cè)試頻點(diǎn)為20Hz、50Hz、100Hz、200Hz、300Hz、400Hz、1KHz、4KHz、8KHz、12KHz、18KHz。測(cè)試通路，如圖6、圖7所示。

圖6 上星通路開路測(cè)試示意圖

通過上述三種廣播傳輸通路的閉環(huán)和開路指標(biāo)測(cè)試，可以得到測(cè)試結(jié)果符合廣播系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求。實(shí)驗(yàn)證明，利用DTS公司研制開發(fā)的5.1編、解碼器，實(shí)現(xiàn)5.1環(huán)繞聲節(jié)目在傳統(tǒng)調(diào)頻廣播中播出是可行的，因此這種應(yīng)用方式在廣播系統(tǒng)中具有一定的推廣意義。

2 環(huán)繞聲節(jié)目在調(diào)頻廣播中播出的主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

為了達(dá)到實(shí)際的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果，在5.1環(huán)繞聲審聽室組織臺(tái)內(nèi)資深錄音師、DTS廠家工程技術(shù)人員和臺(tái)內(nèi)技術(shù)人員進(jìn)行人耳收聽效果實(shí)驗(yàn)。

首先，將一組5.1環(huán)繞聲音樂節(jié)目用DVD播放機(jī)輸出至調(diào)音臺(tái)，并由調(diào)音臺(tái)輸出至5.1環(huán)繞聲監(jiān)聽系統(tǒng)，并將此收聽效果作為基準(zhǔn)。信號(hào)流程，如圖8所示。

圖8 主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)信號(hào)流程

將5.1環(huán)繞聲節(jié)目用DVD播放機(jī)播放，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后輸出3路數(shù)字信號(hào)，送至5.1編碼器編碼，并送入5.1環(huán)繞聲審聽室調(diào)音臺(tái)。調(diào)音臺(tái)輸出后通過同軸線傳輸至總控傳輸系統(tǒng)，并傳輸至大蜀山發(fā)射臺(tái)進(jìn)行發(fā)射，用調(diào)頻接收機(jī)接收，再用5.1解碼器解碼成5.1聲道后，通過5.1環(huán)繞聲監(jiān)聽系統(tǒng)進(jìn)行收聽，同時(shí)與基準(zhǔn)節(jié)目進(jìn)行實(shí)際比對(duì)，達(dá)到了預(yù)期的收聽效果。信號(hào)流程，如圖9所示。

通過對(duì)上述不同傳輸通路進(jìn)行的多次指標(biāo)測(cè)試和數(shù)據(jù)分析、主觀評(píng)價(jià)，可以得出如下結(jié)論：

（1）將標(biāo)準(zhǔn)5.1環(huán)繞聲節(jié)目通過DTS 5.1編碼器的編碼，再通過調(diào)頻廣播傳輸、發(fā)射，最后以現(xiàn)有的車載立體聲方式收聽，節(jié)目聲音效果豐滿。

（2）在標(biāo)準(zhǔn)5.1環(huán)繞聲審聽室接收5.1環(huán)繞聲節(jié)目開路信號(hào)與在標(biāo)準(zhǔn)5.1審聽室播放原聲碟相比較，5.1環(huán)繞聲效果整體感覺較好，但低音略顯不足。

（3）在不同傳輸通路條件下傳輸5.1環(huán)繞聲節(jié)目，對(duì)傳統(tǒng)調(diào)頻廣播沒有影響。

（4）可以在調(diào)頻廣播中傳輸標(biāo)準(zhǔn)的5.1環(huán)繞聲節(jié)目，為具備接收5.1環(huán)繞聲節(jié)目的家庭影院和汽車音響收聽5.1環(huán)繞聲節(jié)目提供了更多的節(jié)目源。

圖9 主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)信號(hào)流程

總 結(jié)

通過指標(biāo)測(cè)試、數(shù)據(jù)分析和主觀評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)可以與現(xiàn)有調(diào)頻廣播兼容，并符合廣播系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)要求，得出的結(jié)論是可以在現(xiàn)有的調(diào)頻廣播通路實(shí)現(xiàn)5.1環(huán)繞聲廣播的實(shí)際播出，既擴(kuò)展了調(diào)頻廣播現(xiàn)有業(yè)務(wù)，也提高了聽覺效果。

廣播多聲道環(huán)繞聲音頻用于車載收聽，不僅可以豐富廣播播出新業(yè)務(wù)，滿足了部分受眾對(duì)車載高品質(zhì)音效的需求，通過在現(xiàn)有汽車上安裝環(huán)繞聲接收芯片實(shí)現(xiàn)車載環(huán)繞聲收聽，還能開拓車載接收多聲道環(huán)繞聲系統(tǒng)的開發(fā)，推動(dòng)汽車行業(yè)及相關(guān)配套行業(yè)的發(fā)展。

利用現(xiàn)有調(diào)頻廣播實(shí)現(xiàn)環(huán)繞聲節(jié)目播出的實(shí)驗(yàn)，不但可以帶動(dòng)家庭視聽產(chǎn)品和汽車音響的更新?lián)Q代，而且有利于加快環(huán)繞聲錄制技術(shù)的普及和提高。