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丽音广播

2018-08-20 16:35:07     所属分类:广播工程

丽音是英语合成词 NICAM 的音译,即Near Instantaneous Companded Audio Multiplex,意谓“接近即时的缩扩音频多路广播”。“缩扩英语Companding”(Companding)指“压缩、扩大”。“接近即时”是因为缩扩过程需要约千分一秒的时间。丽音使用数字技术,把电视台发送的两条音频信号数字化后进行压缩,发送后再在接收机里扩大还原。数字化使用的是14位 PCM、32千赫采样。这种广播法可以播出优质立体声,或作双声道广播,让观众任意选择所需声道。

相比后来根据心理声学而发展的压缩技术(如MP3),NICAM无疑在压缩效率(1:1.4,MP3约1:10)方面远远差于MP3,但NICAM因压缩而造成的时滞(约1/32秒)却远远低于MP3(最少100毫秒,即1/10秒),于传统模拟信号电视广播中,MP3等压缩技术产生的时滞实在太长并不能接受(例如在直播广播中,100ms的时滞等同2-3帧画面的延误,足够造成相当明显的音画脱节现象),故此虽然NICAM占用相当庞大,704kbit/s的带宽,在直到数字电视广播出现之前,NICAM这种数字音频技术在类比广播技术之中并未被取代。

目录

  • 1 发展
  • 2 原理
  • 3 录播
  • 4 比较
  • 5 参考资料
  • 6 外部链接

发展

丽音技术于1980年代由英国广播公司(BBC)发展,并于1991年于英国正式推出,用作BBC电视频道的声道播送方法。该技术亦于法国、丹麦、香港、新西兰等地采用。

在香港,由于居住了大量来自内地及来自各洲不同国籍及种族的人士,当地的私营免费电视台无线电视,在两条以模拟视频发送的中、英文频道在每晚黄金时间,相当比例的节目(新闻报导、时事节目和由香港电台电视部制作的节目除外)都用上丽音作双语广播(至于数字电视广播的频道,则以发送多条AC-3位流以作配合;另外,公营港台电视的模拟广播频道只有立体声广播,而没有多种语言广播的安排);然而,由于香港政府已决定于2020年终止模拟电视广播[1],届时丽音广播技术也会停止在香港使用。

其他地方的电视台,则利用如FM电台一样的“类比立体声”(analog stereo)技术播放声道。

原理

为了兼容无丽音设备的电视机,丽音的信号被放在视频载波附近的另一个副载波英语SubcarrierSubcarrier)。原来的类比声道广播不会受影响。所以使用丽音发放的是三个音频信号:原来的类比单声道,和两个丽音数字声道。电视台可以把两个丽音数字声道用作立体声广播,亦可以把它们作两种语言的单声道广播。因此丽音之下的多语广播最多可以是三种语言。丽音的数字声道信号理论上还可以转作数字数据广播。

丽音广播可提供几种数据发送模式:

  • 一组双声道数字音效。
  • 两组不同的单声道音效。
  • 一组单声道音效和一组 352 kbit/s 的数据流。
  • 一组 704 kbit/s 的数据流。

丽音广播的基本原理如下:

  • 音效采用14-bit量子化和32 kHz的采样率(相比激光唱片的16-bit量子化和44.1 kHz的采样率)。
  • 音效实际发送时只会发送10-bit/32 kHz的数据。
  • 以每 1000 个声音样本(1/32秒)为一组进行分析,如果大部分样本的音量也很小,亦即最高有效位为零, 则整组(1000个样本)也将最左的四个最高有效位比特忽略,只发送右边的十个最低有效位比特。
  • 如果大部分样本的音量也很大, 则只发送最左的十个比特(首十个最高有效位),最右的四个最低有效位将丢弃不作发送, 因为相信丢失这些信号导致的有损不会被听得到。
  • 音量在中间的样本, 则会发送最高有效位和最低有效位中间的十个比特。

录播

有丽音设备的录影机多数会把丽音的数字声道录在 VHS Hi-Fi 的轨迹上,原来的单声道则录在线性轨道上。

DVD录影机则有不同方法,有些声称能将多声道录入不同声轨,以选择 DVD 语言的相同方法选择;有些只限于硬盘或 DVD-VR 格式;有些则只能录入同一声轨左右声道,第三声道会丢失。

比较

  • A2 Stereo英语A2 Stereo:源于德国的类似系统
  • MTS英语Multichannel television sound:源于美国的类似系统
系统 模式 第一声道 第二声道 第三声道 备注
NICAM - (原有类比单声道) - -
立体声 左声道 右声道
多语 第二语言 第三语言
A2 Stereo - (原有类比单声道) - -
立体声 左右声道混合 (L+R)/2 右声道 -
多语 第一语言 第二语言 -
MTS - (原有类比单声道) L+R L-R 第二音频频道英语Second audio program 还有一条只供电视台内部使用的声道

注意:未有列出纯数据模式

参考资料

  1. ^ 香港政府新闻网. 终止模拟电视广播工作目标修订至二○二○年. 2014年12月9日. 

外部链接

  • 英国广播公司介绍(英文)

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