DTS音頻概念解析

1、本文系轉(zhuǎn)載，有刪節(jié)，原作者為ropyn，向原作者致謝。5.1聲道： 由6個聲道組成。5個中高頻聲道，最典型的布局分別是：左前置喇叭(L)，右前置喇叭(R)，中置喇叭(C)，左后置環(huán)繞喇叭(Ls)，右后置環(huán)繞喇叭(Rs)，外加一個低頻聲道：低頻效果喇叭(LFE)。6.1聲道：由7個聲道組成。相比5.1的布局，多了一個后中置環(huán)繞喇唋（Cs）。7.1聲道：7.1是目前最高規(guī)格的環(huán)繞聲系統(tǒng)，有多種布局，我介紹兩種典型的，在上面5.1的基礎(chǔ)上增加2個側(cè)置環(huán)繞喇叭（Lss）(Rss)，或者增加2個高頻前置喇叭(Lh)(Rh)。參見第1張和第3張圖，第2張和第4張是它的變化組合形式。 CD：就是指傳統(tǒng)的CD

2、音樂光盤，采樣率固定在44.1KHz, 16位，固定碼流速率1411.2Kbps，最大2個聲道。注意同DTS的這些指標(biāo)比較，就能知道為什么DTS音質(zhì)更好。MP3：就是指傳統(tǒng)的MP3文件，采樣率一般為44.1KHz或48.1KHz, 16位，支持固定或可變碼流速率，范圍為32Kbps-320Kbps, 注意：一般MP3音樂的碼流速率為128Kbps或192Kbps。比起CD差很多，比起DTS差更多。WAV: wav文件是微軟和IBM聯(lián)合開發(fā)的一種數(shù)字音樂存儲格式，有人把它稱為容器，比如WAV容器，這都沒有錯，它就好像是存放音樂數(shù)據(jù)的容器一樣。一般的，存放在里面的音樂數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行任何的壓縮和編碼，

3、就是最原始的脈沖編碼調(diào)制數(shù)字信號數(shù)據(jù)(英文縮寫PCM)，PCM信號不需要解碼，PCM可以直接送往DA轉(zhuǎn)換器和音箱進(jìn)行播放。CD盤上存儲的就是PCM原始數(shù)據(jù)，所以，一般WAV文件都比較大。它屬于無損存儲容器，一般音樂編輯、制作、轉(zhuǎn)碼都喜歡用wav。 wav也是唯一不進(jìn)行編碼的無損容器，其他無損容器,比如flac/ape/mlp/dtshd都是必須進(jìn)行編碼的。一般，這種非壓縮的WAV文件也被稱為PCM-WAV. 是不是所有的wav都是未壓縮的PCM信號？答案是no，DTS-WAV就是一個特例(擴(kuò)展名同樣是.wav)，有些外國人也把它稱為SPDIF-WAV。為了不讓人混淆，我就用DTS-WAV這個名

4、字，那么DTS-WAV里面存的是什么呢？顧名思義，DTS-WAV就是指WAV容器中存儲了DTS編碼的數(shù)據(jù)，那么如何播放呢？很明顯，DTS-WAV中的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過DTS解碼器解碼之后，才會變?yōu)?.1聲道的PCM數(shù)據(jù)(可以想象為6股PCM數(shù)據(jù)流)，多聲道PCM數(shù)據(jù)流直接送往DA轉(zhuǎn)換器和喇叭就可以放出來了。關(guān)于刻錄音頻CD盤，大多數(shù)刻錄軟件接受.wav文件作為輸入文件，如果你用的是PCM-WAV，那么刻出來是普通CD盤；如果用的是DTS-WAV，那么刻錄出來就是DTS-CD了，它在普通CD機(jī)上將無法播放(只有沙沙沙.的噪音)，必須在支持DTS5.1的音響系統(tǒng)中播放。享受高品質(zhì)音樂的必要條件 不管什么

5、音響系統(tǒng)，其終極目標(biāo)就是最大限度完整還原原始錄音時的現(xiàn)場，還沒有人和公司及設(shè)備能做到這一點(diǎn)，只能盡最大努力。音樂產(chǎn)生過程如下：歌唱家和樂隊表演 = 在不同位置放很多麥克風(fēng)進(jìn)行多聲道錄音，以便將來還原此音場 = 錄制完畢，以數(shù)字化的形式(文件)存儲在磁盤上(多數(shù)是存為無損的壓縮格式)?？梢韵胂螅@時的數(shù)據(jù)量有多大（如果用25Mbps的格式，1分鐘左右的音樂就會達(dá)187M）= 后期制作，將非常高的碼流壓縮至一張CD，DVD或藍(lán)光進(jìn)行銷售。這種壓縮必然是有損的，無損不可能有如此高的壓縮率(以48KHz DTS5.1聲道 DVD為例，將一分鐘187M字節(jié)的數(shù)據(jù)，壓縮至大約11M左右，壓縮率超過10倍，

6、而且人基本感覺不到音質(zhì)的損失。要知道無損壓縮算法很難做到1.5倍的壓縮率)，我想沒人愿意為了聽一首歌買一箱光盤回來吧:-) = 用戶買回家放入播放機(jī)進(jìn)行播放 = 解碼器將數(shù)字的電信號轉(zhuǎn)化為模擬電信號，再經(jīng)過線性的功率放大器放大 = 最終將放大后的模擬電信號送入揚(yáng)聲器，由揚(yáng)聲器的碳磁線圈和紙鼓的震動放出來。綜合以上，每一個環(huán)節(jié)都會影響到最終聽到的音樂品質(zhì)。1. 錄音設(shè)備不好，那么音源本身就降低了最終的品質(zhì)。如果都沒有采用多個麥克風(fēng)進(jìn)行多聲道(5.1，6.1，7.1)錄制，那么最終是不可能還原現(xiàn)場的環(huán)繞聲效果的。2. 制作CD/DVD/藍(lán)光碟時所采用的壓縮算法不好或壓縮率過大，會影響到最終的品質(zhì)。

7、3. 用戶自己進(jìn)行抓軌，進(jìn)行了多次壓縮或重采樣，以減小文件體積，比如，壓縮成MP3/aac/wma等，那么音質(zhì)則進(jìn)一步下降。4. 在播放過程中，播放機(jī)的數(shù)字解碼過程將不產(chǎn)生任何損失，但數(shù)模轉(zhuǎn)換器將產(chǎn)生非常微小的非線性失真(產(chǎn)生新的頻率成分，或原始頻率分量產(chǎn)生微小變化)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模擬電子器件質(zhì)量決定了這里的失真程度。5. 前級功率放大器將進(jìn)一步引入非線性失真(仍然會有新成分出來，或原始頻率分量產(chǎn)生微小變化)，前級功放的模擬電子器件質(zhì)量將決定這里的失真程度。6. 最后，揚(yáng)聲器喇叭的碳磁線圈和紙鼓必定無法準(zhǔn)確的發(fā)出某些特定的樂器的聲音，或者人的聲音，只能是近似。比如再好的音箱也無法準(zhǔn)確的還原普通

8、吉他或鋼琴發(fā)出的聲音。一個再不聰明的人，只要聽力健全，蒙上眼睛也能聽出他們的區(qū)別，是真樂器還是喇叭發(fā)出的聲音。從技術(shù)上說，就是碳磁線圈和紙鼓或膜的頻率響應(yīng)特性不是全頻譜的，甚至是非常窄，而且對特定頻率具有選擇性。最好的喇叭，它的頻率響應(yīng)范圍就會更寬，頻率選擇性則更弱。但說實(shí)話，50萬的音響比幾萬的強(qiáng)不了多少。因?yàn)楝F(xiàn)在材料科技的現(xiàn)狀決定了還沒有那么好的材料能夠完整模仿世界上所有的聲音頻譜。如果有，請一定要告訴我。尤其是高頻。因此，音源錄音方法，壓縮率，壓縮方法，采樣方法，音箱的質(zhì)量都會影響最終聽到的音樂質(zhì)量。完全解析DTSDTS全稱為數(shù)字影院系統(tǒng)，它是一家致力于研究民用級數(shù)字環(huán)繞聲技術(shù)的美國公司

9、，最初成立于1991年，它的頭號競爭對手是美國的杜比數(shù)碼公司(Dolby Digital)，人們經(jīng)常對比DTS和杜比環(huán)繞聲系統(tǒng)(比如DTS Surround和杜比AC-3，DTS-HD和杜比TrueHD),但這兩系統(tǒng)各有優(yōu)點(diǎn)，理念不同，杜比傾向于認(rèn)為聲音是散射的無方向的，而DTS則傾向于認(rèn)為聲音應(yīng)該是有方向性的，它們有幾乎相同的性能，很難說孰優(yōu)孰劣。這里我們主要討論DTS。DTS開發(fā)的核心編解碼技術(shù)叫做DTS Coherent Acoustics codec(DTS相干聲學(xué)編解碼)。當(dāng)DTS用于代表技術(shù)而不是公司名稱時，一般是指DTS相干聲學(xué)編解碼。DTS的音頻流格式主要包括：DTS Surr

10、ound，DTS Surround 92/24, DTS Surround ES, DTS-HD High Resolution Audio, DTS-HD Master Audio, 以及DTS Express。格式描述DTS Surround翻譯就是DTS環(huán)繞聲，傳統(tǒng)的DTS環(huán)繞聲系統(tǒng)就是指這個，一般只要支持DTS的音響系統(tǒng)一定支持DTS Surround。它的格式規(guī)范如下：聲道：該格式最高支持到5.1聲道(6聲道)。比特率：僅支持CBR（單一音軌，碼流速率不可變），碼流速率最高到1536Kbps(準(zhǔn)確講是1509Kbps), DVD可以達(dá)到此速率。位寬：位寬支持16位，24位。采樣率：支

11、持44.1KHz, 48KHz兩種采樣率。媒體：該格式支持所有的存儲媒體（CD，DVD，藍(lán)光(主音頻流)），但不支持 藍(lán)光（副音頻流）。擴(kuò)展：該格式僅包含DTS Core(核心)組件，不能包含任何Extension（擴(kuò)展）組件。壓縮率：有損壓縮。DTS Surround 96/24 就是在傳統(tǒng)DTS Surround上面增加了X96擴(kuò)展數(shù)據(jù)(X96 core Extension)的格式。這種格式最大的優(yōu)點(diǎn)是兼容所有舊的DTS Surround播放設(shè)備。在舊的設(shè)備上，只解碼Core數(shù)據(jù)，獲得最高48KHz采樣率，5.1聲道的音頻數(shù)據(jù)（音頻可包含0-24KHz范圍的頻率），但在支持X96擴(kuò)展的最新

12、設(shè)備上，則解碼超過24KHz(直到48KHz)的高頻成分，采樣率高達(dá)96KHz，位寬24位。聲道：該格式最高支持到5.1聲道(6聲道)。比特率：僅支持CBR（單一音軌，碼流速率不可變），碼流速率最高到1536Kbps(準(zhǔn)確講是1509Kbps), DVD可以達(dá)到此速率。位寬：位寬支持16位，24位。采樣率：支持44.1KHz, 48KHz, 96KHz 三種采樣率。媒體：該格式僅支持DVD和藍(lán)光。擴(kuò)展：該格式包含DTS Core(核心)數(shù)據(jù)(頻率24K的成分)，同時包含X96 Extension（擴(kuò)展）數(shù)據(jù)（頻率介于24KHz-48KHz之間的成分）。注意：大于20KHz的頻率分量在1W塊的音

13、箱系統(tǒng)中是無法被還原出來的。壓縮率：有損壓縮。DTS Surround ES 就是在傳統(tǒng)DTS Surround上面增加了XBR擴(kuò)展數(shù)據(jù)(XBR core Extension)/或者XCh擴(kuò)展數(shù)據(jù)的格式，這種格式最大的優(yōu)點(diǎn)是兼容所有舊的DTS Surround播放設(shè)備。在舊的設(shè)備上，只解碼Core數(shù)據(jù)，獲得最高48KHz采樣率, 5.1聲道的音頻數(shù)據(jù)（音頻可包含0-24KHz范圍的頻率），但在支持ES擴(kuò)展的最新設(shè)備上，則用XBR/XCh擴(kuò)展數(shù)據(jù)，擴(kuò)展出6.1聲道，但碼流速率仍然保持1536Kbps。聲道：該格式支持6.1聲道(7聲道)。比特率：僅支持CBR（單一音軌，碼流速率不可變），碼流速率

14、最高到1536Kbps(準(zhǔn)確講是1509Kbps), DVD可以達(dá)到此速率。位寬：位寬支持16位，24位。采樣率：支持44.1KHz, 48KHz 兩種采樣率。媒體：該格式支持所有的存儲媒體（CD，DVD，藍(lán)光(主音頻流)），但不支持 藍(lán)光（副音頻流）。擴(kuò)展：該格式包含DTS Core(核心)數(shù)據(jù)(頻率24K的成分)，同時包含XBR和/或XCh Extension（擴(kuò)展）數(shù)據(jù)，可以在兼容舊設(shè)備的同時擴(kuò)展至6.1聲道。壓縮率：有損壓縮。DTS-HD High Resolution Audio簡稱 DTS-HD HRA, 有些國外網(wǎng)友直接稱為HRA（MeidaInfo也顯示為HRA）,是最新的DT

15、S-HD家族的一員，DTS-HD HRA格式全面支持最高規(guī)格的7.1聲道，為有損壓縮，同樣提供同DTS Surround設(shè)備的向后兼容能力，就是說HRA的光盤可以沒有任何問題的在任何DTS音響系統(tǒng)播放，但只提供最高48KHz，24位，5.1聲道。聲道：該格式最高支持到7.1聲道(8聲道)。比特率：僅支持CBR（單一音軌，碼流速率不可變），碼流速率最高到6Mbps, 藍(lán)光可以達(dá)到此速率。位寬：位寬支持16位，24位。采樣率：支持44.1KHz, 48KHz, 96KHz 三種采樣率。媒體：DTS-HD格式僅支持藍(lán)光光盤，不支持DVD和CD。擴(kuò)展：該格式可以包含一個DTS Core(核心)+Ext

16、ension(擴(kuò)展)數(shù)據(jù)子流，同時可以包含多個擴(kuò)展子流。Core子流提供了5.1聲道，48KHz的向后兼容，Core的Extension部分可以提供高達(dá)96KHz采樣率的擴(kuò)展采樣率，而擴(kuò)展子流則提供了2個額外的聲道，最終達(dá)到7.1聲道。壓縮率：有損壓縮。DTS-HD Master Audio簡稱 DTS-HD MA, 有些國外網(wǎng)友直接稱為MA（MeidaInfo也顯示為MA）,也是最新的DTS-HD家族的一員，DTS-HD MA格式是目前DTS的最高規(guī)格，全面支持7.1聲道，而且為無損壓縮，同時提供可變碼流的支持，同樣提供同DTS Surround設(shè)備的向后兼容能力，就是說MA的光盤可以沒有任

17、何問題的在任何DTS音響系統(tǒng)播放，但在舊設(shè)備上只提供最高48KHz，24位，5.1聲道。聲道：該格式最高支持到7.1聲道(8聲道)。比特率：支持VBR（單一音軌，碼流速率可變）或CBR，碼流速率最高到25Mbps, 藍(lán)光可以達(dá)到此速率。位寬：位寬支持16位，24位。采樣率：支持44.1KHz, 48KHz, 96KHz，192KHz 四種采樣率。媒體：DTS-HD格式僅支持藍(lán)光光盤，不支持DVD和CD。擴(kuò)展：該格式可以包含一個DTS Core(核心)+Extension(擴(kuò)展)數(shù)據(jù)子流，同時可以包含多個擴(kuò)展子流。Core子流提供了5.1聲道，48KHz的向后兼容，Core的Extension部

18、分可以提供最高96KHz采樣率的擴(kuò)展采樣率，而擴(kuò)展子流則提供了2個額外的聲道，最終達(dá)到7.1聲道，而且也可以包含高達(dá)192KHz采樣率的擴(kuò)展子流。壓縮率：無損壓縮。DTS Express專為低碼流速率而設(shè)計, 這個格式執(zhí)行LBR擴(kuò)展，對于5.1聲道，可以將碼流速率降到192KBps-512Kbps. 對于2聲道可以降到64Kbps，比MP3還低。聲道：該格式最高支持到5.1聲道(6聲道)。比特率：只支持CBR（單一音軌，碼流速率不可變），對于5.1聲道，碼流速率192Kbps-512Kbps, 對于2聲道可以降至64Kbps。位寬：位寬支持16位，24位。采樣率：支持12KHz, 24KHz,

19、 48KHz 兩種采樣率。媒體：DTS Express格式僅支持藍(lán)光光盤，不支持DVD和CD，所以也有人把它歸為DTS-HD。擴(kuò)展：該格式可以包含一個DTS Core(核心)+Extension(擴(kuò)展)數(shù)據(jù)子流，同時可以包含副擴(kuò)展子流。Core子流提供了2聲道音頻幀，Core的LBR Extension部分可以提供額外的元數(shù)據(jù)，而副擴(kuò)展子流則提供了5.1聲道數(shù)據(jù)，最終達(dá)到低碼流速率的5.1聲道編碼。壓縮率：有損壓縮。電腦中DTS的文件格式詳細(xì)介紹DTS-WAV(.wav)DTS-WAV就是指WAV容器中存儲了DTS編碼的數(shù)據(jù)，那么如何播放呢？很明顯，DTS-WAV中的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過DTS解碼器解

20、碼之后，才會變?yōu)?.1聲道的PCM數(shù)據(jù)(可以想象為6股PCM數(shù)據(jù)流)，多聲道PCM數(shù)據(jù)流直接送往DA轉(zhuǎn)換器和喇叭就可以放出來了。關(guān)于刻錄音頻DTS-CD盤，大多數(shù)刻錄軟件接受.wav文件作為輸入文件，用刻錄軟件將DTS-WAV刻錄為音頻CD，那么刻錄出來就是DTS-CD了，它在普通CD機(jī)上將無法播放(只有沙沙沙.的噪音)，必須在支持DTS5.1的音響系統(tǒng)中播放。 再次強(qiáng)調(diào)，一般的電腦播放器是無法播放DTS-WAV的。PCM-wav (.wav)PCM-WAV就是wav容器中存儲的是PCM數(shù)據(jù)，PCM就是最原始的脈沖編碼調(diào)制數(shù)字信號數(shù)據(jù)(英文縮寫PCM)，PCM信號沒有進(jìn)行任何的壓縮和編碼，不需要解碼，PCM可以直接送往DA轉(zhuǎn)換器和音箱進(jìn)行播放,CD盤上存儲的就是PCM原始數(shù)據(jù)，所以，一般PCM-WAV文件都比較大。它屬于無損存儲格式，一般音樂編輯，制作，轉(zhuǎn)碼都喜歡用PCM-wav，它也是唯一不進(jìn)行編碼的無損容器，其他無損容器都進(jìn)行過編碼。DTS (.dts).dts 文件專門用于存儲DTS編碼的音樂數(shù)據(jù)，一般特指 DTS Surround的數(shù)據(jù)。這種文件的最大特點(diǎn)是，如果音頻幀的數(shù)據(jù)負(fù)載不能填滿整個幀，則用0填充（比如512個采樣的DTS幀結(jié)構(gòu)，如果最后一個幀的數(shù)據(jù)少于512個采樣，那么其余的采樣必須用0填充）。DTS compact (.cpt).cpt文件是.dts格式的緊湊