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音頻輸出PCM與LPCM有什么不同

分類:

多聲道LPCM:無損音軌原始存在格式,概念上等效于wave文件,并不需要運算解碼,可直接輸入功放進行DA轉(zhuǎn)換,光纖和同軸接口只能傳輸2聲道LPCM,多聲道LPCM需要HDMI接口傳輸。
 
PCM:非線性脈沖編碼調(diào)制
LPCM:線性脈沖編碼調(diào)制
它們是一種將模擬語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的編碼方式,為無損非壓縮編碼.

轉(zhuǎn)換流程:抽樣 --> 量化 --> 編碼
-------------------------------------------------------------
抽樣過程是將連續(xù)時間模擬信號變?yōu)殡x散時間,連續(xù)幅度的抽樣信號

量化過程是將抽樣信號變?yōu)殡x散時間,離散幅度的數(shù)字信號
量化過程又被分為線性量化和非線性量化
線性量化在整個量化范圍內(nèi),量化間隔均相等
非線性量化采用不等的量化間隔

編碼過程是將量化后的信號編碼成為一個二進制碼組輸出
--------------------------------------------------------------

主要區(qū)別:
因為它們量化間隔不同,所以最后的二進制編碼位數(shù)不同.

其它區(qū)別:
PCM中有時會使用相應的技術(shù)降低數(shù)字信號源的數(shù)據(jù)率,便于存儲和數(shù)據(jù)傳輸方便
LPCM中通常使用了更多的杜比環(huán)繞立體聲重放技術(shù),更逼真地再現(xiàn)原聲場。
 
 
LPCM(PCM)(線性脈沖編碼調(diào)制)  普通CD規(guī)格為16bit/44.1kHz,DVD的規(guī)格則有多種,量化精度可分為16bit、20bit、24bit,采樣頻率分為48kHz、96kHz。此外,LPCM信號中可錄入杜比環(huán)繞聲信息,供現(xiàn)有的杜比定向邏輯環(huán)繞聲系統(tǒng)使用。
  VOB文件有視頻、聲音、字幕數(shù)據(jù)流組成。視頻數(shù)據(jù)流是MPEG2格式,音頻數(shù)據(jù)流是AC-3或者者LPCM、MPEG2、MP2、DTS等等,AC3基本上是事實的標準,MPEG2多聲道只在極少數(shù)2區(qū)碟上可以看到(比如In the line of fire,2區(qū)).PCM主要用于音樂DVD,而MP2只在廉價DVD上才有.PCM是高質(zhì)量無壓縮數(shù)字音頻,因此需要太多的空間,并不適合用于DVD電影光碟。AC3的數(shù)據(jù)率介于192~448KBPS之間,192KBPS用于雙聲道,384~448KBPS用于5.1聲道。

編輯本段音頻數(shù)字化

  音頻數(shù)字化主要有壓縮與非壓縮兩種方式。較早出現(xiàn)的數(shù)字音頻播放機,如CD唱機和DAT錄音機,均采用線性PCM編碼來存儲音樂信號,為非壓縮方式。在高質(zhì)量要求的音頻工作站和數(shù)字錄像機(如DVCPRO)上,現(xiàn)在也采用非壓縮的格式。
  我們目前常見的MPEG、Dolby Digital、DTS等則為壓縮方式。壓縮分為有損壓縮和無損壓縮。有損壓縮的目的是提高壓縮率,降低占用系統(tǒng)資源??梢愿鶕?jù)實際需要選用不同的采樣速率、樣本分辨力(精度)和數(shù)據(jù)率。
  如今杜比數(shù)字作為由FCC為美國選定的ATSC數(shù)字電視標準的一部分,為高清晰度電視(HDTV)和標準清晰度電視(SDTV)廣播的標準。MPEG為歐洲數(shù)字視頻廣播(DVB)、數(shù)字音頻廣播(DAB)和日本廣播電視業(yè)的音頻標準。DVD則支持3種主要標準:Dolby digital(杜比數(shù)字)、MPEG-2和線性PCM(LPCM)。其他格式,如DTS(Digital Theatre Sound)、SDDS(Sony Dynamic Digital Sound)等為任選格式。
  聲音重放技術(shù)的發(fā)展路程,是沿著單聲(Monophonic)、雙聲道立體聲(Stereophonic)到4通道立體聲,再到環(huán)繞立體聲(Stereo surround),現(xiàn)在一般為5.1模式。其根本目的,就是更逼真地再現(xiàn)原聲場。我國電視目前大量采用的單聲道已遠遠跟不上人們生活的需要。如何以量低的數(shù)據(jù)率,最有效地傳送多聲道、高質(zhì)量的聲音,是數(shù)字化的發(fā)展方向。所謂5?1模式,即錄制、解碼和放聲中采用5個聲道:左(L)、中(C)、右(R)、左環(huán)繞(LS)、右環(huán)繞RS),再加上一個低頻效果通道(LFE),就可以達到真正的立體環(huán)繞聲效果——寬闊的場景深度感和總體真實感。5.1模式為ATSC和DVB的標準聲道。

非壓縮編碼(PCM)

  聲音之所以能夠數(shù)字化,是因為人耳所能聽到的聲音頻率不是無限寬的,主要在20kHz以下。按照抽樣定理,只有抽樣頻率大于40kHz,才能無失真地重建原始聲音。如CD采用44.1kHz的抽樣頻率,其他則主要采用48kHz或96kHz。
  PCM(脈沖編碼調(diào)制)是一種將模擬語音信號變換為數(shù)字信號的編碼方式。主要經(jīng)過3個過程:抽樣、量化和編碼。抽樣過程將連續(xù)時間模擬信號變?yōu)殡x散時間、連續(xù)幅度的抽樣信號,量化過程將抽樣信號變?yōu)殡x散時間、離散幅度的數(shù)字信號,編碼過程將量化后的信號編碼成為一個二進制碼組輸出。
  量化分為線性量化和非線性量化。線性量化在整個量化范圍內(nèi),量化間隔均相等。非線性量化采用不等的量化間隔。量化間隔數(shù)由編碼的二進制位數(shù)決定。例如,CD采用16bit線性量化,則量化間隔數(shù)L=65536。位數(shù)(n)越多,精度越高,信噪比SNR=6.02n+1.76(dB)也越高。但編碼的二進制位數(shù)不是無限制的,需要根據(jù)所需的數(shù)據(jù)率確定。比如:CD可以達到的數(shù)據(jù)率為2×44.1×16=1411?2Kbit/s。
  常用的編碼碼組有3種:自然二進制碼組(NBC)、折疊二進制碼組(FBC)、格雷二進制碼組(RBC)。國際PCM標準主要使用FBC。

壓縮編碼

  PCM雖然為無損壓縮,但由典型的音頻信號表示的信號特性沒有達到最佳,也沒有很好的適應人耳聽覺系統(tǒng)的特定要求。PCM的數(shù)據(jù)量過高,從而造成存儲和傳輸方面的障礙,因此必須使用相應的技術(shù)降低數(shù)字信號源的數(shù)據(jù)率,又盡可能不對節(jié)目造成損傷,這就是壓縮技術(shù)。
  人耳的聽覺心理有兩個特性:頻率掩蔽和時間掩蔽特性。人耳在安靜的環(huán)境中有一個靜聽閾(門限),即對應于人耳能聽到的頻率范圍能被感覺到的最低聲音強度。頻率掩蔽,即當一個單音單元出現(xiàn)時,產(chǎn)生一個新的聽閾曲線(同聽閾),在此頻率附近的頻段內(nèi),門限均有不同程度的提高,以中心頻率為最高。時間掩蔽,即當一個強信號出現(xiàn)時,其前后一段時間內(nèi),業(yè)已存在的弱音可以被掩蔽不被聽見。在聽閾以下的音頻信號不需要編碼。

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