Форматы матричной стереофонии. Особенности кодирования и синхронизации звукового потока

– ма­т­рич­ные сте­рео­фо­ни­че­с­кие си­с­те­мы – прин­цип ра­бо­ты та­ких си­с­тем за­клю­ча­ет­ся в сле­ду­ю­щем (см. рис. 2): из мно­же­ст­ва сиг­на­лов, за­пи­сан­ных на пер­вич­ном кон­це, фор­ми­ру­ет­ся на вы­хо­де мик­шер­но­го пуль­та оп­ре­де­лен­ное ко­ли­че­ст­во ка­на­лов N2, ко­то­рые ко­ди­ру­ют­ся по оп­ре­де­лен­но­му за­ко­ну с по­мо­щью спе­ци­аль­но­го ко­де­ра (ПКУ) в два ка­на­ла, пе­ре­да­ют­ся по двум ка­на­лам и за­тем де­ко­ди­ру­ют­ся на при­ем­ном кон­це по оп­ре­де­лен­но­му ал­го­рит­му с по­мо­щью де­ко­де­ра (ДКУ) в оп­ре­де­лен­ное ко­ли­че­ст­во ка­на­лов, на­при­мер, в шесть (си­с­те­ма 5. 1) или во­семь (7. 1) и т.д. Ве­ду­щая роль в раз­ра­бот­ке та­ких си­с­тем при­над­ле­жит ла­бо­ра­то­рии Дол­би (США). В Рос­сии так­же бы­ли раз­ра­бо­та­ны зву­ко­вые си­с­те­мы та­ко­го ти­па: «Су­пер­фон-35» и «АВС-сте­рео». Сре­ди на­и­бо­лее ис­поль­зу­е­мых ма­т­рич­ных сте­рео­фо­ни­че­с­ких си­с­тем мож­но вы­де­лить сле­ду­ю­щие.

и­с­те­ма Dolby-Surround. В ней ис­поль­зу­ет­ся ма­т­рич­ный ко­дер, ко­то­рый по оп­ре­де­лен­но­му ал­го­рит­му ко­ди­ру­ет ана­ло­го­вый че­ты­рех­ка­наль­ный звук в два ка­на­ла пе­ре­да­чи. Ко­ди­ро­ван­ный про­грамм­ный ма­те­ри­ал пол­но­стью сов­ме­с­тим с обыч­ны­ми сте­рео- и мо­но­си­с­те­ма­ми зву­ко­пе­ре­да­чи и зву­ко­вос­про­из­ве­де­ния.
Си­с­те­ма Dolby Pro-Logic. Это сле­ду­ю­щий этап усо­вер­шен­ст­во­ва­ния про­ст­ран­ст­вен­ных си­с­тем. В ней ис­поль­зу­ет­ся бо­лее усо­вер­шен­ст­во­ван­ная мо­дель ак­тив­но­го адап­тив­но­го де­ко­де­ра дву­мя уси­ли­те­ля­ми, в ко­то­ром обес­пе­чи­ва­ет­ся фор­ми­ро­ва­ние ре­аль­но­го сиг­на­ла для цен­т­раль­но­го ка­на­ла, пе­ре­рас­пре­де­ле­ние мощ­но­с­ти вы­ход­ных сиг­на­лов с це­лью точ­ной пе­ре­да­чи до­ми­ни­ру­ю­ще­го на­прав­ле­ния и т.д. Все эти си­с­те­мы ра­бо­та­ют с ана­ло­го­вы­ми сиг­на­ла­ми.
Си­с­те­ма Dolby-Digital. Это ци­ф­ро­вая си­с­те­ма, ис­поль­зу­ю­щая тех­но­ло­гию АС-3 для сжа­тия ци­ф­ро­во­го по­то­ка. Си­с­те­ма поз­во­ля­ет в еди­ном ци­ф­ро­вом по­то­ке пе­ре­да­вать ин­фор­ма­цию для ше­с­ти ка­на­лов вос­про­из­ве­де­ния: ле­во­го (L), пра­во­го (R), цен­т­раль­но­го (C), двух ты­ло­вых (сте­рео LS, RS) и од­но­го низ­ко­ча­с­тот­но­го (LFE). Стан­дар­ти­зо­ван­ный ва­ри­ант рас­ста­нов­ки гром­ко­го­во­ри­те­лей по­ка­зан на рис. 3. Си­с­те­ма осу­ще­ств­ля­ет пе­ре­да­чу сиг­на­лов с ди­а­па­зо­ном ча­с­тот 20-20000 Гц (для низ­ко­ча­с­тот­но­го бло­ка 20-120 Гц), с ча­с­то­той дис­кре­ти­за­ции 48 кГц и раз­ряд­но­с­тью 18 бит, с ис­поль­зо­ва­ни­ем но­вых ал­го­рит­мов пер­цеп­ту­аль­но­го ко­ди­ро­ва­ния для сжа­тия сиг­на­лов (без по­те­ри ка­че­ст­ва) и бо­лее эф­фек­тив­но­го шу­мо­по­дав­ле­ния.

Дан­ный фор­мат до­ста­точ­но уни­вер­са­лен и ис­поль­зу­ет­ся в те­ле­ви­де­нии, ки­но, ра­дио­ве­ща­нии, до­маш­них ау­дио-ви­део ком­плек­сах и си­с­те­мах муль­ти­ме­диа.
В по­след­ние го­ды для про­фес­си­о­наль­но­го при­ме­не­ния бы­ла раз­ра­бо­та­на рас­ши­рен­ная си­с­те­ма Dolby Digital EX, где пре­ду­с­мо­т­ре­на раз­дель­ная пе­ре­да­ча ин­фор­ма­ции для се­ми ка­на­лов (трех фрон­таль­ных и трех ты­ло­вых). Кро­ме это­го, про­дол­жа­ют раз­ви­вать­ся и дру­гие фор­ма­ты пе­ре­да­чи про­ст­ран­ст­вен­но­го зву­ка для про­фес­си­о­наль­ных и бы­то­вых си­с­тем – DTS, SDDS и др.
Даль­ней­шее раз­ви­тие этих си­с­тем упи­ра­ет­ся в про­бле­му на­ра­щи­ва­ния чис­ла ка­на­лов для бо­лее точ­ной пе­ре­да­чи про­ст­ран­ст­вен­ной ин­фор­ма­ции (в иде­а­ле чис­ло та­ких ка­на­лов долж­но быть бес­ко­неч­но ве­ли­ко, по­сколь­ку от­ра­жен­ные сиг­на­лы, фор­ми­ру­ю­щие у слу­ша­те­ля ощу­ще­ние про­ст­ран­ст­вен­но­го зву­ка, при­хо­дят из раз­лич­ных на­прав­ле­ний про­ст­ран­ст­ва). Ис­сле­до­ва­ния Бла­у­ер­та по­ка­за­ли, что чис­ло та­ких ка­на­лов мо­жет не пре­вы­шать 15, т.к. даль­ней­шее их уве­ли­че­ние не при­во­дит к су­ще­ст­вен­но­му улуч­ше­нию про­ст­ран­ст­вен­но­го вос­при­я­тия.