DVD-Audio技术概览

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云深绕梁有佳音－DVD-Audio技术概览

       DVD-Audio，DVD高密度音频光盘，是DVD家族中重要的一员。其规格是由DVD论坛音频工作组（DVD Forum Audio Working Group－简称WG-4）和国际指导委员会（International Steering Committee－简称ISC）所共同推动制订的。这一格式的制订的过程因牵扯各方利益，几经波折，经过长期的折冲讨论，才于1999年2月底确定，被称为“DVD-Audio Ver.1.0”。
       DVD-Audio规格的制定是用来取代早先可以预先录制好，储存容量只有650MB的CD-Audio的。
DVD Audio的最终技术方案为：采用线性脉冲调制码－LPCM（linear pulse code modulation）编码，量子比特数值（Quantization bit number）为16、20、24 bits，取样频率（ Sampling Rate）支持44.1、88.2、176.4、48、96、192 KHz，最高传输速率达9.6 Mbits/s，最多可达6个声道。
       进一步讲，DVD-Audio利用DVD大容量的特点，音频格式基本继承了CD的工作方式，主要通过提高取样频率和量化精度来增加信息量。取样频率按照不同的等级分为“48kHz／96kHz／192kHz”、“44.1kl1z／88.2kHz／176.4kHz”，量化精度可以是“16bit／20bit／24bit”，它们之间可以根据需要进行自由组合，这使得DVD-Audio的PCM性能比CD格式高得多。CD的标准格式是16bit量化精度、44.1kHz取样频率、只记录两声道音频数据，而DVD-Audio采用MLP方式的无损压缩，一方面大大缩小了音频数据占用的空间，另外又保证了声音质量没有受损。以24bit的量化精度为例，6声道记录时，取样率可以达到96kHz，2声道记录的取样率更可以高达192kHz。但处于取样频率为192kHz，量子精度为24bit的最高组合时，高频频率上限可以达到100kHz，理论上的动态范围达到144dB的惊人水平。虽然在具体应用时受制于各种条件，暂时不可能播放出如此高质量的声音，但从另一个侧面反映出DVD-Audio的巨大潜力。
        此外，由于DVD采用的载体存储能力非常强大，最普通的DVD-5容量也高达4.7GB，相当于普通CD容量的7倍多，如果采用单面双层的DVD-9更高达8.5GB。这么大的容量既可以用来记录高质量的声音，也可以用来录制超长时间的节目，还可以通过电视或电脑来看到文字介绍、歌词资料、照片集甚至安排同步的视频内容。因此，只要在创作方面动点脑筋，，不仅可以对影像等素材加上DVD-Audio实现多媒体，而且还可以充分发挥多声道的特征，加入声画结合的全新创意手法。在这方面，国内一些出版商已经推出了一系列风光音乐的DVD-Audio节目，在聆听优美的多声道民族音乐的同时，还可以同步观赏到三峡、桂林等风景胜地的风貌，绝对是一流的视听享受。其中《三峡》一碟的菜单，里面有12段音乐和视频画面，分别是瞿塘峡、峡中行、西陵惊涛、出峡、宁河奇景、山涧流水、神女峰、飞瀑直下、巫山云雨、悬棺、古栈道和登白帝城，可以有2声道24bit/192kHz和6声道24bit/96kHz两种音效选择。
      国内出版的最早的DVD-AUDIO：首张DVD-AUDIO/VEDIO混合碟《蝴蝶泉边》和李娜同名歌曲集，由广东合谷从音像出品。

                               
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国外部分DVD-AUDIO产品：

                               
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纳索斯（NOAXOX）出品的古典系列：

                               
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       为确保DVD-Audio规格能满足多样性和应用，例如：高品质音频（High Quality Audio）、多声道（multi-channel Audio）输出、导航控制（Navigation Capabilities）、友善的使用接口、可以播放DVD-Video（向下兼容能力）。规格制定者并没有把DVD-Audio的特性限定某一组﹔依据不同的应用而有相对应的组合：WG-4因应Audio Disc的内容而有5种对应的播放机来播放。
      纯音频型（Simple Audio-Only）、高精度音频型（Smart Audio-Only）、音视兼容型（Audio-with-Video）、通用型（Universal）、DVD-Video（只播放Audio 光盘中的视频数据）。

                               
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        DVD-Audio采用了许多DVD-Video规格上的技术，如增加与使用者的互动性与静态图形浏览播放（still graphic slide show）、支持更高的Audio音质精确度与更具弹性的多声道播放（multi-channel playback）。Audio内容的多样性（纯音频〔pure Audio〕、包含Video的DVD-Audio、加导航〔Navigation〕可与使用者互动的Audio、可以作幻灯片显示〔slide show〕的Audio)，使得不同的DVD-Audio 光盘内容可以给不同的Audio播放机播放。

图表为Disc的内容和其可以播放的Player Type：

                               
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        DVD-Audio规格的主要内容当然是Audio，不像DVD-Video规格赋予线性PCM和压缩过的Dolby AC3相同权重﹔DVD-Audio规格为提高品质和精确度（fidelity），只着重在PCM。PCM 数据存在两种型式：线性PCM和Packed PCM（使用Meridian Lossless Packing技术，简称MLP)，所有Audio播放机需支持此两种规格，当video输出时，播放机也需支持AC3。DVD-Audio 光盘最多可存放2个Audio流，第1个音频流需为PCM（立体声或多声道），若第2个存在，则可为其它的Audio规格（如DTS规格）。

                               
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        使用PCM技术，Audio流的解析度（即对应于输入讯号的精确度）可藉由提高取样频率（sample-rate）和增加取样点的位长度（word-length）来加以改善，使用较少的word-length和较低的取样频率如下图。

                               
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而增加取样点的位长度和取样频率来提升Audio解析力如下图。

                               
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       DVD-Audio规格支持2种不同的取样频率：44.1KHz和48KHz，当然Audio 光盘的大小是固定的，支持的取样频率愈大可以提供的声道数就会越少。

                               
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       DVD-Audio光盘包含一特殊的Audio区（Audio_TS目录）和Video 区（选项，Video_TS目录），亦可存放非DVD 数据，其光盘逻辑结构如图所示，排列方式需依此顺序：文件系统、Audio区、Video 区（若存在）、非DVD 区（若存在）。

        相对于DVD-Video的VMG（Content manager－内容管理器），DVD-Audio则依不同的类型，简单型SAMG（Simple Audio Manager－简单音频管理器）被纯音频播放器（Audio-Only Player）采用﹔复杂型AMG（Audio Manager－音频管理器）被兼容音频的视频（Audio-with Video）和通用型（Universal）播放器采用。而对应于DVD-Video的VTS、VTT、和VOBS，DVD-Audio则有ATS、ATT、和AOBS，下图为DVD-Audio 区的数据结构。


       DVD-Audio 播放机读取AMG（纯音频播放器〔Audio-Only Player〕除外)，同时利用这些信息将可播放素材组织成阶层结构而非只有简单的线性播放，它存在5种不同级别的数据结构：集（Album）、组（Group）、标题（Title）、轨道（Track）和索引（Index），分述如下：
Audio盘片的每一面包含一个集（Album），每个集包括最多9个组（Groups），每个组包括若干个特定播放顺序的标题（Titles），而每个标题可以包含最多99个轨道（tracks），每个组最多不能超过99个轨道，而轨道则可视为一个音频节目（audio program－即一首歌曲），一首歌（Audio轨或Cell）可以有许多参考点（reference point），谓之索引（index），Audio轨最多可有99个参考点。

                               
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       如何创作DVD-Audio节目?

       DVD-Audio节目的创作流程可以分为以下几步：节目架构规划（Project Planning）& 播放数据占有bits数估算（Bit Budget）、整合所有素材（Authoring－编著）、预览（Proofing﹔Preview）、规格化成镜像文件（Image）、输出结果并测试OK或 NG！

                               
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        DVD-Audio编著所作的工作与Video的编著十分类似，完全版（使用完整特性〔full-featured〕的DVD-Audio节目除了高品质的音频外，还包括视觉性的组件（图形、菜单和视频）用来加强用户的交互性。

                               
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