MPEG Surround - MPEG Surround

Не путать с Многоканальный MPEG или же MP3 Surround.

MPEG Surround (ISO /IEC 23003-1[1] или же MPEG-D Часть 1[2][3]), также известное как кодирование пространственного звука (SAC)[4][5][6][7] это глянцевый сжатие формат за объемный звук который обеспечивает метод расширения моно- или стереофонических аудиоуслуг до многоканального аудио обратно совместимым образом. Общая битрейты используется для (моно или стерео) ядра, а объем данных MPEG Surround обычно лишь немного превышает битрейты используется для кодирования (моно или стерео) ядра. MPEG Surround добавляет поток дополнительной информации в (моно или стерео) ядро битовый поток, содержащий данные пространственного изображения. Устаревшие системы воспроизведения стерео проигнорируют эту дополнительную информацию, в то время как плееры, поддерживающие декодирование MPEG Surround, будут выводить восстановленный многоканальный звук.

Группа экспертов по киноискусству (MPEG) выпустил запрос предложений о кодировании пространственного звука MPEG в марте 2004 г. Группа решила, что технология, которая станет отправной точкой в ​​процессе стандартизации, будет представлять собой комбинацию материалов, представленных двумя сторонниками - Fraunhofer IIS / Agere Systems и Coding Technologies / Philips.[5] Стандарт MPEG Surround был разработан Группой экспертов по движущимся изображениям (ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11) и опубликован как ISO / IEC 23003 в 2007 г.[1] Это был первый стандарт группы стандартов MPEG-D, официально известный как ISO / IEC 23003 - Аудиотехнологии MPEG.

MPEG Surround также был определен как один из Типы аудиообъектов MPEG-4 в 2007.[8] Существует также объектный тип MPEG-4 без задержки MPEG Surround (LD MPEG Surround), который был опубликован в 2010 году.[9][10] Кодирование пространственных звуковых объектов (SAOC) было опубликовано как MPEG-D Part 2 - ISO / IEC 23003-2 в 2010 году и расширяет стандарт MPEG Surround, повторно используя его возможности пространственного рендеринга, сохраняя при этом полную совместимость с существующими приемниками. Система MPEG SAOC позволяет пользователям на стороне декодирования интерактивно управлять воспроизведением каждого отдельного звукового объекта (например, отдельных инструментов, вокала, человеческих голосов).[2][3][11][12][13][14][15] Также есть Единое кодирование речи и звука (USAC), который будет определен в MPEG-D Часть 3 - ISO / IEC 23003-3 и ISO / IEC 14496-3: 2009 / Amd 3.[16][17] MPEG-D Инструменты параметрического кодирования MPEG Surround интегрированы в кодек USAC.[18]

Ядро (моно или стерео) могло быть закодировано любым (с потерями или же без потерь ) аудиокодек. Особо низкие битрейты (64-96 кбит / с для 5.1 каналов) возможны при использовании HE-AAC v2 как основной кодек.

Восприятие звуков в пространстве

Кодирование MPEG Surround использует нашу способность воспринимать звук в 3D и фиксирует это восприятие в компактном наборе параметров. Пространственное восприятие в первую очередь связано с тремя параметрами, или сигналами, описывающими, как люди локализуют звук в горизонтальной плоскости: Межуровневая разница уровней (ILD), Интерактивная разница во времени (ITD) и Интерактивная согласованность (IC). Эти три концепции показаны на следующем изображении. Прямые или первичные волны от источника попадают в левое ухо во время, в то время как прямой звук, полученный правым ухом, дифрагируется вокруг головы с соответствующей временной задержкой и затуханием уровня. Эти два эффекта приводят к ITD и ILD, связанным с основным источником. Наконец, в реверберирующей среде отраженный звук от источника, или звук от диффузного источника, или некоррелированный звук могут попасть в оба уха, все они связаны с IC.

Рисунок 1. Иллюстрация ILD, ITD и IC

Описание

MPEG Surround использует межканальные различия в уровне, фазе и когерентности, эквивалентные параметрам ILD, ITD и IC. Пространственное изображение захватывается многоканальным аудиосигналом относительно переданного сигнала понижающего микширования. Эти параметры кодируются в очень компактной форме, чтобы декодировать параметры и переданный сигнал и синтезировать высококачественное многоканальное представление.

Принципы кодирования MPEG Surround

Кодер MPEG Surround принимает многоканальный аудиосигнал от x1 до xN, где количество входных каналов равно N. Наиболее важным аспектом процесса кодирования является то, что сигнал понижающего микширования xt1 и xt2, который обычно является стереофоническим, получается из многоканального входного сигнала, и именно этот сигнал понижающего микширования сжимается для передачи по каналу, а не многоканальный сигнал. . Кодер может иметь возможность использовать процесс понижающего микширования, чтобы быть более выгодным. Он не только создает точный эквивалент многоканального сигнала в моно или стерео понижающем микшировании, но также создает наилучшее возможное многоканальное декодирование на основе понижающего микширования и кодированных пространственных сигналов. В качестве альтернативы, понижающее микширование может поставляться извне (художественное понижающее микширование перед блоком диаграммы). Процесс кодирования MPEG Surround может игнорироваться алгоритмом сжатия, используемым для передаваемых каналов (аудиокодер и аудиодекодер перед блоком диаграммы). Это может быть любой тип высокопроизводительных алгоритмов сжатия, такой как MPEG-1 Layer III, MPEG-4 AAC или MPEG-4 High Efficiency AAC, или даже PCM.

Совместимость с устаревшими версиями

Технология MPEG Surround обеспечивает совместимость с существующими и будущими стереофоническими декодерами MPEG, поскольку передаваемое понижающее микширование (например, стерео) представляется стереофоническим декодерам MPEG как обычная стереофоническая версия многоканального сигнала. Совместимость со стереодекодерами желательна, поскольку стереопрезентация останется широко распространенной из-за количества приложений, в которых прослушивание осуществляется в основном через наушники, например портативных музыкальных плееров.

MPEG Surround также поддерживает режим, в котором понижающее микширование совместимо с популярными матричными декодерами окружающего звука, такими как Dolby Pro-Logic.

Приложения

Цифровое аудиовещание

Из-за относительно небольшой полосы пропускания канала, относительно большой стоимости передающего оборудования и лицензий на передачу, а также из-за стремления максимизировать выбор пользователя за счет предоставления множества программ, большинство существующих или планируемых систем цифрового вещания не могут обеспечить пользователям многоканальный звук.

DRM + был разработан[19] чтобы быть полностью способным передавать MPEG Surround, и такое вещание также было успешно продемонстрировано.[20]

Обратная совместимость MPEG Surround и относительно низкие накладные расходы обеспечивают один способ добавить многоканальный звук в DAB без значительного снижения качества звука или влияния на другие службы.

Цифровое телевещание

В настоящее время в большинстве передач цифрового телевидения используется стереозвук. MPEG Surround можно использовать для расширения этих установленных услуг на объемный звук, как в случае с DAB.

Сервис загрузки музыки

В настоящее время доступен ряд коммерческих служб загрузки музыки, которые работают со значительным коммерческим успехом. Такие услуги могут быть легко расширены для обеспечения многоканальных презентаций, оставаясь при этом совместимыми со стереопроигрывателями: на компьютерах с 5.1-канальными системами воспроизведения сжатые звуковые файлы представляются с объемным звуком, а на портативных проигрывателях те же файлы воспроизводятся в стерео.

Сервис потоковой музыки / Интернет-радио

Многие Интернет-радиостанции работают с сильно ограниченной полосой пропускания, поэтому они могут предлагать только моно- или стереоконтент. Технология MPEG Surround Coding может распространить это на многоканальную службу, оставаясь при этом в допустимом рабочем диапазоне битрейтов. Поскольку эффективность имеет первостепенное значение в этом приложении, сжатие передаваемого аудиосигнала имеет жизненно важное значение. Используя новейшую технологию сжатия MPEG (кодирование профиля высокой эффективности MPEG-4), были продемонстрированы полные системы MPEG Surround с битрейтом всего 48 кбит / с.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б ИСО (29 января 2007 г.). «ISO / IEC 23003-1: 2007 - Информационные технологии - Аудиотехнологии MPEG - Часть 1: MPEG Surround». ISO. В архиве из оригинала 2011-06-06. Получено 2009-10-24.
  2. ^ а б MPEG. «Стандарты MPEG - Полный список стандартов, разработанных или разрабатываемых». chiariglione.org. Архивировано из оригинал на 2010-04-20. Получено 2010-02-09.
  3. ^ а б MPEG. "Круг полномочий". chiariglione.org. Архивировано из оригинал 21 февраля 2010 г.. Получено 2010-02-09.
  4. ^ «Предварительный просмотр стандарта ISO / IEC 23003-1, первое издание, 15 февраля 2007 г., часть 1: MPEG Surround» (PDF). 2007-02-15. В архиве (PDF) из оригинала 2011-06-14. Получено 2009-10-24.
  5. ^ а б ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11 (июль 2005 г.). «Учебное пособие по кодированию звука в формате MPEG Surround». Архивировано из оригинал на 2010-04-30. Получено 2010-02-09.
  6. ^ «Рабочие документы, MPEG-D (MPEG Audio Technologies)». MPEG. Архивировано из оригинал 21 февраля 2010 г.. Получено 2010-02-09.
  7. ^ Кодирование пространственного звука MPEG / MPEG Surround: обзор и текущее состояние (PDF), Общество звукорежиссеров, 2005, в архиве (PDF) из оригинала от 18.07.2011, получено 2009-10-29
  8. ^ ISO (2007). «Расширения BSAC и транспортировка MPEG Surround, ISO / IEC 14496-3: 2005 / Amd 5: 2007». ISO. В архиве из оригинала 2011-06-06. Получено 2009-10-13.
  9. ^ Документ Конвенции AES 8099 - Новое параметрическое стерео и многоканальное расширение для MPEG-4 Enhanced Low Delay AAC (AAC-ELD) (PDF), заархивировано из оригинал (PDF) на 2011-09-28, получено 2011-07-18
  10. ^ ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11 (октябрь 2009 г.), ISO / IEC 14496-3: 2009 / FPDAM 2 - простой профиль ALS и транспортировка SAOC, N11032, заархивировано из оригинал (DOC) в 2014-07-29, получено 2009-12-30
  11. ^ ISO (2010-10-06). «ISO / IEC 23003-2 - Информационные технологии - Аудиотехнологии MPEG - Часть 2: Кодирование пространственных звуковых объектов (SAOC)». В архиве из оригинала от 01.02.2012. Получено 2011-07-18.
  12. ^ Кодирование пространственных звуковых объектов (SAOC) - предстоящий стандарт MPEG для параметрического объектно-ориентированного кодирования звука (PDF), 2008, в архиве (PDF) из оригинала от 12.03.2012, получено 2011-07-19
  13. ^ Манфред Луцки, Фраунгофер IIS (2007), Аудиокодеки MPEG с низкой задержкой (PDF), в архиве (PDF) из оригинала 27.09.2011, получено 2011-07-19
  14. ^ MPEG (октябрь 2009 г.). "Уведомление о 91-м заседании WG11". chiariglione.org. Архивировано из оригинал на 2010-02-17. Получено 2010-02-09.
  15. ^ ISO / IEC JTC 1 / SC 29 (30 декабря 2009 г.). «Программа работы (передана в SC 29 / WG 11) - MPEG-D». Архивировано из оригинал 31 декабря 2013 г.. Получено 2009-12-30.
  16. ^ «ISO / IEC DIS 23003-3 - Информационные технологии - Аудиотехнологии MPEG - Часть 3: Унифицированное кодирование речи и звука». 2011-02-15. В архиве из оригинала от 28.01.2012. Получено 2011-07-18.
  17. ^ «ISO / IEC 14496-3: 2009 / PDAM 3 - Транспорт унифицированного кодирования речи и звука (USAC)». 2011-06-30. В архиве из оригинала от 29.01.2012. Получено 2011-07-18.
  18. ^ "Стандартное эталонное программное обеспечение кодировщика речи и звука". Март 2011 г. В архиве из оригинала 2011-08-06. Получено 2011-07-18.
  19. ^ «Улучшение системы DRM одобрено ETSI» (Пресс-релиз). Консорциум DRM. 2 сентября 2009 г. Архивировано с оригинал 15 октября 2009 г.. Получено 2009-10-20.
  20. ^ «DRM + in Band I продвигается как наиболее подходящая технология для дополнения других стандартов цифрового радио в таких странах, как Франция» (Пресс-релиз). Консорциум DRM. 16 июля 2009 г. Архивировано с оригинал 15 октября 2009 г.. Получено 2009-10-20.

внешняя ссылка