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中國未來數字生活聲音的締造者-ExAC
(發布日期:2006-11-27) 來源: 中國電子元器件網
 

2005年,北京阜國數字技術有限公司自主開發的ExAC數字音頻技術被中國國家信息產業部的批準為國家電子行業標準,標準號:SJ/T 11299.4。該技術在由國家廣播電視產品質量監督檢驗中心的數字電視產品質量檢測實驗室組織并實施的關于《高密度激光視盤系統》測試和《高密度數字激光視盤系統技術規范》標準一致性測試中進行了全面的測試。
本次對ExAC編碼系統的主觀評價依據目前國際上通用的音頻系統小損傷評價標準 ITU-R BS.1116-1“METHODS FOR THE SUBJECTIVE ASSESSMENT OF SMALL IMPAIRMENTS IN AUDIO SYSTEMS INCLUDING MULTICHANNAL SOUND SYSTEMS”。(引用自測試報告第35頁)
本次評價聽音地點選擇為國家廣播電視產品質量監督檢驗中心的主觀評價室,該主觀評價室符合ITU-R BS.1116-1標準的聽音條件要求。(引用自測試報告第37頁)
評價方法如下所述:(摘自測試報告音頻主觀測試部分)
1. 選擇15段節目,均為國際上常用的音頻編解碼評價素材,包括:風笛、大鍵琴、
號、鐘琴和大提琴等樂器,節目形式有器樂獨奏、交響樂、爵士樂和聲樂,還選擇了男女聲語言的電影片斷,以便能充分、準確地反映被評價方案的性能。
2. 過程采用帶隱藏基準的雙盲三刺激法進行。每一段節目聽三次,記為A、B、C。A是未經處理的原始信號,B、C中一個是與A完全一樣的原始基準信號,稱為隱藏基準,另一個是經處理后的信號,成為被評價對象。B、C中哪個是隱藏基準,哪個是被評價對象,聽音人員預先不知道。聽音人員把感到的被評價對象相對于基準的音質差別作為音質損傷,按五級評分制打分,最高為5.0分。
3. 被評價對象的處理方法是將原始信號經過數字音頻編碼軟件壓縮編碼形成ExAC文件。立體聲原始節目信號為48KHz采樣、16比特量化,碼率為128kbps;多聲道原始節目信號為48KHz采樣、16比特量化,碼率為384kbps。
4. 將壓縮后的音頻信號刻錄在盤片上,用EVD8100被測樣機回放作為被評價對象。
通過以上的評價步驟,得出了如下的評測結果:(摘自測試報告音頻主觀測試部分)
被測樣機立體聲工作方式(碼率為128kbps)的聽音試驗數據經統計計算,每組節目的平均得分差值均優于-0.3,得分4.7。
被測樣機多聲道工作方式(碼率為384kbps)的聽音試驗數據經統計計算,每組節目的平均得分差值均優于-0.4,得分4.6。
主觀評價為:結果表明被測樣機在立體聲和多聲道工作方式下,音質損傷較小,聽音人員感覺其音質與未經編碼的原始信號無明顯差別。
分析評測結果不難看出,相對于得分在4.0分以上即被公認為的高保真效果,ExAC的高保真性能可謂更上一層樓。更值得我們驚喜的是,擁有自主知識產權的ExAC編碼技術不僅達到了等同于杜比AC-3或DTS的高保真效果,而且在某些指標上還更高一籌。
目前,圍繞ExAC技術已經申請了30余項國際國內技術專利,其中8項已經獲得授權。在2001年3月申請了一種基于小波變換的音頻信號壓縮編/解碼方法(【申請(專利)號】01109686.1)專利,這是EVD采用的音頻編碼ExAC技術中的核心技術,該方法是一種基于小波變換的音頻信號壓縮編/解碼方法,采用小波技術取代傳統的濾波器組,結合人耳的聽覺特性,實現高增益、高質量的音頻編碼,在同樣采用心理聲學模型的情況下,無失真壓縮率(相對意義上)比通常MPEG有明顯的提高。另外七個與音頻編碼有關的已授權專利,分別保護了音頻數據壓縮、提高編碼效率的有關技術。并且阜國數字處于公示期的七個專利申請和十余項處于為公開階段的專利申請也是同ExAC技術有關,如此眾多的專利可以看出阜國數字在其多分辨率分析的音頻編碼技術方案ExAC技術上投入了巨大的精力,在與現在世界流行的眾多解碼技術相比較之后,專家們得出結論認為該技術已經達到了國際最先進水平。
中國人受益于自主知識產權的時期到了.ExAC技術其實就在為中國人造福。
憑借世界先進水平的編碼效率,ExAC技術還可以應用于以下音頻應用領域:
(1)中國數字電視的音頻應用
作為國家意志的主要載體,美國、歐共體和日本的數字電視標準均體現了明顯的國家/地區利益。例如,美國新一代的數字電視中的信源標準采用了杜比的 E-AC-3音頻技術和微軟的WMV9視頻技術,而非MPEG國際標準。其中,Dolby E-AC-3是杜比公司為了和MPEG技術進行競爭,匆匆推出的用于提高AC-3編碼效率和質量的新技術。和AC-3相比,Dolby E-AC-3主要有以下幾個新特性:①擴展的數據率靈活性;②頻譜的擴展;③瞬變過程的噪聲預處理;④自適應的混合變換處理;⑤增強的耦合處理等。(有意思的是,杜比公司新推出的E-AC-3編碼技術所標稱的5個特性中,前四個特性都是ExAC技術已經具備的特征!)Dolby E-AC-3的真實編碼效率如何,還有待進一步的驗證。
目前,除地面傳輸標準還未確定外(估計將于2005年制定完成),其他傳輸標準已經基本確定,而數字電視的信源標準還未確定。和其他電視標準一樣,中國數字電視的信源標準也將盡可能采用中國的技術標準。而ExAC技術作為國際領先的音頻編碼技術,一定會為中國數字電視做出貢獻。
(2)中國聲音廣播應用
聲音廣播的數字化是廣播電臺經營者增加業務模式、提高營收的必然選擇,也是目前我國唯一沒有進行數字化的媒體資源。實際上,類似數字電視,數字聲音廣播也同樣蘊藏著豐厚的經濟利益,但由于技術的邊緣化和巨大的技術難度,數字聲音廣播還沒有成為國內商家的爭奪場。目前,國際上已經制定了DAB和DRM兩個聲音廣播標準,前者用于調頻廣播,而后者用于調幅廣播。但是,由于DAB涉及頻譜資源的重新劃分,而DRM的發射和接收設備非常昂貴,都無法在中國推廣。
近兩年,如何將實現國內聲音廣播的數字化,逐漸成為國內廣播界的重要論題。隨著技術的快速進步,中國已經有可能制訂優于DAB和DRM技術標準的音頻廣播技術標準。另外,除了短波調幅廣播外,由于其他音頻廣播技術主要針對國內受眾,因此,從政治的角度講,國家需要一種有別于國際標準的自有技術標準,保護這一國家喉舌的暢通。
由于聲音廣播對于帶寬的苛刻限制,ExAC音頻技術卓越的編碼效率將成為中國制訂新的數字聲音廣播最有力的保證之一。
(3) 數字音頻出版和網絡流媒體
ExAC音頻格式同樣可以成為數字音樂出版和網絡多媒體的載體。當然,為了保護運營商的利益,需要配套完善的音樂(媒體)版權保護技術來滿足各種業務模式需求。
(4) 移動通信中的音頻技術
隨著下一代移動通信網的建設和發展,多媒體業務將成為移動通訊的主要業務。憑借高性能的編碼能力,ExAC技術可以為電信運營商提供理想的音頻壓縮解決方案,如提高額定帶寬下的音頻質量,或使額定質量的音頻帶寬大幅度降低。
(5) 隨身音樂存儲和播放
同樣,ExAC也可以用于MP3、iPod、MD等移動音樂設備,在確定的存儲容量和音頻質量下,大幅度增加存儲的音樂數量和不重復播放時間。
(6) ExAC的其他應用領域
ExAC音頻技術可以廣泛用于絕大多數需要音頻壓縮的應用領域,如網絡聲音廣播、三維游戲,以及軍事音頻存儲和傳輸;并且,經過有針對性的優化,ExAC技術可以最大限度的滿足不同的應用需求。
我們相信ExAC音頻技術將滲透到我們的生活中。在廣播、電視、電影、流媒體、電子游戲等行業領域,MP3、電視機、影碟機、收音機、音響產品,會在世界范圍內舉起知識產權保護的的大旗,結束我們只有向國外繳納專利許可費的歷史,成為第一個在發達國家收取專利許可費的產業。

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