杜比AC-3的杜比AC-3原理

杜比AC-3的杜比AC-3原理

在AC-3编码器的比特分配技术中，采用了应用广泛的前向和后向自适应比特分配法则。前向自适应方法是编码器计算比特分配，并把比特分配信息明确地编入数据比特流中，其特点是在前端编码过程中使用听觉模型，因此修改模型对接收侧解码过程没有影响；其缺点是降低编码效率，因为要传送比特分配信息而占用了一部分有效比特。后向自适应方法没有得到编码器明确的比特分配信息，而是从数码流中产生比特分配信息，优点是不占用有效比特，因此有更高的传输效率。其缺点是要从接收的数据中计算比特分配，如果计算太复杂会使解码器的成本升高。此外，解码器的算法也会随着编码器听觉模型的改变而改变。AC-3采用混合前向/后向自适应比特分配，在提高码率和降低成本间取得了平衡。
AC-3解码器的解码原理基本上是编码的逆向过程，首先解码器必须与编码数据流同步，然后从经过数据纠错校验的数码流中分离出控制数据、系统配置参数、编码后的频谱包络及量化后的尾数等内容，根据声音的频谱包络产生比特分配信息，对尾数部分进行反量化，恢复变换系数的指数和尾数，再经过合成滤波器组，把数据由频域变换到时域，最后输出重建的PCM样值信号。 ZiVA可以根据检测到音源码的采样频率和大小的变化进行音源识别，主要是MPEG－1的系统码流，MPEG－2的节目码流，LPCM的采样码和VCD的扇区码。然后通报MCU以便控制数模转换器。
声源CD－DA，LPCM，MPEG1等都以1或2声道的格式记录于光碟中，而且ZiVA－D6不包含Dolby Pro Logic解码器，所以都以1或2声道的方式输出。
声源Dolby Digital经解码生成多声道的数码送到D/A转换器，可根据节目源内容和听音喇叭配置的数量，设置生成相应的多声道的模拟声频输出。例如3/2，LCR/SL SR；2/2，LR/SL SR；3/1，LCR/S；2/1，LR/S；3/0，LCR；2/0，LR；1/0 C；2/0，LtRt等八种数码混合输出模式。以上的各种模式是由ZiVA－D6解码器通过矩阵混合产生，SUB声道没参与混合，是独立声道输出。
表面上ZiVA－D6解码器输出模式等同杜比输出模式，但目前其技术规范并不能完全符合AC－3的规格。因此需要在D/A后作专门电路设计以达到杜比AC－3的规格要求，见本文四。 DVD音频有两种输出形式：一是数码输出；二是音频模拟输出。
数码输出有两种格式：光纤数码输出(IEC958或IEC1937)和数码RF输出。本方案选择光纤数码IEC958输出，采用S/PDIF（SONY/PHIL IPS数码界面)光学联结器(内含电光转换器)生成光信号，再用光纤传输到其它A/V产品，如AC－3功率放大器等。
音频模拟输出：2－ch输出是符合杜比AC－3混合输出要求的必选项，且在声源为Dolby Digital时，以2/0，LtRt(杜比定向逻辑模式)输出。线性输出起初意图是联结到一个外接的立体声或环绕声复制系统，而不直接联结功率放大器。于是应该有符合标准电平的固定声音输出，这个标准电平依靠应用软件进行控制。所以DVD等视频影碟机取消音量控制线性输出。而多路输出是可选择项，本方案亦选择。