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中国未来数字生活声音的缔造者-ExAC
(发布日期:2006-11-27) 来源: 中国电子元器件网
 

2005年,北京阜国数字技术有限公司自主开发的ExAC数字音频技术被中国国家信息产业部的批准为国家电子行业标准,标准号:SJ/T 11299.4。该技术在由国家广播电视产品质量监督检验中心的数字电视产品质量检测实验室组织并实施的关于《高密度激光视盘系统》测试和《高密度数字激光视盘系统技术规范》标准一致性测试中进行了全面的测试。
本次对ExAC编码系统的主观评价依据目前国际上通用的音频系统小损伤评价标准 ITU-R BS.1116-1“METHODS FOR THE SUBJECTIVE ASSESSMENT OF SMALL IMPAIRMENTS IN AUDIO SYSTEMS INCLUDING MULTICHANNAL SOUND SYSTEMS”。(引用自测试报告第35页)
本次评价听音地点选择为国家广播电视产品质量监督检验中心的主观评价室,该主观评价室符合ITU-R BS.1116-1标准的听音条件要求。(引用自测试报告第37页)
评价方法如下所述:(摘自测试报告音频主观测试部分)
1. 选择15段节目,均为国际上常用的音频编解码评价素材,包括:风笛、大键琴、
号、钟琴和大提琴等乐器,节目形式有器乐独奏、交响乐、爵士乐和声乐,还选择了男女声语言的电影片断,以便能充分、准确地反映被评价方案的性能。
2. 过程采用带隐藏基准的双盲三刺激法进行。每一段节目听三次,记为A、B、C。A是未经处理的原始信号,B、C中一个是与A完全一样的原始基准信号,称为隐藏基准,另一个是经处理后的信号,成为被评价对象。B、C中哪个是隐藏基准,哪个是被评价对象,听音人员预先不知道。听音人员把感到的被评价对象相对于基准的音质差别作为音质损伤,按五级评分制打分,最高为5.0分。
3. 被评价对象的处理方法是将原始信号经过数字音频编码软件压缩编码形成ExAC文件。立体声原始节目信号为48KHz采样、16比特量化,码率为128kbps;多声道原始节目信号为48KHz采样、16比特量化,码率为384kbps。
4. 将压缩后的音频信号刻录在盘片上,用EVD8100被测样机回放作为被评价对象。
通过以上的评价步骤,得出了如下的评测结果:(摘自测试报告音频主观测试部分)
被测样机立体声工作方式(码率为128kbps)的听音试验数据经统计计算,每组节目的平均得分差值均优于-0.3,得分4.7。
被测样机多声道工作方式(码率为384kbps)的听音试验数据经统计计算,每组节目的平均得分差值均优于-0.4,得分4.6。
主观评价为:结果表明被测样机在立体声和多声道工作方式下,音质损伤较小,听音人员感觉其音质与未经编码的原始信号无明显差别。
分析评测结果不难看出,相对于得分在4.0分以上即被公认为的高保真效果,ExAC的高保真性能可谓更上一层楼。更值得我们惊喜的是,拥有自主知识产权的ExAC编码技术不仅达到了等同于杜比AC-3或DTS的高保真效果,而且在某些指标上还更高一筹。
目前,围绕ExAC技术已经申请了30余项国际国内技术专利,其中8项已经获得授权。在2001年3月申请了一种基于小波变换的音频信号压缩编/解码方法(【申请(专利)号】01109686.1)专利,这是EVD采用的音频编码ExAC技术中的核心技术,该方法是一种基于小波变换的音频信号压缩编/解码方法,采用小波技术取代传统的滤波器组,结合人耳的听觉特性,实现高增益、高质量的音频编码,在同样采用心理声学模型的情况下,无失真压缩率(相对意义上)比通常MPEG有明显的提高。另外七个与音频编码有关的已授权专利,分别保护了音频数据压缩、提高编码效率的有关技术。并且阜国数字处于公示期的七个专利申请和十余项处于为公开阶段的专利申请也是同ExAC技术有关,如此众多的专利可以看出阜国数字在其多分辨率分析的音频编码技术方案ExAC技术上投入了巨大的精力,在与现在世界流行的众多解码技术相比较之后,专家们得出结论认为该技术已经达到了国际最先进水平。
中国人受益于自主知识产权的时期到了.ExAC技术其实就在为中国人造福。
凭借世界先进水平的编码效率,ExAC技术还可以应用于以下音频应用领域:
(1)中国数字电视的音频应用
作为国家意志的主要载体,美国、欧共体和日本的数字电视标准均体现了明显的国家/地区利益。例如,美国新一代的数字电视中的信源标准采用了杜比的 E-AC-3音频技术和微软的WMV9视频技术,而非MPEG国际标准。其中,Dolby E-AC-3是杜比公司为了和MPEG技术进行竞争,匆匆推出的用于提高AC-3编码效率和质量的新技术。和AC-3相比,Dolby E-AC-3主要有以下几个新特性:①扩展的数据率灵活性;②频谱的扩展;③瞬变过程的噪声预处理;④自适应的混合变换处理;⑤增强的耦合处理等。(有意思的是,杜比公司新推出的E-AC-3编码技术所标称的5个特性中,前四个特性都是ExAC技术已经具备的特征!)Dolby E-AC-3的真实编码效率如何,还有待进一步的验证。
目前,除地面传输标准还未确定外(估计将于2005年制定完成),其他传输标准已经基本确定,而数字电视的信源标准还未确定。和其他电视标准一样,中国数字电视的信源标准也将尽可能采用中国的技术标准。而ExAC技术作为国际领先的音频编码技术,一定会为中国数字电视做出贡献。
(2)中国声音广播应用
声音广播的数字化是广播电台经营者增加业务模式、提高营收的必然选择,也是目前我国唯一没有进行数字化的媒体资源。实际上,类似数字电视,数字声音广播也同样蕴藏着丰厚的经济利益,但由于技术的边缘化和巨大的技术难度,数字声音广播还没有成为国内商家的争夺场。目前,国际上已经制定了DAB和DRM两个声音广播标准,前者用于调频广播,而后者用于调幅广播。但是,由于DAB涉及频谱资源的重新划分,而DRM的发射和接收设备非常昂贵,都无法在中国推广。
近两年,如何将实现国内声音广播的数字化,逐渐成为国内广播界的重要论题。随着技术的快速进步,中国已经有可能制订优于DAB和DRM技术标准的音频广播技术标准。另外,除了短波调幅广播外,由于其他音频广播技术主要针对国内受众,因此,从政治的角度讲,国家需要一种有别于国际标准的自有技术标准,保护这一国家喉舌的畅通。
由于声音广播对于带宽的苛刻限制,ExAC音频技术卓越的编码效率将成为中国制订新的数字声音广播最有力的保证之一。
(3) 数字音频出版和网络流媒体
ExAC音频格式同样可以成为数字音乐出版和网络多媒体的载体。当然,为了保护运营商的利益,需要配套完善的音乐(媒体)版权保护技术来满足各种业务模式需求。
(4) 移动通信中的音频技术
随着下一代移动通信网的建设和发展,多媒体业务将成为移动通讯的主要业务。凭借高性能的编码能力,ExAC技术可以为电信运营商提供理想的音频压缩解决方案,如提高额定带宽下的音频质量,或使额定质量的音频带宽大幅度降低。
(5) 随身音乐存储和播放
同样,ExAC也可以用于MP3、iPod、MD等移动音乐设备,在确定的存储容量和音频质量下,大幅度增加存储的音乐数量和不重复播放时间。
(6) ExAC的其他应用领域
ExAC音频技术可以广泛用于绝大多数需要音频压缩的应用领域,如网络声音广播、三维游戏,以及军事音频存储和传输;并且,经过有针对性的优化,ExAC技术可以最大限度的满足不同的应用需求。
我们相信ExAC音频技术将渗透到我们的生活中。在广播、电视、电影、流媒体、电子游戏等行业领域,MP3、电视机、影碟机、收音机、音响产品,会在世界范围内举起知识产权保护的的大旗,结束我们只有向国外缴纳专利许可费的历史,成为第一个在发达国家收取专利许可费的产业。

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