Dolby ® Digital
Această intrare sau secțiune despre subiectul tehnologiei nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Dolby Digital este un sistem de codare audio multi-canal dezvoltat de Dolby Laboratories și utilizat în film, televiziune digitală , Laserdisc- uri , DVD-uri și alte suporturi de redare sau transmisie audio digitale.
AC-3: algoritmul de compresie Dolby Digital
Dolby Digital este un așa-numit sistem de codare „ lossy ”, adică în care codificarea audio are loc cu pierderea informațiilor. Alte sisteme de codificare cu pierderi sunt AAC , ATRAC , MP3 , Vorbis , WMA .
Sistemul ia ca intrare semnalele audio digitale PCM , codate a 48 000 Hz de frecvență de eșantionare și 16 biți de rezoluție, le transformă analizându-le în domeniul frecvenței și apoi aruncă o parte din date prin reducerea rezoluției efective și creșterea nivelului de zgomot digital. Întreaga operațiune se realizează încercând pe cât posibil să mențină pragul de zgomot (cuantificare) sub nivelul sonor, folosind metode de analiză „psihoacustică”.
Procedura se bazează pe cel puțin două principii:
- Primul este că rezoluția eficientă cu care sistemul auditiv uman este capabil să perceapă unul sau mai multe sunete variază dinamic și depinde de conținutul semnalului compus (muzical).
- Al doilea este așa-numitul efect de mascare: un ton perfect audibil ca ton pur poate fi complet „inaudibil” dacă este mascat de un ton apropiat, poate de o intensitate mai mare.
Sistemul de compresie psihoacustică utilizat de Dolby Digital se numește AC3. Un semnal audio mono PCM liniar (deci necomprimat) a 48 kHz / 16 biți , necesită codificarea a 768 kbps , astfel încât un semnal stereo de acest tip ar avea nevoie de 1 536 kbps și un semnal cu 5 canale de 3 840 kbps. AC3 permite reducerea acestor valori chiar și cu un factor mai mare de 10, necesitând aproximativ 400 kbit / s pentru a codifica sunetul 5.1 și mai puțin de 200 kbit / s pentru a codifica sunetul stereo. Cu cât factorul de compresie este mai mare, evident, cu atât este mai mare probabilitatea ca nivelul de zgomot introdus din cauza pierderii de informații să devină audibil, provocând diferite tipuri de artefacte. Din acest motiv, cu cât rata de biți utilizată pentru codificare este mai mare, cu atât va fi de așteptat o mai bună aderență la calitatea sunetului original necomprimat.
AC3 este un sistem de codificare hibrid, care utilizează tehnologii de codare adaptive înapoi și înainte . De fapt, decodorul și codificatorul împărtășesc un algoritm de codare cunoscut și nemodificabil, care este întotdeauna utilizat pentru compresia și decompresia datelor audio digitale. Prin urmare, decodificatorul știe să decodeze datele chiar și în absența informațiilor despre codificator. Această metodă se numește adaptivă înapoi și are avantajul de a fi foarte eficientă, dar dezavantajul de a nu fi regenerabilă (dacă algoritmul de bază al codificatorului este modificat, decodificatoarele trebuie, de asemenea, schimbate) și că necesită o cantitate echitabilă de complexitate în decodor.
Pentru a rezolva această a doua problemă, algoritmul de bază al AC3 este foarte simplu, dar precis, prin urmare nu este prea scump în termeni de calcul. Pentru a depăși problema reînnoirii și pentru a permite îmbunătățirea calității sistemului în timp, s-a decis adăugarea unor tehnici de adaptare înainte la nucleul adaptiv înapoi al codificatorului. Datele audio, de fapt, sunt comprimate în codificator folosind și o a doua metodă, mai avansată și care folosește algoritmi psihoacustici de orice complexitate; rezultatul este o a doua versiune a semnalului comprimat care este comparată cu ceea ce se obține cu metoda de bază. Dacă este necesar, adică dacă rezultatul compresiei mai sofisticate este mai bun decât cel obținut cu algoritmul de bază, codificatorul poate introduce, de asemenea, în fluxul de date comprimat unele informații necesare pentru ca decodorul să adapteze algoritmul de decodare (adică baza modelului psihoacustic) precum și datele care exprimă diferența dintre ceea ce decodificatorul poate recalcula cu informațiile aflate în posesia sa și ceea ce calculează codificatorul în timpul celei mai avansate procesări. Această a doua metodă de compresie este numită compatibilă cu transmiterea . Combinând o rutină de adaptare înapoi cu o metodă de adaptare înainte , AC3 permite menținerea unei bune eficiențe de codificare, simplitatea relativă a decodării și capacitatea de a actualiza și rafina codificatorul în timp, menținând în același timp compatibilitatea deplină cu decodoarele mai vechi.
Configurații Dolby Digital
Dolby Digital poate funcționa de la minimum 1 până la maxim 7 canale audio digitale cu lățime de bandă completă (20- 22 050 Hz ), codificat la eșantionare 48 000 Hz și rezoluție de 16 biți , plus un canal suplimentar destinat doar reproducerii frecvențelor joase (canal LFE, efecte de frecvență joasă ). Acest model special este denumit „5.1”, iar cele 5 canale sunt față dreapta (R), față stânga (L), centru (C), surround dreapta (SR), surround stânga (SL). Primele două corespund plasării canalelor stereo normale, centrul ar trebui să fie poziționat în centrul celor două canale stereo din față, în corespondență cu ecranul, înconjurătorii să fie plasate lateral sau ușor în spatele punctului de ascultare. LFE nu are o locație precisă, deoarece frecvențele joase sunt mai puțin direcționale.
Codificare discretă
Dolby Digital 5.1 a fost unul dintre primele sisteme de codare digitale multicanale „discrete”, în care canalele 5 + 1 sunt codificate complet independent unul de celălalt, ca fluxuri digitale separate. Acest lucru îl diferențiază de alte sisteme, numite „matrice”, în care mai multe canale audio sunt amestecate împreună și codificate cu un număr mai mic de piese independente. Dolby Stereo în cinema, datorită căruia a fost dezvoltat conceptul de sunet „ surround ” cinematografic, și versiunea sa pentru public Dolby Surround care a permis nașterea home-theatre-ului , erau sisteme de codare matricială în care 4 canale (dreapta, stânga, c și mono surround ) au fost amestecate într-un semnal stereo simplu (pe care decodorul Dolby Pro-Logic a reușit să îl proceseze prin reconstrucția celor 4 canale originale, cu limitarea unui răspuns de frecvență mai redus pe canalele surround și o separare efectivă mai mică între semnale distribuite între diferite canale, provocând un realism mai redus al câmpului de sunet surround general). Procesul de codare a matricei Dolby Stereo a luat numele de 4-2-4 (4 canale sursă, 2 în codificare, 4 în decodare).
O extensie recentă a Dolby Digital, numită Dolby Digital Surround EX, folosește codarea matricială pentru a adăuga un al șaptelea canal care va fi plasat în centrul celor două canale surround, numit surround central spate . Prin urmare, Dolby Digital rămâne un sistem de codificare 5.1, care poate oferi 6.1 canale cu o metodă matricială.
Principalul concurent al Dolby Digital sau Digital Theater System (DTS), pe de altă parte, vă permite să codificați chiar și 6.1 canale discrete în varianta numită DTS-ES Discrete 6.1, care adaugă canalul surround din spate sau canalul surround central (CS) ca semnal discret și independent.
Rata de biți a Dolby Digital
Dolby Digital funcționează de la minimum 96 kbps la maximum 640 kbit / s. În cinematograf, Dolby Digital este utilizat cu doar 320 kbit / s de lățime de bandă, deoarece este imprimat în spațiul limitat disponibil între orificiile glisante ale filmelor. În general pe DVD este utilizat cu o rată de biți de 192 kbit / s pentru a codifica semnalele stereo (2.0, 2.1) sau stereo surround și cu o rată de biți între 384 și 448 kbit / s pentru semnalele 5.1. Deși decodoarele de pe piață pot funcționa până la 640 kbit / s, această posibilitate nu este permisă în codificarea Dolby Digital pentru DVD-Video , prin urmare, în prezent, nu este utilizată.
Versiunea cinematografică a Dolby Digital este cea care a suferit rafinări minore de-a lungul anilor, deoarece este blocată pe specificații destul de vechi și o viteză de transmisie redusă. Mulți cred că calitatea realizată de Dolby Digital disponibilă publicului larg (pe DVD ) este acum net superioară celei oferite de versiunea teatrală.
Versiuni
Dolby Digital Surround EX
Dolby Digital Surround EX a fost creat pentru a adăuga o altă pereche de boxe în fundul camerei. Aparent, inginerii de la Skywalker Sound , creatorii sistemului THX , în ultimele etape ale filmului Star Wars: Episode I - The Phantom Menace din 1999 i-au propus lui Dolby schimbări majore la Dolby Digital existent. Dolby va vinde ulterior brevetul către THX . Cu toate acestea, primul film în acest format este al doilea din trilogia Austin Powers, The Spy Who Try It , care a fost lansat și în același an. Deoarece sistemul a adăugat o altă pereche de difuzoare în partea din spate a camerei, a îmbunătățit mult ascultarea filmului de către toți publicul. Indiferent de locul în care este așezat, sunetul poate fi auzit de toată lumea în același mod, așa cum a fost intenționat de regizor.
Dolby Digital Plus
O evoluție a Dolby Digital este Dolby Digital Plus, utilizat în mass-media de înaltă definiție ( HD DVD , Blu-ray ) și în transmisiile digitale HDTV . Unele caracteristici ale Dolby Digital Plus sunt o eficiență mai mare de codificare, extinzând rata de biți până la 6,144 Mbps (va fi de obicei utilizată la 640 kbit / s) și crește numărul de canale discrete la 7,1, toate menținând o bună compatibilitate cu cele convenționale Dolby Digital (Dolby Digital Plus este pur și simplu „reductibil” la un semnal Dolby Digital la 640 kbit / s compatibil cu toate decodoarele actuale).
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe Dolby Digital
linkuri externe
- ( RO ) Site oficial , pe professional.dolby.com .
