● 解析高清音频之谜
★ 高清音频解码发展
和高清视频一样融合在高清概念中的高清音频,一直以来呼声并不大。这里面有人为的因素,比如直观来讲,视频提升给人的感受来的更加明白和具有冲击力。而更主要的,还在于硬件方面的限制。下面我们首先了解一下高清音频解码方面的知识,从这里同时得到音频信号输出设备方面的信息。关于回放设备,在后面以结合具体应用的形式予以阐述。但是有一点我们要明确:只有音频和视频一样达到高清,高清时代,才真的来临。
一、数字音频的产生和编码
提到高清音频我们不可避免地先提到音频的模数转换——音频信号的本源当然是模拟信号,将模拟声音数字化最基本的是采用PCM编码,即脉冲代码调制编码。这个转化过程分为三步,即采样、量化、编码三个步骤,最终将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
高清音频格式
PCM我们可以认为是模拟转化为数字音频的最原始编码,但是这种编码实在是太吃容量了,到底有多夸张呢?我们用一个实例来描述。
影片封面图
上图是一张蓝光影碟的封面。在规格清单中我们可以清楚地看到:第一行是画质:1080P(也就是1920X1080的分辨率),采用了AVC(H.264视频编码),16X9 2.4:1高宽比。第二行就是我们这次要说的重点:采用5.1声道未经压缩的PCM编码(48kHz/16bit)。这是什么意思呢?
PCM码率计算公式是:码率=采样率×采样精度×声道数目
这里48kHz是采样率,16bit是采样精度,5.1是声道数目
PCM 5.1(48kHz,16bit)=48000×16×6=4608000(bits/s)=4.39M(bits/s)
这部影片的片长为138分钟56秒等于8336秒,所以采用PCM编码的音频容量为8336×4.39M(bits/s)=36595Mbits,(看清楚单位,bits和bytes的核算要除以8)约合4.4671G。这是什么概念呢?如果采用DVD介质,单单是声音一个部分,就已经超过一张盘的容量!也只有蓝光/HD DVD才能有这样容量存储下这种音频编码。我们常见的CD就是采用这种编码,一张光盘的容量大约为650M,只能存储72分钟的PCM编码音频信息。
各种高清音频解码表
如此庞大的体积我们需要对它进行压缩:一特定的算法进行压缩,期间的音质有可能下降,最终目的是为了能够减小体积,达到更加方便传输的目的。大名鼎鼎的mp3格式就是我们最常听到的音频编码格式。除此以外还有OGG、WMA、RA、APE等等。他们各自有它们的特点,这里不再解释了。历史翻过一页,音频媒介从CD发展到了DVD......