Оценка работы декодеров многоканального звука

Сегодня мы возвращаемся к вопросу о декодировании звуковой информации в многоканальных системах домашнего кинотеатра (см. сентябрьский номер Stereo&Video, 2002 г.) На первый взгляд, речь идет об узкоспециальной проблеме. Есть ли основания дополнительно «грузить» себя такими вещами, как Channel Separation (разделение каналов) и/или Crosstalk (помехи от взаимопроникновения сигналов)? Притом что далеко не все разработчики в спецификациях на AV-аппаратуру упоминают характеристики декодеров, мы твердо убеждены в важности таких параметров, как глубина и симметрия разделения каналов. Именно от них зависит звуковое совершенство домашнего кинотеатра при прочих равных (частотный диапазон, мощность, THD…) Необходимость пристального отношения к работе цифровых и аналоговых декодеров объясняется просто: многоканальный саундтрек надо воспроизвести с максимальной точностью, так как его задумал звукорежиссер фильма. Только в этом случае в домашних условиях можно рассчитывать на адекватное воссоздание всех деталей пространственной звуковой картины кинофильма, ощутить правильные масштаб и локализацию объектов, проследить траектории перемещения виртуальных образов. В этом, собственно, и заключается суть звуковой части домашнего кинотеатра.

Рис. 1. Некритичное (чаще — полезное) расширение панорамы в тыловых каналах

Рис. 2. Отлично выраженная фронтальная панорама и неоправданно суженный тыл!

Рис. 3. Вполне симметричное, но относительно неглубокое разделение аудиоинформации

Каким образом мы исследуем особенности декодеров? При проведении сравнительных тестов AV-ресиверов и DVD-плейеров, оснащенных декодерами Dolby Digital, DTS, Dolby Pro Logic, DTS Neo:6, наряду с прослушиванием музыки и кино мы в обязательном порядке проводим специальные лабораторные испытания. Тестовый сигнал определенного уровня и частотного состава поочередно подается на каждый из каналов; при этом с выходных каскадов усилителя снимаются показания остальных каналов. Соотношение полезного и наведенного сигналов (выражается в децибелах на логарифмической шкале) характеризует уровень разделения звуковой информации по каналам. Полученные данные (для пятиканального звука — набор из 20 чисел) можно оценить по среднему значению с указанием разброса. Для наглядности данные можно подвергнуть графической обработке; в результате получается картина наподобие приведенной на заходном рисунке. Отметим два принципиально важных момента: уровень (в данном случае — средний радиус) и симметрию разделения (отличие кривой от правильного круга). Кроме среднего уровня разделения, который в современной AV-аппаратуре составляет 50–80 дБ, на особенности восприятия существенное влияние оказывает асимметрия или разброс значений относительно средней величины.
   Обратите внимание, речь идет об очень малых величинах. Например, если разделение сигналов происходит по уровню –40 дБ, амплитуда паразитного проникновения в 100 раз меньше, чем полезный сигнал. Если средний уровень достигает –60 дБ, в абсолютном выражении амплитуды разнятся в 1000 раз… Казалось бы, зачем исследовать столь мизерные значения? Не торопитесь делать выводы: исходно при создании звуковой дорожки к кинофильму используется профессиональная техника, которая дает разделение на уровне –100 дБ (проникновение менее 1/100000!) Приведем еще один пример из области психоакустики (данные научных исследований): при двухканальном воспроизведении большинство слушателей реагируют на разницу между каналами 1 дБ, в трехканальной системе порог уже составляет около 0,5 дБ… А при 5-канальном? Пока прямого ответа на этот вопрос наука не дает, но косвенно приведенные результаты свидетельствуют о необходимости повышения симметрии разделения при декодировании многоканальных аудиопрограмм.
   Вернемся к иллюстрациям, чтобы пояснить некоторые моменты. Хотелось бы подчеркнуть, что симпатичные (и не очень) картинки, которые мы получаем в лаборатории при оценке декодеров, не стоит напрямую соотносить с геометрией размещения колонок в комнате. Действительно, существуют стандартные рекомендации, в соответствии с которыми надо стремиться к круговому размещению громкоговорителей в домашнем кинотеатре цифровых форматов (тогда практически не требуется скрупулезной настройки временных задержек для тыловых и центрального каналов). При этом зона «правильного» прослушивания (Sweet Spot — «сладкое» место) имеет небольшую площадь в центре помещения. Из наших иллюстраций или числовых данных вы получаете не геометрическую информацию, а звуковую. Например, если при декодировании программы Dolby Digital уровень разделения по пяти каналам относительно невелик (40–45 дБ), звуковая информация будет сливаться, и общая картина будет уменьшаться по объему. Улучшение разделения (до 50–55 дБ и выше) субъективно воспринимается как более детальная в отношении локализации звуковых образов. Нарушение симметрии разделения на несколько децибелов опытный слушатель замечает по неточности виртуальных перемещений образов в пространстве (скажем, автомобиль движется не по прямой, а по дуге). Кроме азимутальных погрешностей, могут появляться не предусмотренные звукорежиссером фильма акценты. Например, при существенном проникновении сигналов из левой и правой колонок в центральный громкоговоритель сужается фронтальная панорама, и изрядная часть событий с левого (правого) бока привязывается к середине экрана.
   В предыдущей статье мы упоминали объективные причины существования разницы при реализации многоканальных режимов в AV-ресиверах, которые оснащены одним и тем же чипом-декодером Dolby Digital/DTS (в основном это топология схемно-технических решений). Иногда мы сталкиваемся с различиями в качестве декодирования при переходе с формата Dolby Digital на DTS. Наша статистика свидетельствует и о том, что цифровые декодеры, встроенные в DVD-плейеры, обычно уступают аналогичным устройствам, установленным в AV-ресиверы близкой ценовой категории. В заключение отметим, что при тестировании AV-ресиверов мы оцениваем и линейные 5.1-входы на предмет взаимопроникновения входных сигналов. Эти порты в большинстве случаев предназначены для подключения многоканальных сигналов очень высокого качества с проигрывателей SACD и DVD-Audio, и здесь особенно важны уровень разделения (не менее 60–70 дБ) и симметрия (разброс не более 2–3 дБ). Впрочем, столь жесткие требования стоит предъявлять, пожалуй, только к дорогостоящей AV-аппаратуре.