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暢想音視頻新技術(shù)對現(xiàn)代生活的影響
數(shù)字信號處理器(DSP)
數(shù)字信號處理器已經(jīng)發(fā)展成為功能強(qiáng)大、具有成本效益的音頻處理工具，極大地增強(qiáng)了消費(fèi)者的音頻產(chǎn)品的功能。將來的DSP的能力容許甚至更多的通道并采用更強(qiáng)計(jì)算能力的音頻處理算法，與麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器陣列組合后，這些日益增強(qiáng)的算法就能夠與收聽環(huán)境自動(dòng)匹配或改變其聲學(xué)特性。
聲學(xué)特性差的大房子將被制成聲效宏大的影院，小居室將被設(shè)計(jì)裝點(diǎn)成了隱密的家庭影院，舒適而無失真的音效還不會(huì)讓你的鄰居受到騷擾?；蛟S，你還可以獨(dú)自用耳機(jī)收聽并享受與宏大家庭影院一樣的體驗(yàn)。只要選擇音響環(huán)境和揚(yáng)聲器或耳機(jī)，DSP算法就會(huì)相應(yīng)地調(diào)節(jié)播放的聲效。對于商業(yè)應(yīng)用，該系統(tǒng)將根據(jù)房間大小的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)聲效(如采用可移動(dòng)分割器)。
將來，DSP容許自動(dòng)調(diào)節(jié)背景噪聲、回聲、反饋和物理揚(yáng)聲器/換能器的不規(guī)則性?？勺兟暛h(huán)境將增強(qiáng)計(jì)算機(jī)游戲、音樂系統(tǒng)和視頻娛樂系統(tǒng)的體驗(yàn)。利用強(qiáng)大的DSP技術(shù)，用一個(gè)平板多揚(yáng)聲器陣列就可以取代傳統(tǒng)的前、后和重低音揚(yáng)聲器，去除了幾個(gè)音箱和大多數(shù)電纜。
音頻編碼和解碼
MP3格式可能是最流行的數(shù)字音頻編碼和播放格式，其它音頻編碼器(MP3Pro、AAC、ePAC、AC-3、Ogg-Vorbis和WMA)采用類似的感知子帶技術(shù)(perceptual sub-band technology)。與MP3相比，這些編碼器不同程度地改善了數(shù)據(jù)壓縮率和聲音品質(zhì)，但是，需要更快處理器和更復(fù)雜的編碼技術(shù)。
在許多編碼器中，現(xiàn)在常見的文件大小壓縮率就是用于CD和FM收音機(jī)品質(zhì)的的12:1到24:1。用戶將這些編碼器/解碼器的品質(zhì)與音樂CD的品質(zhì)比較。感覺編碼器制造商將“聽眾無法辨別與CD聲音的差異”定義為“CD品質(zhì)”。
結(jié)構(gòu)化音頻(SA, Structured Audio)本質(zhì)上就是MIDI與壓縮數(shù)字音頻及采用結(jié)構(gòu)音頻記分語言(SASL)指令的組合。SA弦樂綜合引擎可以被用于播放大多數(shù)--如果不是全部的話--樂器聲。語音內(nèi)容被獨(dú)立地壓縮，然后經(jīng)綜合與合成弦樂一起播放出來以實(shí)現(xiàn)歌曲的播放。
因?yàn)榇蠖鄶?shù)音頻數(shù)據(jù)都是合成的(對SA弦樂的指令與對MIDI文件的指令類似)，SA文件大小和壓縮率大概為100：1。因?yàn)楦枨俅闻c播放設(shè)備混音，設(shè)備也可以選擇一種用于收聽環(huán)境的優(yōu)化混音方式，如用于家庭的5.1杜比數(shù)字或DTS、用于私人收聽的耳機(jī)混音或用于汽車的四通道混音。
新的杜比編碼器、Dolby Digital Plus和MLP Lossless提供了增強(qiáng)的性能，可以被用于消費(fèi)音頻、汽車、PC和游戲市場。
Dolby Digital Plus具有非常有效的廣播數(shù)據(jù)率(對于5.1通道音頻< 320kbps)，可以承載8個(gè)以上的多通道音頻節(jié)目頻道，它還在單一編碼位流中支持在現(xiàn)有杜比系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)多語言播放。
Dolby MLP Lossless是多通道和立體聲DVD的核心技術(shù)。MLP Lossless最多能將6個(gè)通道96kHz/24位音頻或兩個(gè)通道192 kHz/24位音頻編碼到一張DVD音頻光碟上，播放效果與演播室一樣。
數(shù)字內(nèi)容存儲和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
通過在你的MP3播放機(jī)上放置喜愛的歌曲，存儲數(shù)字內(nèi)容(如個(gè)人視頻刻錄機(jī)和MP3播放機(jī))將讓你制成自己的非商業(yè)性“廣播站”。
越來越多的數(shù)字內(nèi)容經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳遞給需要的用戶，并且所提交的數(shù)字音頻/視頻流的性能與現(xiàn)有廣播媒體一樣。
區(qū)分IP包的優(yōu)先次序有助于消除惱人的節(jié)目干擾，數(shù)據(jù)包可以被發(fā)送到多臺計(jì)算機(jī)以減少每一數(shù)據(jù)流的網(wǎng)絡(luò)流的數(shù)量并供給更多的用戶。
經(jīng)改善的數(shù)字內(nèi)容編碼算法，與網(wǎng)絡(luò)的新型用戶模型一起，為消費(fèi)者實(shí)現(xiàn)廣播和CD/DVD出租提供了新的內(nèi)容傳輸手段。隨著合法的數(shù)字音樂下載服務(wù)的普及，電視節(jié)目、音頻書、記錄片和電影也將采取用戶買得起的每次下載付費(fèi)模式。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)像魚網(wǎng)一樣覆蓋一個(gè)區(qū)域，每一個(gè)節(jié)就代表一個(gè)向中心往返傳遞數(shù)據(jù)的WiFi節(jié)點(diǎn)。對于小城鎮(zhèn)、田園社區(qū)、工業(yè)園和教育園或車間，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是理想的組網(wǎng)方式，它具有魯棒性，容許數(shù)據(jù)包沿著小山、建筑或稠密的植被等不同路徑傳播。
具有標(biāo)準(zhǔn)CD/DVD性能的汽車娛樂系統(tǒng)將具備IP網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)連接，汽車在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)區(qū)域行駛時(shí)，可以獲得連續(xù)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入，從而讓司乘人員觀看實(shí)時(shí)或存儲的網(wǎng)絡(luò)廣播和流媒體娛樂節(jié)目。
在社群內(nèi)部，基本IP網(wǎng)絡(luò)接入將是免費(fèi)的。IP服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)公司發(fā)現(xiàn)，從商業(yè)模式上看，分布廣泛的接入比單個(gè)訂戶的付費(fèi)接入更有利可圖。
將來，多功能的個(gè)人WiFi設(shè)備可能有助于你在不熟悉的區(qū)域獲得服務(wù)，這些功能可能會(huì)在進(jìn)入一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)時(shí)被激活，例如，便攜式、語音提示GPS將把你帶到想去的地方。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)還可以告知你的位置而不必借助于全功能GPS系統(tǒng)。
無線技術(shù)——藍(lán)牙、ZigBee、RFID
無線技術(shù)--包括藍(lán)牙、ZigBee、RFID短距離射頻和超短距離磁感應(yīng)--將對未來的音頻產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大影響。所有這些技術(shù)將使消費(fèi)者擁有高度便攜的個(gè)人信息娛樂平臺。
稱為通用媒體控制規(guī)范(Generic Media Control Profile,GMCP)的開放式標(biāo)準(zhǔn)容許流媒體內(nèi)容經(jīng)由藍(lán)牙傳輸，最初GMCP將應(yīng)用在車載娛樂系統(tǒng)，但是，可能被方便地?cái)U(kuò)展到其它應(yīng)用，如博物館游覽講解(walking tour)。
磁感應(yīng)設(shè)備容許用戶不用手接聽蜂窩電話，磁場弱小，局限在車內(nèi)私人空間之中。這些場合基于藍(lán)牙或ZigBee的方案不一定管用。
當(dāng)駕駛員起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候，內(nèi)建在蜂窩電話內(nèi)部的RFID可以觸發(fā)車內(nèi)安裝的免提裝置。當(dāng)引擎關(guān)閉的時(shí)候，蜂窩電話恢復(fù)常態(tài)。
車內(nèi)安裝的免提裝置采用麥克風(fēng)陣列自動(dòng)聚焦到揚(yáng)聲器上，減少了包括風(fēng)聲、振動(dòng)聲和娛樂聲在內(nèi)的背景聲，從而大幅度提高呼叫的清晰度和(對方來電)語音的可理解性。
具有無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的建筑可以安裝IP麥克風(fēng)陣列，以提供具有識別聲音并查明其位置能力的聲音安全系統(tǒng)。如果建筑在地震或其它災(zāi)害中倒塌，它還可以幫助救助人員定位被掩埋和受傷的居民。無線IP揚(yáng)聲器將容許創(chuàng)建智能公眾尋址或緊急通知系統(tǒng)。
在醫(yī)院及建筑中，相同的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)將讓醫(yī)生和安全人員攜帶一塊短距離RF翻領(lǐng)徽章(lapel badge)，用它可以跟中央調(diào)度室進(jìn)行簡單的語音激勵(lì)的雙向通信并提供自動(dòng)定位信息。在整個(gè)建筑內(nèi)，可以用IP揚(yáng)聲器或特定徽章攜帶者的IP地址實(shí)現(xiàn)基本的消息傳遞(basic paging)。
在具有無線互聯(lián)網(wǎng)接入點(diǎn)的家庭，也可以采用類似技術(shù)為年邁者或意外醫(yī)療急救的弱者呼叫幫助。采用小型化封裝，還可以把這種能力內(nèi)建于基本上所有個(gè)人的珠寶用品之中以防丟失。
在公眾無線接入?yún)^(qū)域，在你的安全翻領(lǐng)徽章上扣擊一下，就能讓警察和其他應(yīng)急服務(wù)人員找到你并與你對話。如果你有醫(yī)療識別信息，該翻領(lǐng)徽章還可以發(fā)送那些信息。安全版要借助于用戶語音識別模式才能工作。
當(dāng)人們不在鏈路上發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，通過收集網(wǎng)絡(luò)周圍環(huán)境的RF能量，個(gè)人設(shè)備的電池壽命就可以延長，或?qū)﹄姵鼐徛潆姟?
消費(fèi)音頻市場的變革
在大多數(shù)人心目中，高品質(zhì)音響就是CD品質(zhì)的同義詞。將來，對音響品質(zhì)和更高的數(shù)字采樣率的需求將持續(xù)穩(wěn)定增長，因而也對原材料中的位分辨率、DA轉(zhuǎn)換器或其它轉(zhuǎn)換方法提出了要求(例如D類放大器)，以便還原耳朵能夠聽到的高品質(zhì)模擬信號。耳朵不能聽數(shù)字位信號。
不依賴于商業(yè)媒體提供商，消費(fèi)者將能夠方便地創(chuàng)建獨(dú)特的個(gè)人音樂娛樂(新歌曲、業(yè)余音樂、Podcast和音樂博客)。商業(yè)媒體的影響將減弱而基于商業(yè)的節(jié)目將更難以出售給消費(fèi)者。
新型的音響產(chǎn)品將出現(xiàn)并接入有線和無線網(wǎng)絡(luò)，這些設(shè)備的顯示屏幕也將充當(dāng)非常小的視頻郵件、電話和會(huì)議電視設(shè)備的音響揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)。
在多通道視聽娛樂系統(tǒng)上的揚(yáng)聲器陣列將讓家庭中的電纜銷聲匿跡。在采用揚(yáng)聲器陣列的分屏電視中，房間左邊的人將聽到左邊屏幕發(fā)出的聲音，而房間右邊的人將聽到右邊屏幕發(fā)出的聲音。
數(shù)字HDTV將與家庭視頻會(huì)議及遠(yuǎn)程呈現(xiàn)放映功能(tele-presence features)結(jié)合在一起，通過采用波前麥克風(fēng)及揚(yáng)聲器陣列，可以為房間中的一個(gè)或一個(gè)以上的人提供卓越的語音清晰度。
在改善語音可理解性和屏蔽背景噪聲方面，具有兩到八個(gè)或更多麥克風(fēng)的陣列將在蜂窩電話、個(gè)人電腦到家庭視聽系統(tǒng)等產(chǎn)品中獲得廣泛應(yīng)用。
揚(yáng)聲器陣列將被用于創(chuàng)建小范圍內(nèi)的高度本地化的“聲場”，如廣告亭、博物館顯示、表演和廣告業(yè)。它們還可被用于創(chuàng)建“靜音場”以減少本地噪聲。
語音激勵(lì)的生物識別ID系統(tǒng)將被用于個(gè)人安全、醫(yī)療應(yīng)用、家庭門禁、汽車、辦公室和電子商務(wù)安全。電視、計(jì)算機(jī)、燈光和其它電器都將由語音指令來控制。語音到文本及文本到語音的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將日益普及。
通過利用獨(dú)立的無線耳機(jī)或雙向藍(lán)牙鏈路，每一個(gè)乘客可以定制汽車娛樂和信息系統(tǒng)，使自己擁有與其它乘客不同的媒體內(nèi)容選擇。
移動(dòng)和家庭系統(tǒng)也將與媒體供應(yīng)商互動(dòng)。如果你要聽廣告，你可以立即對音響設(shè)備說“買歌曲”或“更多信息”，等效于點(diǎn)擊互聯(lián)網(wǎng)的URL鏈接，然后，你就可以用語音指令完成購買交易。
在新的語音環(huán)境，廣告將更為簡短，會(huì)向消費(fèi)者發(fā)出更多的問題。“產(chǎn)品XYZ對你來說完美無缺，您愿意了解更多信息嗎？”廣告結(jié)尾將檢測收音機(jī)或視頻設(shè)備上的語音響應(yīng)或按鍵，總的廣告時(shí)間少于5秒。
不幸的是，將來你會(huì)遇到更多的廣告，因?yàn)閮?nèi)容提供商將向視聽節(jié)目中編入更多的產(chǎn)品促銷信息。
在汽車中，通過網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上的無線節(jié)點(diǎn)或路邊低功率RF天線，交通狀況、學(xué)校和安全速度區(qū)、路況和突發(fā)情況等信息將發(fā)送到車上并由語音提示給你。雙向通信容許乘車者快速報(bào)告事故或其它緊急情況，位置信息同時(shí)被自動(dòng)報(bào)出。然而，跟蹤乘車者的運(yùn)動(dòng)位置會(huì)引起侵犯個(gè)人隱私的擔(dān)憂，因而可能會(huì)遭到限制。
在這個(gè)充滿挑戰(zhàn)的音響世界中，孰強(qiáng)孰弱？先進(jìn)的技術(shù)僅僅是答案的一部分，真正的王者將是既掌握技術(shù)又了解社會(huì)/經(jīng)濟(jì)需要的企業(yè)，其中涉及使用便利性、隱私和難以捉摸的“酷”因子。
作者簡介：Kenneth Boyce，是美國國家半導(dǎo)體公司音響產(chǎn)品組的在職戰(zhàn)略技術(shù)專家，加入國半之前，他是Oak Technology公司音響和通信部的總監(jiān)，他擁有West Virginia 大學(xué)的科學(xué)學(xué)士學(xué)位。
