Dolby TrueHD 、DTS-HD Master Audio和LPCM比較解析

cabin

轉貼自思路
原文網址:
http://www.siluhd.com/thread-283821-1-1.html

自拿到松下的BD30播放機之後，已經可直接輸出Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio的數碼流(bit stream)訊號至高清影音擴音機解碼，可以真正欣賞到Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio的威力。之前，由於高清播放機未能輸出Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio的數碼流訊號，大家最常聽的，可能是另一種高清音效--多聲道Uncompressed PCM，大部份早期面世的藍光碟及HD DVD碟設有多聲道PCM輸出功能。

PCM的吸引力來自訊號本身沒有經過任何壓縮處理，實際上比DVD所用的AC3及DTS更接近原音，再者，到了藍光的年代，PCM已擴展到5.1及7.1聲道，我所接觸過的朋友們都無一不贊多聲道PCM的效果傳神及低頻有力，甚至有些朋友更說，有了PCM便足夠，何需理會什麼Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio呢？事宣上，你又會否覺得有了多聲道PCM，就沒有必要理會其他的無損失性HD壓縮音效嗎？如果情況真是這麼簡單，杜比和DTS又何需為Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio等新音效花這麼多研發功夫呢？再者，為何藍光及HD DVD的規格要加入它們呢？

首先從技術層面去比較一下。數碼音效的基本是以Sampling即bit rate及kHz來造出不同的解析度，bit rate越大，kHz越高，音質就更好及精細；然後再分有壓縮和無壓縮，最後就是有損失性和無損失性的壓縮。如果以同bit及kHz的音效播放，無壓縮的PCM會比同解析度的無損性壓縮好，而無損失性的壓縮音效又會比有損失性壓縮音效為佳。

我們來看看CD唱片碼流是如何獲得的
例如，對於一張CD唱片而言，通常是16bit量化，44.1KHZ取樣率
那麼一般CD唱片的碼流是16*44.1*2=1411Kbps(因為一般CD是兩聲道錄音)
那麼一般在DVD階段，都採用是的48KHZ取樣率
那麼一條兩聲道PCM音軌的碼流是16*48*2=1536KBPS
而多聲道PCM，比如很多sony 發行的藍光DVD帶5.1的PCM格式，它們的碼流就是16*48*6=4.6Mbps
這些都可以通過實踐來驗證，再比如96KHZ取樣，24bit量話，如果是5.1聲道的，那碼流就是96*24*6=13.8M( chris botti LIVE克裡斯波提演奏會的blu-ray就有這麼條音軌)

我們再來看看通常的DD5.1，它的48KHZ/16BIT的音軌一般是448KBPS的碼流，也就是說相對於5.1聲道的LPCM，壓縮了10倍左右。DTS5.1的話，如果是768KBPS的話，基本就是壓縮到原來的1/6，如果是1536的話，就是壓縮到原來的1/3。

好，接下來我們來看 Dolby TueHD5.1和DTS-HD Master Audio 5.1，DTS-HD Master Audio和Dolby TueHD和LPCM首先不同的是前兩者是動態碼率，後者是靜態的，也就是當需要大信息量的時候，碼流會變高，反之則下降。

現在市面上流行的帶DTS-HD Master Audio的電影碟基本碼流都在3.8-5.3之間波動，在我手上的藍光碟中，有28天后，28周後，後天，天國王朝，蒼蠅等片都是屬於這個碼流的範疇，我們假設它的碼流在4.6左右，那麼它的壓縮量其實相當於LPCM

當然也有小於這個值的，比如虎膽龍威第一和第二集，DTS-HD Master Audio的碼流在1.9-3.9之間，那這個壓縮量顯然要比前者大。這我們也可以理解為DVD年代的1536DTS和768DTS的概念。

當然也有一些特別大的，比如蔡琴的演唱會，還有DTS-HD DEMO中的音樂演示片段最後一段，碼流都要在8，9，甚至10M以上，當然它們都是以96/24來取樣的。但有一點可以明確的，就是在藍光年代裡，音訊碼流不在是靜態的了，而且比原來要複雜一些，比如同樣的是96/24來取樣DTS-HD Master Audio也會有不同的碼流高低，這視其壓縮的不同。

至於Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio哪個更好一些，有相關的影碟製作人員透露，以同一段影片來製作了一張用作測試的Blu-ray碟來比較各式音效的效果。這張測試碟內有以16bit/48kHz音源的PCM 5.1聲軌，有Dolby TrueHD 5.1聲軌、有DTS-HD Master Audio聲軌，亦有Dolby Digital及DTS聲軌，前者三種格式為HD規格的音效，後兩種為DVD規格的音效。從播放出來的結果，PCM有最接近音源的效果，Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio有80%-98%近似原有的音源，而Dolby Digital及DTS與音源的近似程度約55%-70%。接下來，我找來一段24bif/192kHz的片段來測試，PCM依然最好，Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio的近似比率沒變，但另外兩種DVD格式的音效的近似比率就下降了多10%左右。

明顯地，DVD年代的有損失性壓縮，未能與HD時代的要求共同進退，而新的無損性壓縮音效的改善明顯，更可能在HD年代生存下去。到這刻，你可能問我那不是PCM就是HD年代的真理嗎？我會答你，不是真理，只是「蘿想中的真理」才對。在實際應用上，大部份的數碼制式都有一個不變的限制，就是transfer rate，在Blu-ray格式及HD DVD格式的規格標準中，transfer rate分別是50Mb/sec及36.55Mb/sec，這正是碟機能讀取碟片的速度，這個固定頻寬會同時被該碟內的影音訊號、各式音效訊號及字幕訊號所攤分，因為用家可在關看時隨意轉換音效及字幕而不會出現不同步的現象，因此實際讀碟時，是每秒把所有資料讀取，而不是因應用家的選擇來讀取。用家選擇的音效和字幕，只是命令碟機作個別的解碼而矣！

有了這個概念後，先假設碟片的容量如果是無限大，要顧及的只有transfer rate，16bit/48kHz的PCM 5.1的頻寬是大約4.6Mb/sec，而24bit/96kHz就是13.8Mb/sec，製作一張Blu-ray為例，就只剩下約36.2Mb/sec的頻寬，再扣除了其他的語言、音效、字幕等訊號後，剩下來供影像訊號應用的頻寬便更少，如果是7.1環繞聲，那剩下的頻寬便會再下降。不要忘記我們是假設碟片的容量是無限大，但礙於transfer rate有限，唯有消減影像訊號的bit rate去遷就有限的頻寬，最後的結果是畫質下降。看來，有高還原度的無損失性壓縮音效是能將影音質素平衡化的關鍵音效，不遇頻寬有限，只有在影/音質素中作取捨；試問在HD年代裡，音效多好，始終都不及畫質好重要，那多聱道PCM就未必是HD年代的終極方向。

hhp

想請問一下假設有24bit/96kHz就是13.8Mb/sec的DTS-HD/TRUE HD 音軌其壓縮率為1/3，則其實際佔I/O的頻寬僅有4.6Mb/S，相比於PCM音軌來講在相同的頻寬內可得到更高的資料量。以我的理解，計算transfer rate時應該是以4.6Mb/s而不是以13.8Mb/s來考量。

kenchen1226

看完了 cabin 兄的大作
那就表示
1: LCPM 還是比 Dloby true HD ,DTS-HD MA 還要好
2: transfer rate 的限制, Dloby true HD ,DTS-HD    MA 是用來達到降低一點點音質,換取更好的畫質 的取捨

是這樣嗎?
以上兩點的想法沒錯吧?

dexit

我算是AV的超級新手，
但是我在看蔡琴的演唱會BD時，
發現用DTS-HD master的感覺比uncompressed PCM來的好耶？！
是錯覺嗎？

Amp Yamaha V663
Focal 816 series
Input: Panasonic DMR-BR500

possum

>> 從播放出來的結果，PCM有最接近音源的效果，Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio有80%-98%近似原有的音源，而Dolby Digital及DTS與音源的近似程度約55%-70%。

  這段讓我很 confuse.
如果音源已經是用數位的方式錄製,資料本身就已經是 PCM,
所以 uncompressed PCM 已經算是原始資料了.
Dolby TrueHD 還有 DTS-HD 如果壓縮的資料來源用的是
  同樣的 uncompressed PCM 資料,而且都是無失真壓縮的話,
  不管在 PC 或者擴大機端還原成原來的聲音,
  不就跟原始的 uncompressed PCM 一樣嗎 ?
  就像我們現在用在 audio CD 的 APE 或者 FLAC,也是非失真壓縮,
  壓縮率大概可以達到 50%. 所以利用 APE 或  FLAC,
  可以節省空間(頻寬),又不損失音質.
  這不就是 TrueHD 還有 DTS-HD 相同的價值所在嗎 ?
  所以我不懂為什麼說 TrueHD 還有 DTS-HD 有 80%-98%
  接近原來音源 ? 如果都是用非失真的方式壓縮,
  不是應該 TrueHD, DTS-HD 還有 LPCM 的效果都一樣,
  只是差在資料量不同而已嗎 ?
  當然如果用來壓縮的原始資料來源不同,造成的效果不同,
  這就是原始資料好壞的問題了.

lefoer

为什么SONY开发出50GB的BD光盘,就是为了容纳uncompressed PCM.
实际上,uncompressed PCM是最真实\最平衡的声音,其他格式都是处理过的,以便适应人耳的听觉曲线.这大概也是一些人认为Dolby TrueHD或DTS-HD Master Audio好过uncompressed PCM的缘故.

thc888

之前我欣賞DVD都是採用數位同軸或光纖，透過劇院擴大機處理DD及DTS解碼，
從未想到要使用LPCM的音頻，
或許在BD普及後，可以藉由多聲道的LPCM音頻欣賞到原汁原味的音效，
而LPCM只能調整聲音大小，並沒有辦法再依照觀賞空間去細調各聲道的參數，
雖然LPCM的音頻沒有經過壓縮，但是就現實使用狀況來說，仍然還是有不足之處，
入手BD Play約2個月，手上BD片約10幾片，
但我還是習慣使用解碼DD-True及DTS-HD來欣賞影片

codybank

結果Dolby TrueHD 、DTS-HD Master Audio和LPCM
到底哪個好?

luther0911

個人感覺
最好的音質應該是完整的LPCM吧!
除非影片夠短或者分2塊BD收入!
能最接近路音室等級!

當然更擴大機的解碼功力有差!
有些機子無法完全對應就算對應也不是完全適應LPCM所設計!
廠商不可能設計出只能對應LPCM音軌的擴大器吧!
環繞擴大器講究多元音軌!

但發燒音響裡最講究的還是 單純與純淨!
有點衝突!

bigwe

好精闢的文章~讓我受益良多~

raiechun

這個中國人的文章充塞了一堆錯誤資訊，
有幾個重點最好要知道，
同樣的來源做成LPCM音訊與做成無失真音訊後兩者播放出的內容是一樣的，
因為無失真音訊編碼目的是壓縮數位音訊資料而且不改變任何內容，
所以兩者播放出來有差異代表來源不同、或是播放器使用了不同的濾鏡、或是播放時訊號到終端設備的傳輸方式不一樣　
然後　
無失真音訊的位元率與內容中的資訊量成正比，
某段時間的資訊量低，意味著某段時間是安靜的、單純的、單調的、來源用了除噪濾鏡，
某段時間的資訊量高，意味著某段時間是吵鬧的、複雜的、混合的、充滿背景噪音，
所以無失真音訊的位元率高低和傳真度無關係而且是變動的　
然後　
LPCM適合的應用是影音後製環境而非消費性產品，
藍光光碟規格中規定了視訊軌加上音訊軌的最大位元率是48mbps，若超過則不保證播放器能正常播放，
所以高規格的音訊如7.1ch 96kHz 24bit或5.1ch 192kHz 24bit做成LPCM又考量到多國語言、多重視角、影片長度、片商使用雙層片的意願等等因素的話可能要降低視訊軌位元率，但是做成Dolby TrueHD或DTS-HD MA的話只要LPCM的一半大小就可以達到母帶同等品質，
影音後製時需使用多家通用而且能快速運算的格式，LPCM因為無須解碼又最通用所以都用在這裡，但是消費性產品必須限制影音軌的位元率，所以LPCM音訊不該用在藍光光碟上
　
註一：LPCM的位元率為聲道數、取樣率、取樣深度三者相乘而無失真音訊的壓縮率在50%左右
註二：類比音訊數位化時用的取樣法若是LPCM那麼生成的音訊格式叫做LPCM，若是DSD則格式叫做DSD，

raiechun

12# SAORI
1. 當硬體規格提升時視訊和音訊規格也會一同提升，所以到那時LPCM同樣不該使用
2. 取樣深度不是視訊專用
3. 取樣法不同就是代表不同的數位化方式

九州

好文章哦！
请教一下各位LPCM要怎么输出？

yyyy457

向楼上的各位高人学习了。

taurus123

DTS MA已经相当好 过分追求LPCM没必要 需要烧钱的 没有高级音响再好的音轨也是枉然

阿爛

感謝各位大大的解說,對於音效的格式更加清晰了,
hd真的是高手如雲

owen3132

感謝大大分享此文章 受益良多阿

james610

看完後才發覺這跟我原本的理解不太相同,原以為Dolby TrueHD 、DTS-HD Master Audio比LPAM好,看來需要好好再聽聽比較一下

bigboni46

樓主好像還沒有解剖dolby truehd、dtshd 何者較優，仿間都傳dolby truehd規格較佳，煩請解，謝謝

jc9999

以我個人的經驗，不管是 Dolby TrueHD 、DTS-HD Master Audio 或 LPCM，效果比起之前的 DTS 或 DD 都進步的相當明顯，但不必強求那一種最好，因為除非你擁有鑑賞極的設備，且同時做 A/B 測試，否則以多數使用者的設備而言，應該感受不出明顯的差異 …