关于MLP无损压缩技术

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关于MLP无损压缩技术
        Meridian 无损压缩(MLP)是由Meridian 音响公司和其协作者一起经过几年的时间开发的一种应用所有权技术的音频编解码计划。
　　    无损压缩
　　    不象可感知或有损的数据减少，无损编解码不以任何方式改变最终解码信号，只是更有效地将音频数据压缩到更小的数据传输率以便于转送。 MLP是一种易于解码的方式，它可以充分满足DVD音频应用而产生的技术要求，特别是为多声道和对音频信号进行高精度高频率取样的实现提供了更多的机会。
　　    为什么要无损压缩？
　　    我们要给最终用户提供最佳的听觉体验，这就意味着我们要传送多声道环绕声，并以可能的最高的动态范围和更高的取样频率来确保任何声音细节都表现完美。然而采用的比特数越多、取样频率越高，承载这些信息所需的带宽就越大。现代的"高数据率"格式，如96k赫兹24比特规格，能传送超出对人耳而言能承载从严格意义上必须的及现代话筒和转换器所能传送的更多的信息，这就意味着这些音频数据流中包含有重复的信息。
　　    MLP这种音频编解码计划能发现这些重复信息并将所有音频信号压缩在更小的空间中--依靠这种方法，只需要使用一台简单的解码器能完全精确地恢复原始信号。
        MLP是一种真正的无损系统。原始数据在回放时被完全恢复并传送，MLP甚至有一种方式可以确认在整个过程数据没有损失。这就意味着听众首次可以非常准确地享受到制作者想要表达的全部信息。而且我们不需要精确的听音测试来评估这个编解码体系--MLP确保了原始录音通过一些载体、记录和电脑平台有效地传送。MLP 是一种可级联的技术。也就是说音频信号能连续地被编码和解码而输出数据总是原始数据的精确复制。MLP比特流能有效抵抗传输错误，比如一系列的磁碟损坏和传输中断。 比特流传输通常在发生中断后10ms至30ms的时间内完全重新启动。一旦传送中断，无损操作程序将立即启动，较小的传输错误将在2ms内修复，因此比特流将在困难的传输条件下继续表现良好。复合重启动系统实现了快速提示和复读光碟中的MLP数据流。
        MLP提供了一种非常有用的数据传输速率带宽节省方式。因为无损压缩利用了信号中的真正信息，对不同内容的音频信号所能获得的压缩总量是不同的。因而，无损压缩方案能产生出不同的输出数据率。MLP具备不同的数据率选项，这样可以最有效地在电脑文档中存储音频信息。然而，MLP 有一个非常重要的固定数据率选项。在编码器的设计上特别注重一点，即要确保MLP不仅能存储在档案空间（常规数据率），而且能降低数据传输率峰值。也就是说，MLP总是能减少音频数据流的带宽。MLP符合所有ISC对DVD-AUDIO的要求。   
　　    MLP无损压缩技术（MLP Lossless）是DVD-Audio的核心技术，提供多个纯净、无损的全频带声道，播放效果与录音棚母带毫无二致。
　　    是一种专用于DVD－Audio的真正无损编码技术，PCM数据被压缩并保证比特到比特的正确性。 MLP Lossless可以在不影响高解析度PCM音频质量的同时，有效地将磁盘空间扩充为原来的两倍，从而可以使DVD－Audio碟能够携带同一节目的立体声和多声道声轨。所有DVD－Audio播放器都具备MLP Lossless 解码。
关于PCM的DVD-Audio
               首先，我们要阐述一下PCM格式的DVD-Audio。PCM（Pulse Code Modulation，脉冲编码调制）是一个和DSD （Direct Stream Digital 直接数据流）对应的概念。DVD-Audio的核心技术就是PCM数字音频编码。PCM编码锁骨对模拟信号波形的各点进行数字取样进行编码。在还原过程中，PCM编码进行解码，然后按照原有的数字取样和量化规格重新转换为模拟音频。量化规格从14bit发展到16bit、18bit、20bit以及现在的24bit，取样频率从44.1kHz发展到192kHz，可谓一路高歌。但这里我们应该看到：无论多高量化精度和采样频率，仅仅也是更接近于原生的音频曲线，但永远不能重合。到目前为止PCM可以改善和提高的方面则越来越来小。只是简单的增加PCM量化精度和采样频率，不能根本的解决还原能力有限的问题。这也就是PCM编码的局限性。DSD音频编码是和SACD对应的，SACD（Super Audio CD）超级音频光盘系统，其核心技术是DSD （Direct Stream Digital 直接数据流）
   图中为DSD的采样过程，从图中我们可以直观的看出，在声波的波峰部分，振幅越大，数字“1”越多；在波谷地方，振幅越小，出现“0”越多。这和声波在空气中的传播方式正好对应：在波峰时，扬声器纸盆推出压缩前方的空气，空气密度增加；在波谷时，扬声器纸盆拉回，使空气密度降低。所以BSD的采用方式很好的模拟了扬声器在空气中形成的声波的情况。
采用1bit比特流的方式，把所有音频信号以每秒280万次（44.1kHz取样的64倍）的高取样方式，直接将模拟音频信号波形以脉冲方式转变为数字讯号。相对于DVD-Audio采用的PCM信号相比，1bit信号流调制过程简单，而且精度高、成本低，解调过程也非常简单。
       如果PCM和DSD的采样过程做一个横向的比较，看起来就更直观了。

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上半部分为PCM采样方式，我们可以看出：输入端设置采用了一个滤波器，通过的采样频率范围有限。在录音时采用了多级或串联的数字滤波器（降低采样率）。在重放时又采用多级内插数字滤波器（提高采样率）。为控制小信号在编码时的失真，两者又都需要加入重复定量噪声。这样就限制了PCM技术在音频还原时的保真度。
        而图中的下半部分的BSD采样就非常简单了：DSD音频格式简化了信号流程，去掉PCM使用的多级滤波器，将模拟音频直接以2.8224MHz的高采样频率，按1-bit的数字脉冲来进行采样。从声音的质量上来说, 由于取样次数高，所以取样过的波形很圆顺，比较接近原来的模拟波形。不采用多位，省却位转换程序，降低了因为数字滤波而可能产生的失真与噪声。
SACD简介
　　    SACD全称叫Super Audio CD，即“超级音频光盘系统”，它是由索尼和飞利浦公司合作开发的一款具有全面取代CD音源实力的最新格式的数码系统。SACD采用DSD数字录音技术，它的频率范围和动态范围均优于CD。SACD是一种新型的光盘，它不是CD格式，而类似DVD光盘，播放时需使用SACD专用的播放设备。
　　    SACD光盘结构大致与DVD相似，播放面有单面和双面，信息层有单层和双层。目前市场上的SACD光盘较多采用单面双层结构，一层是0.6mm基片上储存16bits传统CD格式的信号，可与CD兼容，另一层是0.6mm基片高密度的半透明层，储存SACD格式的信号，再将两片基片像DVD盘片那样粘合而成。这种光盘可以在普通CD播放机上播放，也可以在SACD播放机上播放，当然，两者的音质是有差别的。
　    　SACD的技术指标远优于CD，而与DVD-Audio相似。SACD的核心技术是DSD （Direct Stream Digital 直接数据流），它与CD、DVD-Audio的多bit录制原理有根本的区别。
　　    SACD与DVD-Audio比较，两者原理虽然不同、电路也各有差异，但都比传统CD的音质改善甚多。而就技术指标而言，SACD和DVD-Audio可谓旗鼓相当。因而两者之争至今也无法统一。
　　    档次方面：SACD一开始就把自己定位于Hi-end级别，索尼推出的第一台旗舰SCD-1可谓极尽发烧之能事，无论内部用料、整机工艺都严格按Hi-end唱机规格设计，以后推出的中低档机型也严格按厚重沉稳，用料实在的发烧理念设计制造。深受广大Hi-Fi发烧友的青眯与肯定。而DVD-Audio阵营在与SACD的争斗中，一直把DVD-Audio当作是一种花费不多，效果不错的功能附加在普及型DVD影碟机上进行宣传的，给人的印象是一种大路货，加之DVD-Audio功能众多但并不专一，机身纤薄，用料一般，故在广大音响发烧友心目中并不好看，从而在档次上输给了SACD。
　　    音质方面：由于SACD自身的定位以及1比特量化DSD直接数据流在技术方面的简洁和优势，大多数资深的音响发烧友经过亲耳聆听后，主观感觉都认为SACD在音质上略胜一筹。因而音响界许多朋友都认为，若组建家庭影院兼容Hi-Fi，带有DTS-HD解码器的DVD-Audio应该是首选。但若以玩高保真音乐为主，特别是以追求音质音色的至真至纯为目的的超级发烧朋友而言，不妨选择SACD。
       但是，SACD如同DTS那样，由于播放需要高昂的专用设备而得不到普及。而对它们在还原多声道立体声方面的效果目前专门介绍甚少还将拭目以待。
               最近，我们论坛的会友分享许多SACD的DSD数字流文件（*.dff文件）或DSD无损压缩格式文件DST (*.dff文件)，但是有好多会友对这一格式还较陌生，下载后没办法播放，这里我介绍一种简单的方法：
如您已经安装了Foobar2000且1.0以上版本，可以加上foo_input_dsdiff.dll这个插件，将您下载的DSD.dff文件加载到播放栏就能播放了。
最新的foo_input_dsdiff.dll插件下载地址为http://www.foobar2000.org/components/view/foo_input_dsdiff，
点击Download
下载后解压到C:\Program Files\Foobar2000\components就行了。
更多的关于SACD的进阶内容，请看我们论坛贵宾--喜哥老师的教程http://www.pt80.com/thread-367069-1-2.html
关于MLP格式的DVD-Audio
               我们前面提到的线性PCM，这时完全没有被压缩的音频文件，DVD现在的通常的DVD5来说，不可能存放长时间的音频文件，只有和普通一样的74MIN或更低。这里我们利用MLP无损压缩技术，在缩小了音频数据占用的空间的同时，又保证了声音质量不受损失。这样，我们便可以来制作容量更大的DVD-Audio了。
　　    DVD-Audio是目前广为流行的DVD光碟格式的一种扩展，区别之处在于它能够传输先前所有音频载体格式无法携带的全新标准的高质量音频数据。DVD-Audio最引人注目的特点是它的多声道音频的能力，这已经被证明是汽车娱乐设备的最佳选择。同样DVD-Audio拥有的众多高附加值的多媒体特性也是CD光碟所无法比拟的。
　　    DVD-Audio 是一种高分辨率、多声道音乐格式，从技术角度来讲，它是迄今为止最精密的音频传输格式。它采用杜比实验室的MLP无损压缩(MLP Lossless)编码结合DVD的其它技术来传输音质远高于CD的全频带的5.1声道环绕声。
　　    具有MLP无损压缩技术的DVD-Audio 是终极的音频格式，具有同时满足音响发烧友对高品质音效的追求和普通听众对使用方便和兼容的期望。拥有 DVD-Audio，任何人使用DVD播放机的都能欣赏到比以往动态范围更大，声场深度更深、现场震撼力更强的录制音乐。
　　    除了音乐以外，在 DVD-Audio光碟上还可以添加图像信息。光碟中可以放置照片、歌词、注解、或者静态图像、动画和文字组合。制作人和艺术家还能像在 DVD-Video碟片上所做的那样加进旁白。
    最后顺便说一下，通过以上文章的介绍，就目前来看，杜比的MLP技术与DTS-HD技术你追我赶。但是他们两家的技术竞争无疑给我们消费者来说却带来了莫大的好处！现在又加入了SACD的竞争，音响领域更是五彩缤纷了。随着时代的进步，我们将迎来更美的音乐享受！