Dolby Digital - Opće informacije
Dolby Digital zvuk se prvi put pojavio u kinima 1992. s premijerom filma Batman Returns, a od tada se pojavljuje u gotovo tisuću filmova diljem svijeta i jedan je od najnaprednijih razvoja iz .
Dolby je napravio revoluciju u sustavima za snimanje kasetofona kasnih 60-ih i ranih 70-ih sa svojim Dolby A (za profesionalce) i Dolby B (za obične korisnike) sustavima za smanjenje buke. Kasnije, u 70-ima, Dolby je napravio revoluciju u filmskom zvuku sa svojim analognim sustavom, Dolby Stereo.
Dolby Stereo donio je 4 zvučna kanala u filmove, s tri sprijeda (lijevo i desno za glazbu i efekte i središte za dijalog) i četvrtim "surround" za stvaranje cjelokupne zvučne atmosfere. Kasnije, 80-ih godina prošlog stoljeća, zahvaljujući sustavu Dolby SR ("Spectral Recording"), kvaliteta zapisa i zvuka u filmovima značajno je poboljšana.
Dolby je također napravio revoluciju u kućnoj zabavi kasnih 1980-ih i ranih 1990-ih uvođenjem Dolby Surround i kasnije Dolby Pro Logic sustava kućnog kina. Kućanski uređaji uglavnom koriste Dolby Stereo tehnologiju za reprodukciju s video kaseta i laserskih diskova (laserski diskovi u daljnjem tekstu LaserDisc, tj. “veliki” video laserski diskovi). Ti su sustavi gledateljima omogućili korištenje iste 4-kanalne konfiguracije kod kuće kao iu kinima.
Današnji Dolby Digital sustavi podigli su stvari na višu razinu, isporučujući šest kanala kristalno čistog digitalnog surround zvuka. Lijevi, središnji i desni prednji kanal omogućuju točno određivanje položaja izvora zvuka na ekranu. Odvojeni "podijeljeni" lijevi i desni stražnji kanali uvlače vas u film svojim ambijentalnim i tekućim zvukovima. A dodatni niskofrekventni kanal dodaje intenzitet akciji na ekranu.
Načela Dolby Digitala izvedena su iz Dolbyjevog razvoja analognog smanjenja šuma. Dolby smanjenje šuma djeluje tako da prigušuje šum kada nema audio signala, a kada ga ima, dopušta da jači željeni audio signal uguši slabiji šum. Dakle, ova tehnologija iskorištava psiho-akustični fenomen poznat kao slušno maskiranje. Čak i ako audio signal zauzima samo dio spektra, Dolby smanjenje šuma smanjuje razinu šuma u onim dijelovima spektra gdje nema željenog signala, čineći šum nevidljivim. To je učinjeno jer audio signal može maskirati samo šum koji je bliske frekvencije.
Pri prelasku s analognog snimanja signala na snimanje na digitalnom mediju kao što je kompaktni disk, otkriva se da digitalno kodiranje audio signala koje se koristi na CD-ima proizvodi prevelike količine podataka da bi se mogli učinkovito pohraniti ili prenijeti elektronički, osobito u slučajevima gdje je potrebno kodirati više kanala. Rezultat su bili novi oblici digitalnog audio kodiranja - poznati pod zajedničkim nazivom "perceptivno kodiranje" - koji su dizajnirani da omoguće korištenje tokova podataka niske brzine prijenosa uz minimalan primjetan gubitak kvalitete zvuka. Primjer takvog algoritma kodiranja je treća generacija Dolby kodera - AC-3.
Ovaj koder dizajniran je kako bi u potpunosti iskoristio ljudsku sposobnost maskiranja zvuka razbijanjem audio spektra svakog kanala u uske frekvencijske pojaseve različitih veličina optimizirane za frekvencijsku selektivnost ljudskog sluha. To omogućuje vrlo precizno filtriranje buke digitalizacije tako da je po frekvenciji vrlo blizu frekvencijskim komponentama željenog audio signala. Smanjenjem ili čak potpunim uklanjanjem šuma tamo gdje nema maskirnog audio signala, kvaliteta zvuka izvornog signala nije subjektivno pogođena. U ovom ključnom aspektu, kodiranje kao što je AC-3 je oblik visoko selektivnog i visokokvalitetnog smanjenja šuma.
Jedinstvena stručnost Dolby Laboratoriesa u uklanjanju audio šuma ključna je za smanjenje prometa podataka u AC-3 tehnologiji: što se manje bitova koristi za opisivanje audio signala, to je više šuma povezano sa samim kodiranjem.
U filmskoj industriji, zvučni zapis Dolby Digital optički se kodira izravno na filmsku vrpcu u prostorima između probušenih rupa. Postavljanje digitalnog audio zapisa na isti medij kao i film omogućuje mu da postoji zajedno s analognim zapisom bez potrebe za dodatnim medijem za pohranu kao što je CD. Ovo olakšava produkciji i vlasnicima kina korištenje filmova, a također omogućuje pripremu Dolby Digital zapisa bez ikakvih dodatnih troškova. Budući da je perforirani dio vrpce proizveden tako da bude vrlo otporan na habanje i oštećenja, Dolby Digital zapis neće osjetiti pucketanje ili šištanje tijekom vijeka trajanja vrpce.
U potrošačkoj elektronici, Dolby Digital tehnologija može se pronaći u posljednjoj generaciji laserskih diskova (gdje je postojao konvencionalni analogni audio zapis), to je standardni audio zapis na DVD-ima i koristi se kao audio format za televiziju visoke razlučivosti - HDTV, kao iu sustavima kabelske i satelitske televizije.
DOLBY DIGITAL: Pitanja i odgovori
Vjerojatno ste već čuli dosta o tome kako je Dolby Digital sljedeći i možda posljednji evolucijski korak u smjeru zvučnog realizma. Pa što je ta nova tehnologija? Po čemu se razlikuje od Dolby Surround Pro Logic i koji će novi hardver zahtijevati? Odgovore na ova i druga pitanja dobit ćete u ovom članku.
Ali prvo moramo razjasniti problem s imenima. Posljednjih nekoliko godina Dolby Laboratories koristi izraz Dolby Digital za svoj novi digitalni filmski sustav, dok se Dolby Surround AC-3 odnosi na sustave kućnog kina. U praksi, ova dva sustava su male varijacije (malo različite u brzini prijenosa podataka) iste osnovne tehnologije. A kako više ne bi dovodili korisnike u zabludu, odlučili su da se i Dolby format za kućne višekanalne sustave naziva istim imenom kao i u filmskoj industriji - Dolby Digital.
Vjeruje se da će to pomoći potrošačima da lakše utvrde podržava li proizvod ovu tehnologiju i da će ga razlikovati od formata Dolby Surround i Dolby Pro Logic, koji se temelje na analognim tehnologijama. Nova generacija laserskih diskova i novi formati koji se koriste u DVD-u i televiziji visoke razlučivosti (HDTV) također će se odnositi na pojam Dolby Digital, kao što je sada učinjeno u odnosu na profesionalne filmske aplikacije. Generičko ime Dolby Digital također bi trebalo pomoći da se zaustavi rastuća zabuna korisnika oko izraza "AC-3" (Audio Code Number 3), što je tehnička oznaka za Dolby tehnologiju dizajniranu za višekanalne aplikacije.
Čuo sam za Dolby Surround Pro Logic, ali što je Dolby Digital (AC-3)? a što je Dolby "5.1"?
Dolby Digital nudi ukupno šest zasebnih audio kanala. Poput Dolby Surround Pro Logic, uključuje lijevi, središnji i desni kanal u prednjem dijelu sobe. Dolby Surround Pro Logic pruža dodatni kanal ograničen pojasom (100 do 7000 Hz) za surround zvuk, koji se obično pojačava kroz dva kanala pojačala i zatim dovodi do dva zvučnika. Dok Dolby Digital pruža odvojene lijeve i desne surround kanale za preciznije lociranje zvukova i prirodniji, realističniji ambijent i pozadinsku reprodukciju. Povrh toga, svih pet glavnih kanala emitira cijeli raspon frekvencija (od 3 do 20 000 Hz), kojima možete dodati woofere (subwoofere).
Šesti kanal - Low Frequency Effects Channel (kanal za niske frekvencije i efekte), ponekad sadrži dodatne niskofrekventne informacije za pojačavanje efekta određenih scena, na primjer, eksplozije, katastrofe itd. Zbog činjenice da je ovaj kanal vrlo ograničen na vrhu frekvencije (od 3 do 120 Hz), ponekad se naziva kanalom ".1". Ako se to doda punih 5 Dolby Digital kanala, tada se kaže da takvi sustavi imaju "5.1" kanala.
Svih šest kanala u Dolby Digitalu potpuno su digitalni, što znači da se prenose bez gubitka kvalitete cijelim putem od konzole inženjera zvuka do vašeg kućnog sustava. Ali Dolby Digital također ih sve pakira u jedan kanal, koji zauzima manje prostora od jednog kanala na CD-u. To je ono što olakšava dodavanje Dolby Digital zvučnih zapisa na obične laserske diskove, kao i na niz drugih izvora. Dolby Digital postoji već nekoliko godina kako bi vam omogućio gledanje Dolby Digital filmova, a sada s pojavom Dolby Digital na laserskom disku, možete uživati u ovoj prekrasnoj tehnologiji u svom domu. A budući da su ga razvili Dolby Laboratories, možete biti sigurni da će zvuk biti nevjerojatan!
Je li istina da Dolby Digital zahtijeva gomilu novog hardvera?
Ako gradite novi sustav, možete kupiti pojačala i zvučnike posebno dizajnirane za Dolby Pro Logic koji će raditi s Dolby Digital. Trebat će vam laserski uređaj nove generacije koji ima Dolby Digital RF izlaz (izvodi Dolby AC-3 tok podataka). Glavni novi uređaj koji će vam trebati je Dolby Digital dekoder (za dekodiranje AC-3 toka za kasniju reprodukciju). Ako već imate Dolby Surround Pro Logic sustav, onda vjerojatno već imate petokanalno pojačalo, kao i potreban broj zvučnika. Preporuča se dodati subwoofer, možda čak i nekoliko.
Gdje se snima Dolby Digital zapis na laserski disk? Uzrokuje li to gubitak važnih audio informacija s laserskog diska? Trebam li sada zamijeniti cijelu biblioteku laserskih diskova?
Mnogo je više sličnosti nego razlika između "običnih" i "novih" laserskih diskova. Novi laserski diskovi, uključujući one s Dolby Digitalom, potpuno su kompatibilni s vašim postojećim playerom. Dva digitalna (PCM) zapisa ostaju nepromijenjena, tako da možete nastaviti uživati u Dolby Surround Pro Logic kvaliteti s "novih" diskova. Dolby Digital zapis je snimljen umjesto desnog analognog (FM) zapisa na disku. Lijevi analogni zapis može sadržavati mono verziju, komentar ili bilo koji drugi audio materijal.
Posljednji playeri koji su mogli reproducirati samo zvuk s analognih (FM) zapisa izdani su prije više od 10 godina. Od tada, gotovo svi svirači mogu koristiti kvalitetnije digitalne (PCM) zapise za stereo ili Dolby Surround reprodukciju. Naravno, svi novi laserski playeri s AC-3 će reproducirati sve laserske diskove koje imate, digitalne i analogne audio zapise.
Čini li Dolby Digital Pro Logic nepotrebnim?
Nikako. Dolby Surround Pro Logic će biti s nama još dugo. Dolby Surround Pro Logic savija četiri kanala (lijevi, središnji, desni i frekvencijski ograničen surround) u dva kanala. U mono sustavima, ova dva kanala se zbrajaju za reprodukciju. I naravno, sve informacije su dostupne za reprodukciju u stereo sustavima. Ali kada se ova dva kanala unesu u Dolby Pro Logic dekoder, audio matrica se "odmotava" i dostupna su sva originalna četiri kanala ("surround" kanal se reproducira kroz odvojene lijeve i desne "surround" zvučnike) .
Najnevjerojatniji dio Dolby Surround Pro Logic sustava je da se originalni signal, "složen" u stereo, može odašiljati zajedno s njim gdje god se može odašiljati stereo signal: stereo televizijsko emitiranje, putem satelita (C-pojas, DSS ili PrimeStar), kabelsko emitiranje, VHF (FM) radio, laserski diskovi, video vrpce, pa čak i neke igraće konzole. Danas možete čuti Dolby Surround zvuk na raznim običnim televizijskim programima, na sve većem popisu CD-ova i, naravno, na VHS i LaserDiscovima, koji sadrže tisuće Dolby Stereo filmova (izraz Dolby Stereo znači isto što i -poznati Dolby Surround, ali se koristi u filmskoj industriji). Dakle, dok god imamo stereo, postojat će i Dolby Surround Pro Logic, pa stoga svi Dolby Digital dekoderi imaju ugrađeni Dolby Pro Logic dekoder.
Sljedeća tablica uspoređuje svojstva Dolby Digital i Dolby Surround Pro Logic.
Parametar Dolby Digital Dolby Surround Pro Logic Kanal "Volume". Stereo, puna frekvencija (3–20000 Hz) Mono, ograničeni spektar (100–7000 Hz) Niskofrekventni kanal Da (3–120 Hz) Ne Pan Raznolik Slijeva nadesno, zdesna nalijevo, sprijeda nazad i obrnuto. Kanali 6 odvojenih, svi kanali mogu biti aktivni istovremeno i neovisno jedan o drugom. 4 derivata, samo jedan dominantni signal može se reproducirati u isto vrijeme. Razno Poboljšana zvučna slika zahvaljujući "time alignmentu", tj. čini da zvučnici zvuče kao da su na istoj udaljenosti od slušatelja. Ekonomično rješenje problema dobivanja visokokvalitetnog surround zvuka. Kada se smanji ukupna glasnoća zvučnih zapisa brzog filma (na primjer, kada se radnja odvija kasno noću), kompresija se prilagođava u skladu s tim kako bi se očuvala kvaliteta tiših dijelova. Surround zvuk iz bilo kojeg nekodiranog stereo audio izvora. Dekoderi se mogu konfigurirati za usmjeravanje niskofrekventnog zvuka u posebne kanale za sustave sa subwooferima. Kompatibilan sa svim postojećim i budućim stereo formatima. Dramatičan korak naprijed u uvlačenju slušatelja u svijet stvarnih zvukova. Neviđene kreativne mogućnosti za audio produkciju i kontrolu. Predstavlja značajan korak naprijed u odnosu na konvencionalni stereo zvuk. Svjetski je standard.
U ovom trenutku postoji ogroman broj audio izvora koji podržavaju Dolby Pro Logic. Što je s Dolby Digitalom? Na što još možete snimati Dolby Digital osim na laserske diskove?
Jedna sjajna stvar kod Dolby Digitala je veća fleksibilnost kodiranja. Dolby Digital tehnički dopušta veliki izbor formata, a neki od njih će se pojaviti u vrlo skoroj budućnosti:
Televizija visoke razlučivosti (HDTV). Ovaj najnoviji sustav je jedan od prvih koji je odabrao Dolby Digital kao svoj primarni audio podsustav. Izbor je napravio Grand Alliance, organizacija koja postavlja sve standarde za HDTV sustave u Sjedinjenim Državama.
Satelitska TV - Izravno satelitsko emitiranje (DBS) Već danas aktivno koristi takve prednosti Dolby Digital sustava kao što su visoka kvaliteta i jednostavnost prijenosa. Na primjer, DMX for Business koristi Dolby Digital za isporuku 120 stereo glazbenih kanala, sve iz jednog odašiljača. PrimeStar planira uskoro dodati Dolby Digital svojoj satelitskoj televizijskoj usluzi.
Kabelska televizija uvodi sustave s Dolby Digitalom zbog učinkovitosti i pripreme za standarde budućih televizijskih sustava visoke razlučivosti.
Digitalni video disk (DVD) format već uključuje Dolby Digital.
Ostali formati, poput digitalne video kasete (DVC) i digitalnog audio prijenosa (DAB), prvi su na popisu koji predstavljaju jedinstvenu kombinaciju visokokvalitetnog zvuka, učinkovitog prijenosa cijelog spektra signala i višekanalnih mogućnosti Dolbyja Digitalna tehnologija.
Što Dolby Digital čini tako fleksibilnim, ili, otvoreno rečeno, što ga čini tako dobrim?
Slova "AC" u Dolby AC-3 označavaju audio kodiranje. Digitalno audio kodiranje često se naziva "perceptivno kodiranje". Jednostavno rečeno, ovo je kodiranje koje pokušava otkriti i zatim ukloniti audio informacije koje ionako ne možemo čuti, ali zadržava ono što možemo čuti. Njegova je svrha uklopiti što više korisnih informacija u raspoloživi spektar. Razmotrimo analogiju:
Recimo da trebate prevesti 4000 ljudi (korisna informacija) s jednog mjesta na drugo u roku od sat vremena. Autoput može prevesti samo 1000 automobila na sat. Ako stavite svih 4000 ljudi u 1000 automobila, možete se riješiti nepotrebnih informacija (ostavimo 3000 automobila kod kuće). To je vrlo učinkovita isporuka, a to je ono za što je sustav Dolby Digital dizajniran.
Jedan od razloga zašto je kvaliteta zvuka CD-a tako visoka je taj što sadrži ogromnu količinu podataka: 16-bitni uzorci uzorkovani su 44 100 puta u sekundi zasebno za svaki kanal. To odgovara protoku od 1411200 bita u sekundi. Kompakt disk je tako velik prostor za pohranu da može pohraniti do 74 minute glazbe na jednom disku. Ali što učiniti ako trebate snimiti 2 sata 20-bitnog signala, a povrh svega treba imati šest kanala? Danas je tako veliki protok podataka nepraktičan za pohranjivanje ili prijenos.
Dolby Digital koder je prvi koder dizajniran posebno za višekanalni zvuk. Jedinstvena stručnost Dolby Laboratoriesa u uklanjanju audio šuma ključna je za smanjenje podatkovnog prometa jer što se manje bitova koristi za opisivanje audio signala, to je veći šum.
Dolby smanjenje buke djeluje tako da smanjuje razinu buke u odsutnosti audio signala, dok također dopušta da jači željeni audio signal prekrije ili "maskira" buku. Ali to vam omogućuje maskiranje samo buke koja je po frekvenciji bliska korisnom signalu. Stoga Dolby Digital dijeli audio spektar za svaki kanal u uske trake različitih veličina, optimizirane za frekvencijsku selektivnost ljudskog sluha. To omogućuje vrlo precizno filtriranje šuma digitalizacije tako da je po frekvenciji vrlo blizu frekvenciji kodiranog signala. Audio signal učinkovito prigušuje buku, čineći je nečujnom za uho. Tamo gdje nedostatak signala ne dopušta prikrivanje šuma digitalizacije, Dolby Digital čini sve kako bi ga smanjio. Možemo reći da je Dolby Digital vrlo učinkovit sustav za smanjenje buke, te je kao rezultat toga kvaliteta zvuka subjektivno vrlo blizu originalu.
Dolby Digital koristi tehnologiju "shared bitpool", kao i model maskiranja ljudskog sluha, kako bi postigao najveću učinkovitost prenesenih podataka. Bitovi su neravnomjerno raspoređeni među mnogim uskim frekvencijskim pojasima, au svakom konkretnom slučaju drugačije, ovisno o spektru i dinamičkoj strukturi kodiranog signala. Koristeći model slušnog maskiranja, koder osigurava optimalan broj bitova za audio signal u svakom pojasu. Dodatno, bitovi se redistribuiraju između različitih kanala u skladu s modelom prema kojem će kanal koji je frekvencijski zasićeniji zahtijevati više podataka za prijenos od drugih, slabo popunjenih, a također se uzima u obzir da je jak signal u jednom kanala može prikriti buku koja se pojavljuje u drugim kanalima. Kao rezultat toga, Dolby Digital može koristiti proporcionalno više podataka za kodiranje zvuka, proizvodeći signal više kvalitete i dopuštajući da se višestruki audio kanali kodiraju u tokove podataka niže brzine prijenosa nego što to zahtijeva čak i jedan kanal na CD-u.
TEHNIČKI PODACI
Dolby Digital koder može obraditi ulazni signal s najmanje 20-bitnim dinamičkim digitalnim signalom s frekvencijskim rasponom od 20 do 20 000 Hz ±0,5 dB (-3 dB na 3 i 20 300 Hz). Niskofrekventni kanal pokriva raspon od 20 do 120 Hz ±0,5 dB (-3 dB na 3 i 121 Hz). Podržane su brzine uzorkovanja od 32, 44,1 i 48 kHz. Širina izlaznog toka podataka može varirati od minimalno 32 kbps za jedan mono kanal do maksimalno 640 kbps, zadovoljavajući čitav niz zahtjeva. Uobičajene brzine su 384 kbps za "5.1" Dolby Digital potrošačke formate i 192 kbps za dvokanalni audio.
Dolby Digital
Film s digitalnim i analognim zvukom
Dolby Digital (AC-3, ATSC A/52) (Dolby Digital) - sustav prostorne reprodukcije zvuka koji je razvio Dolby Laboratories, Inc. ("Dolby Labs"), koju vodi Ray Dolby, pionir u audio i video industriji.
Format standardiziran Odbor za napredne televizijske sustave, dodijeljena mu je šifra A/52, Dolby Digital (DD) je zaštitni znak.
Moderni Dolby Digital sustavi pružaju šest kanala digitalnog surround zvuka. Lijevi, središnji i desni prednji kanal omogućuju točno određivanje položaja izvora zvuka na ekranu. Odvojeni "razdijeljeni" lijevi i desni stražnji bočni kanali povećavaju osjećaj prisutnosti, stvarajući volumen. A dodatni niskofrekventni kanal dodaje intenzitet akciji na ekranu.
U filmskoj industriji, zvučni zapis Dolby Digital optički se kodira izravno na filmsku vrpcu u prostorima između probušenih rupa. Postavljanje digitalnog zvučnog zapisa na isti medij kao i film omogućuje mu koegzistiranje s analognim zapisom bez potrebe za dodatnim medijem za pohranu, a također osigurava apsolutnu sinkronizaciju slike i zvuka. U IMAX kinima zvuk se snima na poseban tvrdi disk i sinkronizira s filmom pomoću vremenskog koda SMPTE.
Digitalni tok na izlazu kodera je niz audio okvira (Pack AC-3 Frame). Podaci sadržani u njemu mogu se uvjetno podijeliti u dva dijela: glavni (Main Information) i dodatni (Side Information).
Audio okvir kodera uključuje šest audio blokova. Svaki audio blok sadrži informacije o 512 uzoraka za svaki od kodiranih signala (Audio 1, Audio 2, ..., Audio n). Zbog 50% vremenskog preklapanja, 256 uzoraka iz prethodnog bloka i 256 novih uzoraka uključeno je u audio blok za svaki signal. U šest audio blokova audio okvira, ukupan broj obrađenih uzoraka za svaki od ulaznih signala bit će jednak 512 × 6 = 3072. Imajte na umu da ako je broj kodiranih audio signala 5 (3/2 format), tada ukupan broj uzoraka, informacije o kojima se nalazi u jednom audio okviru, bit će (512 × 5) × 6 = 15360, međutim, uzimajući u obzir 50% vremenskog preklapanja, bit će samo 15360 ÷ 2 = 7680 novih uzoraka. .
Nakon uzorkovanja uzoraka vremenskom segmentacijom, audio signal svakog kanala pretvara se u novi skup digitalnih podataka pomoću modificirane diskretne kosinusne transformacije (MDCT). Segmentacija audio signala po vremenu s 50% preklapanjem uzoraka i njihova konverzija iz vremenske u frekvencijsku domenu obavljaju se u bloku vremensko-frekvencijske transformacije (Frequency Domain Transform). Prije ortogonalne transformacije, uzorci audio signala ponderirani su funkcijom prozora. Potonji je prikazan u standardu A/52 u tablici.
Konverzija audio uzorka u vremenskoj domeni može se izvesti pomoću jedne duge (512 točaka) ili dvije kratke (256 točaka) transformacije. U prvom slučaju dobit će se 256, au drugom 128 + 128 MDCT koeficijenata. S kratkim uzorkom, MDCT koeficijenti oba segmenta, koji sadrže po 128 vrijednosti, kombiniraju se u jedan zajednički blok izmjenom. Ovaj opći blok također će sadržavati 256 MDCT koeficijenata.
Dugačka transformacija je najpoželjnija za signale koji polagano mijenjaju amplitudu tijekom vremena. Ima bolju frekvencijsku rezoluciju. Kratka transformacija pruža bolju vremensku rezoluciju i koristi se za signale čije se amplitude brzo mijenjaju s vremenom, kao što je područje napada zvuka. Oznaka Block Switch Flags (blksw flags) označava koja se transformacija (duga ili kratka) primjenjuje prilikom izračuna MDCT koeficijenata. Parametar Block Switch Flags uključen je u izlazni tok digitalnih podataka kao dodatna informacija i koristi ga dekoder prilikom izvođenja inverzne ortogonalne transformacije.
Kod niskih digitalnih brzina prijenosa podataka, Dolby AC-3 koder omogućuje korištenje posebnog postupka za kombiniranje signala kanala (Coupling), što omogućuje upotrebu manje bitova pri njihovom kodiranju.
U sustavu Dolby AC-3, svaki MDCT koeficijent predstavljen je u formatu s pomičnim zarezom s dvije vrijednosti: eksponentom (ili eksponentom) i mantisom: Xd[k] = A[k] × 2 -B[k] , gdje je A[k] i B [k] - mantisa i poredak k-tog koeficijenta pretvorbe, redom. Redoslijed je jednak broju nula prije prve binarne reprezentacije MDCT koeficijenta. To je u biti njegov faktor razmjera (ili faktor normalizacije). Na primjer, ako je MDCT koeficijent Xd[k] = 0,158, a njegova binarna reprezentacija napisana je kao 0,001010000110, tada je poredak (faktor skale) B[k] = 2, a mantisa 0,1010000110 u binarnom obliku ili A[k] = 0. 6308 u decimalnim sustavima. Kod kodiranja mantise uzima se u obzir predznak MDCT koeficijenta. Prije kodiranja, mantise se normaliziraju (Normalize Mantissas). Eksponenti i mantise MDCT koeficijenata kodiraju se zasebno u blokovima Encode Exponent i Quantisse, Encode Mantissas.
Blok dodjele bitova uzima u obzir učinak maskiranja. Postupak odabira bita temelji se na modelu sluha koji omogućuje procjenu najveće dopuštene (pražne) vrijednosti razine buke, koja je još uvijek maskirana korisnim signalom u pojasu kodiranja, i, u skladu s podacima ovih izračuna , za odabir odgovarajućeg broja bitova prilikom kodiranja mantise MDCT koeficijenata. Svi ovi proračuni izvode se u bloku koji se obično naziva psihoakustički model. Svaka normalizirana mantisa je kvantizirana s određenim brojem stupnjeva kvantizacije koji odgovaraju broju bitova definiranih u modulu za dodjelu bitova.
Redoslijed kodiranja MDCT koeficijenta u Dolby AC-3 koderu je broj u rasponu od 0 do 24. Prema tome, kodna riječ reda mora imati najmanje m = 5 bita (2 5 = 32). Maksimalni redoslijed u koderu ograničen je na 24.
Poznato je da ako se spektar uzorka audio signala analizira korištenjem banke filtara, od kojih svaki ima prilično uzak frekvencijski pojas, tada razlika u razinama energije signala između susjednih filtara rijetko prelazi 12 dB. Ova je okolnost uzeta u obzir prilikom kodiranja naloga. Kod kodiranja redoslijeda u Dolby AC-3 koderu koristi se metoda diferencijalne modulacije pulsnog koda, kada se ne kodira sam redoslijed, već razlika između vrijednosti redoslijeda susjednih MDCT koeficijenata. Prvi redoslijed vrijednost za signal svakog kanala u prvom pojasu analize najniže frekvencije je - ovo je uvijek četverobitna kodna riječ, koja odgovara rasponu brojeva od 0 do 15. Redoslijed u pojasu analize sljedeće više frekvencije određen je kao razlika između trenutne i prethodne vrijednosti reda odgovarajućih MDCT koeficijenata. U Dolby AC-3 koderu, razlučivost diferencijalne modulacije pulsnog koda (diskretnost mijenjanja redoslijeda) tijekom kodiranja ograničena je na vrijednosti -2, -1, 0, +1, +2. Maksimalna promjena u redovima susjednih MDCT koeficijenata je ± 2, što odgovara ± 12 dB.
Diferencijalna vrijednost redova MDCT koeficijenata kombinira se u skupine. Za postupak grupiranja koriste se tri moguće strategije, u standardu označene kao D15, D25 i D45. U strategiji D15 svaki par, au strategiji D45 svaki četiri vrijednosti diferencijalnog reda predstavljene su jednom vrijednošću broja M u digitalnom toku podataka.
Vrijednosti diferencijalnog reda dobivene izravno iz izvornih MDCT koeficijenata, u praksi ne daju uvijek maksimalnu razliku između susjednih koeficijenata koja ne prelazi raspon od ± 2, što zahtijevaju odgovarajuće tablice standarda Dolby AC-3. . Stoga je potrebna dodatna obrada niza naloga prije kodiranja. Uz njegovu pomoć se smanjuju neke vrijednosti reda, ali se istovremeno mijenjaju odgovarajuće vrijednosti mantise tako da se ispred njih pojavljuju nule u njihovom binarnom prikazu. Nakon izvođenja ove operacije, maksimalni diferencijalni poredak više neće premašiti traženu vrijednost od ± 2.
Izbor strategije (D15, D25 ili D45) za kodiranje poredaka MDCT koeficijenata je kompromis između dobre frekvencijske rezolucije, vremenske rezolucije i broja bitova potrebnih za kodiranje eksponenata. Strategije D15 i D25 mogu se koristiti za kodiranje signala koji imaju neuniformni spektar, kada se vrijednost eksponenta prilično brzo mijenja od jednog pojasa analize do drugog. Ako je spektar signala dovoljno gladak (ravan), tada se koriste D45 strategije kodiranja.
Nakon odabira strategije kodiranja redoslijeda, Dolby AC-3 koder grupira kodne riječi koje odgovaraju vrijednostima diferencijalnog eksponenta u grupe. Za sve načine rada kodera, skupovi brojeva M za tri susjedna (k, k + 1, k + 2) MDCT koeficijenta M[k], M, M su grupirani i kodirani kao jedna sedmobitna riječ prema pravilu:
Raspon promjena u mantisi koeficijenata MDCT leži u rasponu od -1 do +1 Predznak koeficijenta MDCT se uzima u obzir pri kodiranju mantise. Proces kvantiziranja mantise MDCT koeficijenata u standardu Dolby AC-3 ima sljedeće značajke:
- broj mogućih stupnjeva kvantizacije odgovara sljedećem nizu brojeva: 0, 3, 5, 7, 11, 15, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 16384, 65536; koristi se jednolika kvantizacija mantisa;
- kada je broj stupnjeva kvantizacije 3, 5, 7, 11 i 15, koristi se takozvana simetrična kvantizacija, u svim ostalim slučajevima - asimetrična;
- kada je broj stupnjeva kvantizacije 3, 5 i 11, kodne riječi mantise se kombiniraju u grupe. S tri stupnja kvantizacije, tri kodne riječi koje odgovaraju trima vrijednostima mantise su kodirane jednom pet-bitnom kodnom riječi. S pet stupnjeva kvantizacije, tri kodne riječi mantise grupiraju se i kodiraju u jednu sedmobitnu kodnu riječ. S 11 stupnjeva kvantizacije, dvije kodne riječi mantise su grupirane i kodirane u jednu sedmobitnu kodnu riječ; u drugim slučajevima nema postupka grupiranja.
Sa simetričnom kvantizacijom, umjesto kvantiziranih vrijednosti mantisa, njihovi indeksi, navedeni u odgovarajućoj tablici, uključeni su u digitalni tok. Na primjer, ako je broj stupnjeva kvantizacije 3, a vrijednost mantise leži u rasponu od -1 do -1/3, tada će se vrijednost jednaka -2/3 prenijeti na dekoder, a indeks mc = odgovarat će mu 0. Ako je vrijednost mantise u rasponu od −1/3 do +1/3, tada se vrijednost jednaka nuli prosljeđuje dekoderu i kodira se indeks mc = 1. I konačno, ako je vrijednost mantise je u rasponu od +1/3 do +1, tada se vrijednost prosljeđuje dekoderu, jednaka +2/3, i kodira se odgovarajući indeks tablice mc = 2. Slično, u obliku tablicama, intervali vrijednosti mantise i odgovarajući indeksi za broj koraka kvantizacije jednaki su 5, 7, 11 i 15. Ova metoda kvantizacije omogućuje smanjenje broja potrebnih bitova. Za sve ostale stupnjeve kvantizacije (32, 64, ..., 65536), nisu kodirani indeksi, već mantise samih MDCT koeficijenata.
Sljedeća faza je kodiranje i pakiranje tabelarnih indeksa kvantiziranih vrijednosti mantise u digitalni tok. Kod simetrične kvantizacije koristi se dodatni postupak grupiranja kako bi se smanjio broj bitova potrebnih za kodiranje indeksa. Na primjer, ako je broj stupnjeva kvantizacije 7, indeks mantise varira od 0 do 6. Kodiranje ovog niza brojeva zahtijeva 3 bita. S 11 kvantizacijskih koraka tablični indeks mantise nalazi se u rasponu od 0 do 10, a s 15 kvantizacijskih koraka već je u rasponu od 0 do 14. U ovom slučaju, broj bitova potrebnih za kodiranje svakog od njihov broj je 4 odnosno 5. Indeksi tablice grupiranja omogućuju smanjenje broja bitova potrebnih za njihovo kodiranje na 3, 5 i 11 koraka kvantizacije. S 3 i 5 stupnjeva kvantizacije, tri indeksa mantise tablice i s 11 stupnjeva kvantizacije, dva indeksa mantise tablice kodiraju se jednom kodnom riječi prema sljedećim pravilima:
Kod_grupe = 9mc[a] + 3mc[b] + mc[c]; Kod_grupe = 25mc[a] + 5mc[b] + mc[c]; Kod_grupe = 11mc[a] + mc[b],
gdje su Group_code, Group_code i Group_code kodne riječi grupa tabličnih indeksa mantisa, redom, u 3, 5, 11 kvantizacijskih koraka; mc[a], mc[b], mc[c] - tablični indeksi mantisa koeficijenata MDCT s brojevima a, b i c. Dakle, s tri stupnja kvantizacije mantise (n = 3), kodna riječ grupe koja se sastoji od tri indeksa sadržavat će 5 bitova, pa će u ovom slučaju 5 ÷ 3 = 1,67 bita biti potrošeno na kodiranje svake mantise. S n = 5, kodna riječ grupe mantise bit će predstavljena kao sedmo-bitni broj, a kodiranje svake mantise će zahtijevati 7 ÷ 3 = 2,33 bita. I konačno, s n = 11, kodiranje svake mantise će zahtijevati 7 ÷ 2 = 3,5 bita, a s n = 15 - 4 bita, itd.
Koder određuje duljinu kodne riječi svake mantise ili odgovarajućeg indeksa tablice, nakon čega se mantise posebnom procedurom raspakiraju.
Kod rada u načinu kombiniranja audio signala, enkoder spaja visokofrekventne dijelove izvornih signala u određenom frekvencijskom pojasu u jedan zajednički signal i dodatno generira tzv. kombinirane koordinate. Potonji će se koristiti od strane dekodera za vraćanje energetskih omjera visokofrekventnih dijelova spektra svakog izvornog signala koji je podvrgnut postupku kombiniranja. Nakon dekodiranja, kombinirani dijelovi u svakom od rekonstruiranih signala imat će isti spektralni sastav i razlikovati se samo u razini.
Koder generira zajednički signal jednostavnim zbrajanjem MDCT koeficijenata kombiniranih signala. U ovom slučaju, MDCT koeficijenti od 37 do 252 grupirani su u 18 podpojasa (tzv. kombinirajućih pojaseva) s 12 koeficijenata u svakom takvom podpojasu. Donje i gornje granice frekvencije kombiniranih pojaseva određuje korisnik. Koordinate kombiniranja izračunavaju se za svako kombiniranje signala podpojasa. Oni predstavljaju omjer maksimalnih MDCT koeficijenata svakog kombiniranog signala i ukupnog signala u kombiniranom podpojasu. Zatim se koordinate unije pretvaraju u format s pomičnim zarezom i uključuju u izlazni tok podataka kao dodatne informacije. Ukupni (kombinirani) signal je kodiran na isti način kao i signal neovisnih kanala.
Dolby AC-3 dekoder sustava
Dolby AC-3 dekoder prima redoslijede MDCT koeficijenata u kodiranom i pakiranom obliku. Za njihovu dekompresiju i dekodiranje potrebno je imati dodatne informacije o broju odaslanih eksponenata u signalu svakog kanala io njihovoj strategiji kodiranja (D15, D25, D45) koja se koristi u koderu. Proces dekodiranja naloga provodi se u bloku Decode Exponent. Nakon dekodiranja naloga provodi se procedura raspakiranja, dekvantizacije i denormalizacije mantisa MDCT koeficijenata (Dequantize, Denormalize Mantissas). Za njegovu provedbu koriste se parametri psihoakustičkog modela, parametri koji određuju raspodjelu bitova u koderu, kao i vraćanje vrijednosti reda MDCT koeficijenata. Operacija denormalizacije mantisa izvodi se pomicanjem bitova kodne riječi mantise udesno. U ovom slučaju, broj smjena određen je redoslijedom odgovarajućeg MDCT koeficijenta. Ako je koder koristio proceduru kombiniranja signala iz više kanala, onda očito dekoder mora izvršiti inverznu operaciju (De-Coupling), koristeći vrijednosti kombiniranih koordinata koje se prenose dekoderu u polju podataka s dodatnim informacijama. U inverznom ortogonalnom MDCT bloku (Inverzna transformacija), signal rekonstruiran u dekoderu se inverzno pretvara u vremensku domenu.
| SI. | BSI | Audio blok 0 | Audio blok 1 | Audio blok 2 | Audio blok 3 | Audio blok 4 | Audio blok 5 | AUX Podaci | CRC |
|---|
Shema 1. Struktura podataka audio okvira sustava Dolby AC-3.
| Block Switch Flags | Dither Flags | Kontrola dinamičkog raspona | Strategija spajanja | Koordinate sprezanja | Eksponentna strategija | Eksponent | Parametri dodjele bitova | Mantise |
|---|
Shema 2. Struktura podataka audio jedinice Dolby AC-3 sustava.
Struktura audio podataka u standardu Dolby AC-3 prikazana je na slici 1. Podatkovno polje zaglavlja audio okvira sadrži SI (Syncronizator Information) informacije i BSI (Bit Stream Information) informacije o konfiguraciji toka podataka.
Polje SI podataka uključuje riječ sinkronizacije (0000 1011 0111 0111 ili OB77h), bitove kodiranja kontrole buke (CRC), brzinu uzorkovanja i veličinu audio okvira. Dolby AC-3 audio okvir uključuje dvije 16-bitne CRC riječi, prvu na početku svakog okvira nakon sinkronističke riječi, a drugu na kraju. Podatkovno polje BSI sadrži podatke o konfiguraciji digitalnog toka podataka, na primjer, kao što je vrsta usluge, način rada kodera (to jest, broj kodiranih signala ili vrsta audio formata), apsolutna akustična razina signala svakog kanala, informacije o jeziku, informacije o vremenu i više.
Struktura podataka audio bloka prikazana je na Dijagramu 2. Ona uključuje sljedeća bitna polja: Block Switch Flags - parametar duljine ortogonalne transformacije; Dither Flags - znak prisutnosti dodatne buke; Dynamic Range Control - kontrolni podaci za dinamički raspon odašiljanih signala; Coupling Strategy - informacije o kombiniranju signala (signali koji se kanali kombiniraju i počevši od koje frekvencije); Coupling Coordinats - koordinate spajanja za signal svakog kanala; Strategija eksponenta - odabrana strategija kodiranja redoslijeda; Eksponenti - kodne riječi za redove MDCT koeficijenata; Bit Allocation Parameters - parametri psihoakustičkog modela; Mantise - kodne riječi za mantise MDCT koeficijenata.
Dolby Digital Technologies
Dolby Digital EX
EX je prefiks koji se koristi za označavanje Dolby Digital zvučnih sustava sa 6.1 kanala: dva prednja, središnji, niskofrekventni, surround stražnji i dva bočna surrounda.
Dolby Digital Surround-EX
Dolby Digital Surround-EX dodaje treći kanal surround zvuka zvučnom zapisu. Ideja pripada inženjerima zvuka studija Skywalker Sound. Tehnologija je razvijena u suradnji s Dolby Laboratories i Lucasfilm THX.
Dolby Digital uživo
Dolby Digital Live (DDL) je tehnologija za kodiranje višekanalnih (5.1) audio signala u AC3 format u stvarnom vremenu, koju je predložio Dolby Technologies. Dizajniran za prijenos višekanalnog zvuka iz igara i drugih aplikacija do prijemnika putem S/PDIF sučelja (optičkog ili koaksijalnog).
Njegova upotreba omogućuje vam da se riješite ograničenja zbog kojih se putem digitalnih sučelja mogu prenositi samo gotovi (tj. pohranjeni kodirani u AC3 ili DTS formatu) višekanalni zapisi, obično zvučni zapisi filmova, te u igrama mogućnosti digitalnog izlaza bile su ograničene na uobičajeni stereo zvuk. (Za puni 5.1 u igrama u takvim slučajevima potrebna je trožilna analogna veza, ako je, naravno, moguće.)
Temeljni i kobni nedostatak DDL tehnologije je izvjestan gubitak kvalitete zvuka zbog kompresije u AC3 format (usporediv s prijelazom s CD-Audio na mp3 s visokim bitrateom), koji je, međutim, potpuno nekritičan za svoju glavnu namjenu primjena.
Trenutno se ova tehnologija prvenstveno nalazi u matičnim pločama opremljenim Realtek ALC882D, ALC888DD i ALC888H kodecima, kao i nekim C-Media kodecima. Takve se ploče mogu pronaći prema frazama "AC3 Encode" ili "Dolby Digital Live" u opisu proizvoda.
Ova se tehnologija počinje uvoditi i u prijenosna računala, gdje, s obzirom na nedostatak prostora za “dodatne” analogne konektore, obećava najveće prednosti – jedan konektor omogućit će vam puni 5.1 zvuk u svim aplikacijama, pod uvjetom da laptop spojite na na prijemnik ili set aktivnih zvučnika s ugrađenim dekoderom.
Od pojedinačnih zvučnih kartica koje podržavaju ovu tehnologiju vrijedi istaknuti Terratec Aureon 7.1, au popularnim zvučnim karticama obitelji Creative X-Fi nema DDL podrške, no (prema neslužbenim informacijama) u budućnosti je moguća da će biti uveden retroaktivno kada se objavi nova verzija upravljačkih programa.
Za 2010. sljedeći modeli iz obitelji Creative X-Fi podržavaju ovu tehnologiju: CREATIVE X-Fi Titanium 7.1, CREATIVE X-Fi Titanium Fatal1ty Pro 7.1, CREATIVE X-Fi Titanium Fatal1ty Champion 7.1
Dolby Digital Plus
MIPS Technologies i Dolby Laboratories predstavili su novu audio tehnologiju za uređaje koji podržavaju video i audio reprodukciju visoke razlučivosti, kao što su HD DVD i Blu-ray playeri. Audio tehnologija se zove Dolby Digital Plus i može se koristiti u jezgrama mikroprocesora MIPS32.
Dolby Digital Plus također će poboljšati kvalitetu snimanja audio sadržaja na HD DVD i Blu-ray Disk medije, zahvaljujući podršci za još veći broj kanala nego što je to bilo moguće s Dolby Digitalom. Tvrtke će programerima SoC rješenja (System-on-Chip) predstaviti varijante integriranog Dolby Digital Plus kodeka temeljenog na MIPS jezgri.
Osobitosti:
- Višekanalni zvuk s neovisnim kanalima
- Podržava do 7.1 kanala* i mogućnost da imate više audio programa u jednom streamu
- Dolby Digital stream izlaz za kompatibilnost sa starijim uređajima
- Maksimalna brzina protoka do 6 Mbps
- Brzina prijenosa od 3 Mbps na HD DVD-u i do 1,7 Mbps na Blu-ray disku
- HDMI podržan
- Jedan tok može sadržavati materijal na različitim jezicima
- Nove mogućnosti kodiranja za audio profesionalce
- Održava visoku kvalitetu pri učinkovitijim brzinama prijenosa podataka (200 Kbps za 5.1 kanala)
"Dolby Digital Plus podržava više od 8 audio kanala. HD DVD i Blu-ray Disc standardi trenutno ograničavaju ovaj broj na 8.
Dolby TrueHD
Dolby TrueHD jedan je od prva dva nekomprimirana (komprimirana bez gubitaka) audio formata dostupna samo za optičke HD playere. Iako Dolby TrueHD kodek nije obavezan, format je široko podržan od strane Blu-ray playera i diskova (puno više od DD+, koji često nedostaje na Blu-ray diskovima). Dolby TrueHD koristi algoritam kompresije Meridian Lossless Packing (MLP). Dolby TrueHD digitalni stream može primiti do 14 pojedinačnih audio kanala, ali u praksi radi sa 6 (5.1) ili 8 (7.1) kanala. Dolby TrueHD podržava dubinu bita do 24 bita i brzinu uzorkovanja do 192 kHz (za maksimalni nekomprimirani tok od 63 Mbps), ali za Blu-ray trenutno je dostupno najviše 8 kanala na 24 bita i 96 kHz ( ili alternativno 6 kanala na 24 bita i 192 kHz) za maksimalni komprimirani tok od 18 Mbps. Pretraga dostupnih Dolby TrueHD filmova na Blu-ray diskovima otkrila je da je trenutno dostupna samo polovica: 6 kanala pri brzini uzorkovanja od 96 kHz i dubini od 24 bita (ekvivalentno 13,5 Mbps nekomprimiranih i 9 Mbps komprimiranih). s, na primjer, na diskovi s koncertima grupe Davea Matthewsa i Tima Reynoldsa, koji su na web stranici Cinema Squid dobili odlične ocjene za kvalitetu).
Specifikacija zapisa Dolby TrueHD za Blu-ray filmove je sljedeća:
- Audio kodek - Dolby TrueHD.
- Kanali (zvučna shema) su gotovo uvijek 5.1, 6.1 i 7.1 su vrlo rijetki.
- Podaci o jasnoći zvuka često nisu dostupni, ali tipične vrijednosti su 16 bita na 48 kHz ili 24 bita na 48 kHz; za neke live diskove ove vrijednosti su 24 bita na 96 kHz.
- Vrijednost toka obično nije dostupna, ali je obično 4608 kbps (4,5 Mbps, što odgovara šest kanala na 48 kHz i 16 bita). Najveća brzina koju smo vidjeli na komercijalnim koncertnim Blu-ray diskovima bila je 9,0 Mbps, što je jednako šest kanala na 96 kHz i 24 bita. Maksimalna vrijednost za Blu-ray je 18 Mbps.
Dolby tehnologije na optičkim medijima
| HD DVD | Blu-ray disk | DVD-Video | DVD-Audio | laserski disk | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kodek | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok |
| Dolby Digital | Obavezno | 5.1 | 504 kbps | Obavezno | 5.1 | 640 kbps | Obavezno | 5.1 | 448 kbps | Dodatno u video dijelu za kompatibilnost s konvencionalnim DVD playerima | 5.1 | 448 kbps | Dodatno | 5.1 | 384 kbit/s |
| Dolby Digital Plus | 7.1 | 3 Mbit/s | Dodatno | 7.1 | 1,7 Mbit/s | Nije korišten | |||||||||
| Dolby TrueHD | 8 | 18 Mbit/s | 8 | 18 Mbit/s | |||||||||||
- Dolby Digital zvuk se prvi put pojavio u kinima 1992. s Batman Returns.
- Poticaj za razvoj Dolby Digital Surround-EX bila je potreba za zvučnom slikom svemirskog broda koji leti iznad gledališta u filmu “Ratovi zvijezda. Epizoda I: Fantomska prijetnja."
vidi također
- Dolby Atmos
- Immsound
- Digitalni audio
Književnost
- Standard kompresije digitalnog zvuka (AC-3)/Doc.A/52, 1995-12-20
- I. A. Aldoshina, E. I. Vologodin, A. P. Efimov i drugi. Elektroakustika i emitiranje zvuka: udžbenik za sveučilišta / Uredio Yu. A Kovalgin. - M.: Hotline-Telecom, Radio and Communications, 2007. - 872 str.: ilustr.
Linkovi
| Audio kompresija (usporedba formata) | |
|---|---|
| Kodeci | |
| Govor/glas | |
| Bez gubitaka | |
| Standardi i formati |
|
| Medijski spremnici | |
|---|---|
| Video/audio | |
| Audio | |
| Grafički formati (kompresija) | |
| Raster | |
| Vektor | |
| Kompleks | |
| Emitirani video formati | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Televizija | |||||||||||
| Analog |
|
||||||||||
| Digitalni |
| ||||||||||
Dolby Digital
Film s digitalnim i analognim zvukom
Dolby Digital (AC-3, ATSC A/52) (Dolby Digital) - sustav prostorne reprodukcije zvuka koji je razvio Dolby Laboratories, Inc. ("Dolby Labs"), koju vodi Ray Dolby, pionir u audio i video industriji.
Format standardiziran Odbor za napredne televizijske sustave, dodijeljena mu je šifra A/52, Dolby Digital (DD) je zaštitni znak.
Moderni Dolby Digital sustavi pružaju šest kanala digitalnog surround zvuka. Lijevi, središnji i desni prednji kanal omogućuju točno određivanje položaja izvora zvuka na ekranu. Odvojeni "razdijeljeni" lijevi i desni stražnji bočni kanali povećavaju osjećaj prisutnosti, stvarajući volumen. A dodatni niskofrekventni kanal dodaje intenzitet akciji na ekranu.
U filmskoj industriji, zvučni zapis Dolby Digital optički se kodira izravno na filmsku vrpcu u prostorima između probušenih rupa. Postavljanje digitalnog zvučnog zapisa na isti medij kao i film omogućuje mu koegzistiranje s analognim zapisom bez potrebe za dodatnim medijem za pohranu, a također osigurava apsolutnu sinkronizaciju slike i zvuka. U IMAX kinima zvuk se snima na poseban tvrdi disk i sinkronizira s filmom pomoću vremenskog koda SMPTE.
Digitalni tok na izlazu kodera je niz audio okvira (Pack AC-3 Frame). Podaci sadržani u njemu mogu se uvjetno podijeliti u dva dijela: glavni (Main Information) i dodatni (Side Information).
Audio okvir kodera uključuje šest audio blokova. Svaki audio blok sadrži informacije o 512 uzoraka za svaki od kodiranih signala (Audio 1, Audio 2, ..., Audio n). Zbog 50% vremenskog preklapanja, 256 uzoraka iz prethodnog bloka i 256 novih uzoraka uključeno je u audio blok za svaki signal. U šest audio blokova audio okvira, ukupan broj obrađenih uzoraka za svaki od ulaznih signala bit će jednak 512 × 6 = 3072. Imajte na umu da ako je broj kodiranih audio signala 5 (3/2 format), tada ukupan broj uzoraka, informacije o kojima se nalazi u jednom audio okviru, bit će (512 × 5) × 6 = 15360, međutim, uzimajući u obzir 50% vremenskog preklapanja, bit će samo 15360 ÷ 2 = 7680 novih uzoraka. .
Nakon uzorkovanja uzoraka vremenskom segmentacijom, audio signal svakog kanala pretvara se u novi skup digitalnih podataka pomoću modificirane diskretne kosinusne transformacije (MDCT). Segmentacija audio signala po vremenu s 50% preklapanjem uzoraka i njihova konverzija iz vremenske u frekvencijsku domenu obavljaju se u bloku vremensko-frekvencijske transformacije (Frequency Domain Transform). Prije ortogonalne transformacije, uzorci audio signala ponderirani su funkcijom prozora. Potonji je prikazan u standardu A/52 u tablici.
Konverzija audio uzorka u vremenskoj domeni može se izvesti pomoću jedne duge (512 točaka) ili dvije kratke (256 točaka) transformacije. U prvom slučaju dobit će se 256, au drugom 128 + 128 MDCT koeficijenata. S kratkim uzorkom, MDCT koeficijenti oba segmenta, koji sadrže po 128 vrijednosti, kombiniraju se u jedan zajednički blok izmjenom. Ovaj opći blok također će sadržavati 256 MDCT koeficijenata.
Dugačka transformacija je najpoželjnija za signale koji polagano mijenjaju amplitudu tijekom vremena. Ima bolju frekvencijsku rezoluciju. Kratka transformacija pruža bolju vremensku rezoluciju i koristi se za signale čije se amplitude brzo mijenjaju s vremenom, kao što je područje napada zvuka. Oznaka Block Switch Flags (blksw flags) označava koja se transformacija (duga ili kratka) primjenjuje prilikom izračuna MDCT koeficijenata. Parametar Block Switch Flags uključen je u izlazni tok digitalnih podataka kao dodatna informacija i koristi ga dekoder prilikom izvođenja inverzne ortogonalne transformacije.
Kod niskih digitalnih brzina prijenosa podataka, Dolby AC-3 koder omogućuje korištenje posebnog postupka za kombiniranje signala kanala (Coupling), što omogućuje upotrebu manje bitova pri njihovom kodiranju.
U sustavu Dolby AC-3, svaki MDCT koeficijent predstavljen je u formatu s pomičnim zarezom s dvije vrijednosti: eksponentom (ili eksponentom) i mantisom: Xd[k] = A[k] × 2 -B[k] , gdje je A[k] i B [k] - mantisa i poredak k-tog koeficijenta pretvorbe, redom. Redoslijed je jednak broju nula prije prve binarne reprezentacije MDCT koeficijenta. To je u biti njegov faktor razmjera (ili faktor normalizacije). Na primjer, ako je MDCT koeficijent Xd[k] = 0,158, a njegova binarna reprezentacija napisana je kao 0,001010000110, tada je poredak (faktor skale) B[k] = 2, a mantisa 0,1010000110 u binarnom obliku ili A[k] = 0. 6308 u decimalnim sustavima. Kod kodiranja mantise uzima se u obzir predznak MDCT koeficijenta. Prije kodiranja, mantise se normaliziraju (Normalize Mantissas). Eksponenti i mantise MDCT koeficijenata kodiraju se zasebno u blokovima Encode Exponent i Quantisse, Encode Mantissas.
Blok dodjele bitova uzima u obzir učinak maskiranja. Postupak odabira bita temelji se na modelu sluha koji omogućuje procjenu najveće dopuštene (pražne) vrijednosti razine buke, koja je još uvijek maskirana korisnim signalom u pojasu kodiranja, i, u skladu s podacima ovih izračuna , za odabir odgovarajućeg broja bitova prilikom kodiranja mantise MDCT koeficijenata. Svi ovi proračuni izvode se u bloku koji se obično naziva psihoakustički model. Svaka normalizirana mantisa je kvantizirana s određenim brojem stupnjeva kvantizacije koji odgovaraju broju bitova definiranih u modulu za dodjelu bitova.
Redoslijed kodiranja MDCT koeficijenta u Dolby AC-3 koderu je broj u rasponu od 0 do 24. Prema tome, kodna riječ reda mora imati najmanje m = 5 bita (2 5 = 32). Maksimalni redoslijed u koderu ograničen je na 24.
Poznato je da ako se spektar uzorka audio signala analizira korištenjem banke filtara, od kojih svaki ima prilično uzak frekvencijski pojas, tada razlika u razinama energije signala između susjednih filtara rijetko prelazi 12 dB. Ova je okolnost uzeta u obzir prilikom kodiranja naloga. Kod kodiranja redoslijeda u Dolby AC-3 koderu koristi se metoda diferencijalne modulacije pulsnog koda, kada se ne kodira sam redoslijed, već razlika između vrijednosti redoslijeda susjednih MDCT koeficijenata. Prvi redoslijed vrijednost za signal svakog kanala u prvom pojasu analize najniže frekvencije je - ovo je uvijek četverobitna kodna riječ, koja odgovara rasponu brojeva od 0 do 15. Redoslijed u pojasu analize sljedeće više frekvencije određen je kao razlika između trenutne i prethodne vrijednosti reda odgovarajućih MDCT koeficijenata. U Dolby AC-3 koderu, razlučivost diferencijalne modulacije pulsnog koda (diskretnost mijenjanja redoslijeda) tijekom kodiranja ograničena je na vrijednosti -2, -1, 0, +1, +2. Maksimalna promjena u redovima susjednih MDCT koeficijenata je ± 2, što odgovara ± 12 dB.
Diferencijalna vrijednost redova MDCT koeficijenata kombinira se u skupine. Za postupak grupiranja koriste se tri moguće strategije, u standardu označene kao D15, D25 i D45. U strategiji D15 svaki par, au strategiji D45 svaki četiri vrijednosti diferencijalnog reda predstavljene su jednom vrijednošću broja M u digitalnom toku podataka.
Vrijednosti diferencijalnog reda dobivene izravno iz izvornih MDCT koeficijenata, u praksi ne daju uvijek maksimalnu razliku između susjednih koeficijenata koja ne prelazi raspon od ± 2, što zahtijevaju odgovarajuće tablice standarda Dolby AC-3. . Stoga je potrebna dodatna obrada niza naloga prije kodiranja. Uz njegovu pomoć se smanjuju neke vrijednosti reda, ali se istovremeno mijenjaju odgovarajuće vrijednosti mantise tako da se ispred njih pojavljuju nule u njihovom binarnom prikazu. Nakon izvođenja ove operacije, maksimalni diferencijalni poredak više neće premašiti traženu vrijednost od ± 2.
Izbor strategije (D15, D25 ili D45) za kodiranje poredaka MDCT koeficijenata je kompromis između dobre frekvencijske rezolucije, vremenske rezolucije i broja bitova potrebnih za kodiranje eksponenata. Strategije D15 i D25 mogu se koristiti za kodiranje signala koji imaju neuniformni spektar, kada se vrijednost eksponenta prilično brzo mijenja od jednog pojasa analize do drugog. Ako je spektar signala dovoljno gladak (ravan), tada se koriste D45 strategije kodiranja.
Nakon odabira strategije kodiranja redoslijeda, Dolby AC-3 koder grupira kodne riječi koje odgovaraju vrijednostima diferencijalnog eksponenta u grupe. Za sve načine rada kodera, skupovi brojeva M za tri susjedna (k, k + 1, k + 2) MDCT koeficijenta M[k], M, M su grupirani i kodirani kao jedna sedmobitna riječ prema pravilu:
Raspon promjena u mantisi koeficijenata MDCT leži u rasponu od -1 do +1 Predznak koeficijenta MDCT se uzima u obzir pri kodiranju mantise. Proces kvantiziranja mantise MDCT koeficijenata u standardu Dolby AC-3 ima sljedeće značajke:
- broj mogućih stupnjeva kvantizacije odgovara sljedećem nizu brojeva: 0, 3, 5, 7, 11, 15, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 16384, 65536; koristi se jednolika kvantizacija mantisa;
- kada je broj stupnjeva kvantizacije 3, 5, 7, 11 i 15, koristi se takozvana simetrična kvantizacija, u svim ostalim slučajevima - asimetrična;
- kada je broj stupnjeva kvantizacije 3, 5 i 11, kodne riječi mantise se kombiniraju u grupe. S tri stupnja kvantizacije, tri kodne riječi koje odgovaraju trima vrijednostima mantise su kodirane jednom pet-bitnom kodnom riječi. S pet stupnjeva kvantizacije, tri kodne riječi mantise grupiraju se i kodiraju u jednu sedmobitnu kodnu riječ. S 11 stupnjeva kvantizacije, dvije kodne riječi mantise su grupirane i kodirane u jednu sedmobitnu kodnu riječ; u drugim slučajevima nema postupka grupiranja.
Sa simetričnom kvantizacijom, umjesto kvantiziranih vrijednosti mantisa, njihovi indeksi, navedeni u odgovarajućoj tablici, uključeni su u digitalni tok. Na primjer, ako je broj stupnjeva kvantizacije 3, a vrijednost mantise leži u rasponu od -1 do -1/3, tada će se vrijednost jednaka -2/3 prenijeti na dekoder, a indeks mc = odgovarat će mu 0. Ako je vrijednost mantise u rasponu od −1/3 do +1/3, tada se vrijednost jednaka nuli prosljeđuje dekoderu i kodira se indeks mc = 1. I konačno, ako je vrijednost mantise je u rasponu od +1/3 do +1, tada se vrijednost prosljeđuje dekoderu, jednaka +2/3, i kodira se odgovarajući indeks tablice mc = 2. Slično, u obliku tablicama, intervali vrijednosti mantise i odgovarajući indeksi za broj koraka kvantizacije jednaki su 5, 7, 11 i 15. Ova metoda kvantizacije omogućuje smanjenje broja potrebnih bitova. Za sve ostale stupnjeve kvantizacije (32, 64, ..., 65536), nisu kodirani indeksi, već mantise samih MDCT koeficijenata.
Sljedeća faza je kodiranje i pakiranje tabelarnih indeksa kvantiziranih vrijednosti mantise u digitalni tok. Kod simetrične kvantizacije koristi se dodatni postupak grupiranja kako bi se smanjio broj bitova potrebnih za kodiranje indeksa. Na primjer, ako je broj stupnjeva kvantizacije 7, indeks mantise varira od 0 do 6. Kodiranje ovog niza brojeva zahtijeva 3 bita. S 11 kvantizacijskih koraka tablični indeks mantise nalazi se u rasponu od 0 do 10, a s 15 kvantizacijskih koraka već je u rasponu od 0 do 14. U ovom slučaju, broj bitova potrebnih za kodiranje svakog od njihov broj je 4 odnosno 5. Indeksi tablice grupiranja omogućuju smanjenje broja bitova potrebnih za njihovo kodiranje na 3, 5 i 11 koraka kvantizacije. S 3 i 5 stupnjeva kvantizacije, tri indeksa mantise tablice i s 11 stupnjeva kvantizacije, dva indeksa mantise tablice kodiraju se jednom kodnom riječi prema sljedećim pravilima:
Kod_grupe = 9mc[a] + 3mc[b] + mc[c]; Kod_grupe = 25mc[a] + 5mc[b] + mc[c]; Kod_grupe = 11mc[a] + mc[b],
gdje su Group_code, Group_code i Group_code kodne riječi grupa tabličnih indeksa mantisa, redom, u 3, 5, 11 kvantizacijskih koraka; mc[a], mc[b], mc[c] - tablični indeksi mantisa koeficijenata MDCT s brojevima a, b i c. Dakle, s tri stupnja kvantizacije mantise (n = 3), kodna riječ grupe koja se sastoji od tri indeksa sadržavat će 5 bitova, pa će u ovom slučaju 5 ÷ 3 = 1,67 bita biti potrošeno na kodiranje svake mantise. S n = 5, kodna riječ grupe mantise bit će predstavljena kao sedmo-bitni broj, a kodiranje svake mantise će zahtijevati 7 ÷ 3 = 2,33 bita. I konačno, s n = 11, kodiranje svake mantise će zahtijevati 7 ÷ 2 = 3,5 bita, a s n = 15 - 4 bita, itd.
Koder određuje duljinu kodne riječi svake mantise ili odgovarajućeg indeksa tablice, nakon čega se mantise posebnom procedurom raspakiraju.
Kod rada u načinu kombiniranja audio signala, enkoder spaja visokofrekventne dijelove izvornih signala u određenom frekvencijskom pojasu u jedan zajednički signal i dodatno generira tzv. kombinirane koordinate. Potonji će se koristiti od strane dekodera za vraćanje energetskih omjera visokofrekventnih dijelova spektra svakog izvornog signala koji je podvrgnut postupku kombiniranja. Nakon dekodiranja, kombinirani dijelovi u svakom od rekonstruiranih signala imat će isti spektralni sastav i razlikovati se samo u razini.
Koder generira zajednički signal jednostavnim zbrajanjem MDCT koeficijenata kombiniranih signala. U ovom slučaju, MDCT koeficijenti od 37 do 252 grupirani su u 18 podpojasa (tzv. kombinirajućih pojaseva) s 12 koeficijenata u svakom takvom podpojasu. Donje i gornje granice frekvencije kombiniranih pojaseva određuje korisnik. Koordinate kombiniranja izračunavaju se za svako kombiniranje signala podpojasa. Oni predstavljaju omjer maksimalnih MDCT koeficijenata svakog kombiniranog signala i ukupnog signala u kombiniranom podpojasu. Zatim se koordinate unije pretvaraju u format s pomičnim zarezom i uključuju u izlazni tok podataka kao dodatne informacije. Ukupni (kombinirani) signal je kodiran na isti način kao i signal neovisnih kanala.
Dolby AC-3 dekoder sustava
Dolby AC-3 dekoder prima redoslijede MDCT koeficijenata u kodiranom i pakiranom obliku. Za njihovu dekompresiju i dekodiranje potrebno je imati dodatne informacije o broju odaslanih eksponenata u signalu svakog kanala io njihovoj strategiji kodiranja (D15, D25, D45) koja se koristi u koderu. Proces dekodiranja naloga provodi se u bloku Decode Exponent. Nakon dekodiranja naloga provodi se procedura raspakiranja, dekvantizacije i denormalizacije mantisa MDCT koeficijenata (Dequantize, Denormalize Mantissas). Za njegovu provedbu koriste se parametri psihoakustičkog modela, parametri koji određuju raspodjelu bitova u koderu, kao i vraćanje vrijednosti reda MDCT koeficijenata. Operacija denormalizacije mantisa izvodi se pomicanjem bitova kodne riječi mantise udesno. U ovom slučaju, broj smjena određen je redoslijedom odgovarajućeg MDCT koeficijenta. Ako je koder koristio proceduru kombiniranja signala iz više kanala, onda očito dekoder mora izvršiti inverznu operaciju (De-Coupling), koristeći vrijednosti kombiniranih koordinata koje se prenose dekoderu u polju podataka s dodatnim informacijama. U inverznom ortogonalnom MDCT bloku (Inverzna transformacija), signal rekonstruiran u dekoderu se inverzno pretvara u vremensku domenu.
| SI. | BSI | Audio blok 0 | Audio blok 1 | Audio blok 2 | Audio blok 3 | Audio blok 4 | Audio blok 5 | AUX Podaci | CRC |
|---|
Shema 1. Struktura podataka audio okvira sustava Dolby AC-3.
| Block Switch Flags | Dither Flags | Kontrola dinamičkog raspona | Strategija spajanja | Koordinate sprezanja | Eksponentna strategija | Eksponent | Parametri dodjele bitova | Mantise |
|---|
Shema 2. Struktura podataka audio jedinice Dolby AC-3 sustava.
Struktura audio podataka u standardu Dolby AC-3 prikazana je na slici 1. Podatkovno polje zaglavlja audio okvira sadrži SI (Syncronizator Information) informacije i BSI (Bit Stream Information) informacije o konfiguraciji toka podataka.
Polje SI podataka uključuje riječ sinkronizacije (0000 1011 0111 0111 ili OB77h), bitove kodiranja kontrole buke (CRC), brzinu uzorkovanja i veličinu audio okvira. Dolby AC-3 audio okvir uključuje dvije 16-bitne CRC riječi, prvu na početku svakog okvira nakon sinkronističke riječi, a drugu na kraju. Podatkovno polje BSI sadrži podatke o konfiguraciji digitalnog toka podataka, na primjer, kao što je vrsta usluge, način rada kodera (to jest, broj kodiranih signala ili vrsta audio formata), apsolutna akustična razina signala svakog kanala, informacije o jeziku, informacije o vremenu i više.
Struktura podataka audio bloka prikazana je na Dijagramu 2. Ona uključuje sljedeća bitna polja: Block Switch Flags - parametar duljine ortogonalne transformacije; Dither Flags - znak prisutnosti dodatne buke; Dynamic Range Control - kontrolni podaci za dinamički raspon odašiljanih signala; Coupling Strategy - informacije o kombiniranju signala (signali koji se kanali kombiniraju i počevši od koje frekvencije); Coupling Coordinats - koordinate spajanja za signal svakog kanala; Strategija eksponenta - odabrana strategija kodiranja redoslijeda; Eksponenti - kodne riječi za redove MDCT koeficijenata; Bit Allocation Parameters - parametri psihoakustičkog modela; Mantise - kodne riječi za mantise MDCT koeficijenata.
Dolby Digital Technologies
Dolby Digital EX
EX je prefiks koji se koristi za označavanje Dolby Digital zvučnih sustava sa 6.1 kanala: dva prednja, središnji, niskofrekventni, surround stražnji i dva bočna surrounda.
Dolby Digital Surround-EX
Dolby Digital Surround-EX dodaje treći kanal surround zvuka zvučnom zapisu. Ideja pripada inženjerima zvuka studija Skywalker Sound. Tehnologija je razvijena u suradnji s Dolby Laboratories i Lucasfilm THX.
Dolby Digital uživo
Dolby Digital Live (DDL) je tehnologija za kodiranje višekanalnih (5.1) audio signala u AC3 format u stvarnom vremenu, koju je predložio Dolby Technologies. Dizajniran za prijenos višekanalnog zvuka iz igara i drugih aplikacija do prijemnika putem S/PDIF sučelja (optičkog ili koaksijalnog).
Njegova upotreba omogućuje vam da se riješite ograničenja zbog kojih se putem digitalnih sučelja mogu prenositi samo gotovi (tj. pohranjeni kodirani u AC3 ili DTS formatu) višekanalni zapisi, obično zvučni zapisi filmova, te u igrama mogućnosti digitalnog izlaza bile su ograničene na uobičajeni stereo zvuk. (Za puni 5.1 u igrama u takvim slučajevima potrebna je trožilna analogna veza, ako je, naravno, moguće.)
Temeljni i kobni nedostatak DDL tehnologije je izvjestan gubitak kvalitete zvuka zbog kompresije u AC3 format (usporediv s prijelazom s CD-Audio na mp3 s visokim bitrateom), koji je, međutim, potpuno nekritičan za svoju glavnu namjenu primjena.
Trenutno se ova tehnologija prvenstveno nalazi u matičnim pločama opremljenim Realtek ALC882D, ALC888DD i ALC888H kodecima, kao i nekim C-Media kodecima. Takve se ploče mogu pronaći prema frazama "AC3 Encode" ili "Dolby Digital Live" u opisu proizvoda.
Ova se tehnologija počinje uvoditi i u prijenosna računala, gdje, s obzirom na nedostatak prostora za “dodatne” analogne konektore, obećava najveće prednosti – jedan konektor omogućit će vam puni 5.1 zvuk u svim aplikacijama, pod uvjetom da laptop spojite na na prijemnik ili set aktivnih zvučnika s ugrađenim dekoderom.
Od pojedinačnih zvučnih kartica koje podržavaju ovu tehnologiju vrijedi istaknuti Terratec Aureon 7.1, au popularnim zvučnim karticama obitelji Creative X-Fi nema DDL podrške, no (prema neslužbenim informacijama) u budućnosti je moguća da će biti uveden retroaktivno kada se objavi nova verzija upravljačkih programa.
Za 2010. sljedeći modeli iz obitelji Creative X-Fi podržavaju ovu tehnologiju: CREATIVE X-Fi Titanium 7.1, CREATIVE X-Fi Titanium Fatal1ty Pro 7.1, CREATIVE X-Fi Titanium Fatal1ty Champion 7.1
Dolby Digital Plus
MIPS Technologies i Dolby Laboratories predstavili su novu audio tehnologiju za uređaje koji podržavaju video i audio reprodukciju visoke razlučivosti, kao što su HD DVD i Blu-ray playeri. Audio tehnologija se zove Dolby Digital Plus i može se koristiti u jezgrama mikroprocesora MIPS32.
Dolby Digital Plus također će poboljšati kvalitetu snimanja audio sadržaja na HD DVD i Blu-ray Disk medije, zahvaljujući podršci za još veći broj kanala nego što je to bilo moguće s Dolby Digitalom. Tvrtke će programerima SoC rješenja (System-on-Chip) predstaviti varijante integriranog Dolby Digital Plus kodeka temeljenog na MIPS jezgri.
Osobitosti:
- Višekanalni zvuk s neovisnim kanalima
- Podržava do 7.1 kanala* i mogućnost da imate više audio programa u jednom streamu
- Dolby Digital stream izlaz za kompatibilnost sa starijim uređajima
- Maksimalna brzina protoka do 6 Mbps
- Brzina prijenosa od 3 Mbps na HD DVD-u i do 1,7 Mbps na Blu-ray disku
- HDMI podržan
- Jedan tok može sadržavati materijal na različitim jezicima
- Nove mogućnosti kodiranja za audio profesionalce
- Održava visoku kvalitetu pri učinkovitijim brzinama prijenosa podataka (200 Kbps za 5.1 kanala)
"Dolby Digital Plus podržava više od 8 audio kanala. HD DVD i Blu-ray Disc standardi trenutno ograničavaju ovaj broj na 8.
Dolby TrueHD
Dolby TrueHD jedan je od prva dva nekomprimirana (komprimirana bez gubitaka) audio formata dostupna samo za optičke HD playere. Iako Dolby TrueHD kodek nije obavezan, format je široko podržan od strane Blu-ray playera i diskova (puno više od DD+, koji često nedostaje na Blu-ray diskovima). Dolby TrueHD koristi algoritam kompresije Meridian Lossless Packing (MLP). Dolby TrueHD digitalni stream može primiti do 14 pojedinačnih audio kanala, ali u praksi radi sa 6 (5.1) ili 8 (7.1) kanala. Dolby TrueHD podržava dubinu bita do 24 bita i brzinu uzorkovanja do 192 kHz (za maksimalni nekomprimirani tok od 63 Mbps), ali za Blu-ray trenutno je dostupno najviše 8 kanala na 24 bita i 96 kHz ( ili alternativno 6 kanala na 24 bita i 192 kHz) za maksimalni komprimirani tok od 18 Mbps. Pretraga dostupnih Dolby TrueHD filmova na Blu-ray diskovima otkrila je da je trenutno dostupna samo polovica: 6 kanala pri brzini uzorkovanja od 96 kHz i dubini od 24 bita (ekvivalentno 13,5 Mbps nekomprimiranih i 9 Mbps komprimiranih). s, na primjer, na diskovi s koncertima grupe Davea Matthewsa i Tima Reynoldsa, koji su na web stranici Cinema Squid dobili odlične ocjene za kvalitetu).
Specifikacija zapisa Dolby TrueHD za Blu-ray filmove je sljedeća:
- Audio kodek - Dolby TrueHD.
- Kanali (zvučna shema) su gotovo uvijek 5.1, 6.1 i 7.1 su vrlo rijetki.
- Podaci o jasnoći zvuka često nisu dostupni, ali tipične vrijednosti su 16 bita na 48 kHz ili 24 bita na 48 kHz; za neke live diskove ove vrijednosti su 24 bita na 96 kHz.
- Vrijednost toka obično nije dostupna, ali je obično 4608 kbps (4,5 Mbps, što odgovara šest kanala na 48 kHz i 16 bita). Najveća brzina koju smo vidjeli na komercijalnim koncertnim Blu-ray diskovima bila je 9,0 Mbps, što je jednako šest kanala na 96 kHz i 24 bita. Maksimalna vrijednost za Blu-ray je 18 Mbps.
Dolby tehnologije na optičkim medijima
| HD DVD | Blu-ray disk | DVD-Video | DVD-Audio | laserski disk | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| kodek | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok | Hardverska podrška | Broj kanala (maks.) | Maks. protok |
| Dolby Digital | Obavezno | 5.1 | 504 kbps | Obavezno | 5.1 | 640 kbps | Obavezno | 5.1 | 448 kbps | Dodatno u video dijelu za kompatibilnost s konvencionalnim DVD playerima | 5.1 | 448 kbps | Dodatno | 5.1 | 384 kbit/s |
| Dolby Digital Plus | 7.1 | 3 Mbit/s | Dodatno | 7.1 | 1,7 Mbit/s | Nije korišten | |||||||||
| Dolby TrueHD | 8 | 18 Mbit/s | 8 | 18 Mbit/s | |||||||||||
- Dolby Digital zvuk se prvi put pojavio u kinima 1992. s Batman Returns.
- Poticaj za razvoj Dolby Digital Surround-EX bila je potreba za zvučnom slikom svemirskog broda koji leti iznad gledališta u filmu “Ratovi zvijezda. Epizoda I: Fantomska prijetnja."
vidi također
- Dolby Atmos
- Immsound
- Digitalni audio
Književnost
- Standard kompresije digitalnog zvuka (AC-3)/Doc.A/52, 1995-12-20
- I. A. Aldoshina, E. I. Vologodin, A. P. Efimov i drugi. Elektroakustika i emitiranje zvuka: udžbenik za sveučilišta / Uredio Yu. A Kovalgin. - M.: Hotline-Telecom, Radio and Communications, 2007. - 872 str.: ilustr.
Linkovi
| Audio kompresija (usporedba formata) | |
|---|---|
| Kodeci | |
| Govor/glas | |
| Bez gubitaka | |
| Standardi i formati |
|
| Medijski spremnici | |
|---|---|
| Video/audio | |
| Audio | |
| Grafički formati (kompresija) | |
| Raster | |
| Vektor | |
| Kompleks | |
| Emitirani video formati | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Televizija | |||||||||||
| Analog |
|
||||||||||
| Digitalni |
| ||||||||||
Za one koji žele kristalno čist zvuk, preporučujemo preuzimanje Dolby Digital Plus za Windows 10. Ovo je lagani i intuitivni softverski kodek koji je odgovoran za reprodukciju zvuka na bilo kojem uređaju sa zvučnicima.
Osobitosti
Imajte na umu da ranije verzije sustava Windows 10 ne podržavaju kodek Dolby Digital. Stoga, prije preuzimanja Dolby Digitala, preporučujemo ažuriranje sustava na najnoviju verziju. Inače se ovaj program jednostavno neće instalirati, što znači da nećete doživjeti sve njegove užitke:- Pretvaranje zvuka u najvišu moguću kvalitetu;
- Fino podešavanje zvučnog izlaza;
- Jasno sučelje na ruskom;
Kodek se distribuira besplatno, na ruskom je jeziku i radi na svim verzijama sustava Windows 10 - 32 i 64 bita. Kodek je kompatibilan s većinom modernih uređaja, ne samo računala, već i tableta.
Reprodukcija zvuka na računalu prilično je složen proces koji se sastoji od više koraka. Zvuk prolazi kroz nekoliko faza prije nego što stigne do ljudskog uha. Shematski se mogu razlikovati četiri glavne faze: izvorna datoteka, zvučna kartica, kablovi i sam sustav zvučnika. Osim toga, položaj akustičkih sustava u prostoru ima značajan utjecaj na kvalitetu zvuka.
Važnost svake faze određena je kvalitetom završne poveznice - zvučnog sustava na kojem će se zvučna datoteka reproducirati. Na primjer, ako se za reprodukciju zvuka koriste mali i srednji plastični zvučnici, tada ne možete obratiti pozornost na preostale stupnjeve, ali ako koristite dobar akustični sustav, tada za postizanje uravnoteženog rješenja ne možete zanemariti sve ostale veze, jer svaki od njih ima izravan utjecaj na kvalitetu zvuka.
Prije nego što prijeđemo na detaljno ispitivanje svake karike u lancu reprodukcije zvuka, pogledajmo osnovne pojmove povezane sa zvukom, kao i kako osoba percipira zvuk.
Zvuk i njegove karakteristike
zvuk kao fizikalna pojava je valni proces, odnosno proces širenja titraja zraka. Izvor zvuka je svako titrajno tijelo koje dovodi u oscilatorno gibanje susjedne čestice elastičnog medija (zraka), koje zauzvrat izazivaju njihanje susjednih čestica itd. Tako nastaje proces širenja vibracija čestica elastičnog medija, koji se naziva zvučni val.
Jedna od glavnih karakteristika zvuka je njegova frekvencija, odnosno broj zvučnih titraja u sekundi. Frekvencija se mjeri u hercima (Hz). Na primjer, frekvencija zvuka od 1000 Hz znači da se u sekundi dogodi 1000 titraja elastičnog medija.
Osobitost ljudskog uha je da najbolje percipira zvučne vibracije u frekvencijskom području od 1 do 5 kHz. Osoba dodatno opaža niže frekvencije tijelom, određujući glasnoću pomoću pritiska. Vjeruje se da je osoba u stanju percipirati zvuk frekvencije od 16 Hz.
Gornja granica čujnog raspona prilično je individualna, ali prosječni statistički podaci su sljedeći: nakon trideset godina gornji raspon čujnosti smanjuje se na 18 kHz, a nakon četrdesete rijetko tko čuje frekvencije iznad 16-17 kHz.
Druga karakteristika zvučnih valova je snaga zvuka. Jačina zvuka određuje protok zvučne energije koja svake sekunde prolazi kroz kvadratni centimetar konvencionalne ravnine koja se nalazi okomito na smjer širenja vala. Intenzitet zvuka opisuje energetska svojstva samog vala i mjeri se u vatima po kvadratnom metru (W/m2).
Uz jačinu zvuka često se koristi još jedna karakteristika: zvučni tlak. Zvučni tlak je najveća promjena tlaka u zraku tijekom širenja zvučnih valova u usporedbi s tlakom koji postoji u odsutnosti valova. Mjerna jedinica za zvučni tlak je jedan pascal (Pa).
Čovjek može percipirati samo one zvučne valove u kojima jačina zvuka ne prelazi određeni raspon koji se naziva dinamički raspon sluha. Donja granica ovog raspona naziva se pragom sluha, odnosno ako je jačina zvuka zvučnog vala ispod tog praga, tada ga ljudsko uho ne percipira. Za prag čujnosti uzima se zvučna sila jednaka 10-12 W/m 2, odnosno 2x10-5 Pa.
Gornja granica dinamičkog raspona sluha naziva se prag boli. Ako je jačina zvuka veća od ove razine, tada osoba osjeća bol u ušima. Prag boli odgovara jačini zvuka jednakoj 10 W/m2.
U praksi se promjene intenziteta zvuka obično izražavaju u belovima i decibelima. Ako ja 1 I ja 2 početne i konačne vrijednosti intenziteta zvuka, tada se promjena razine zvuka izračunava pomoću formule:
.
Minimalna razlika u razini zvuka koju ljudsko uho može osjetiti je točno jedan decibel. To je jedan od glavnih razloga za uvođenje ovakvog sustava mjerenja razine zvuka. A cijeli dinamički raspon sluha je 130 dB:
.
Iako se decibelima mjeri promjena fizičke veličine, njima se može mjeriti i apsolutna vrijednost intenziteta zvuka, uzimajući kao početnu vrijednost intenziteta zvuka vrijednost praga čujnosti, odnosno 10-12 W /m2. U ovom slučaju, vrijednost intenziteta zvuka u decibelima pokazuje za koliko decibela ta vrijednost intenziteta zvuka prelazi prag čujnosti.
Dakle, kada kažu da je razina zvuka u zvučnicima 100 decibela, misle da zvučnici rade na razini koja premašuje prag sluha za 100 dB.
Tlak zvuka i intenzitet zvuka su u kvadratnom odnosu. To znači da:
.
U akustici se jačina zvuka obično povezuje s njegovom glasnoćom, ali glasnoća i jačina zvuka nisu isto. Glasnoća je subjektivni slušni osjet zvučnih valova, koji ne ovisi samo o jačini zvuka, već i o njegovoj frekvenciji.
Pri konstantnoj frekvenciji, glasnoća zvuka raste s povećanjem intenziteta zvuka. Međutim, naša percepcija glasnoće uvelike ovisi o frekvenciji zvuka. Puno bolje čujemo na srednjim frekvencijama, dok na niskim i visokim frekvencijama dolazi do otupljenja osjetljivosti sluha. Nulta razina glasnoće zvuka odgovara intenzitetu zvuka od 10-12 W/m2 na frekvenciji od 1 kHz.
Na temelju istraživanja ljudskog sluha konstruirani su grafikoni koji su poznati kao krivulje jednake glasnoće. Oni prikazuju linije (nalaze se u intervalima od 10 dB na frekvenciji od 1000 Hz) koje odgovaraju istoj percipiranoj glasnoći na različitim frekvencijama (slika 1).
Digitalizacija i kompresija audio datoteka
Dojam koji se stvara slušanjem bilo kojeg sustava zvučnika gotovo u potpunosti ovisi o kvaliteti izvornog materijala. Naravno, ova izjava vrijedi samo za multimedijske sustave srednje klase i više. Dakle, na jeftinim plastičnim zvučnicima teško je čuti razliku između mp3 192 Kbps i mp3 256 Kbps.
Prisjetimo se kako se zvučni signal digitalizira, odnosno analogni signal pretvara u digitalni oblik prikaza. Digitalni zvuk se predstavlja kao diskretne vrijednosti amplitude. Digitalizacija (pretvorba analognog signala u digitalni oblik) uključuje uzorkovanje signala po vremenu i kvantizaciju po amplitudi (slika 2). Diskretizacija je stjecanje vrijednosti amplitude nakon određenog vremenskog koraka. Na primjer, za audio CD, frekvencija uzorkovanja je 44,1 kHz, što znači da se svake sekunde uzima 44 100 uzoraka amplitude signala.
Amplitudna kvantizacija je zamjena stvarnih vrijednosti amplitude signala približnim s određenom točnošću. Točnost kvantizacije signala određena je dubinom bita korištenog kodeka. Za audio CD, dubina bita je 16 bita, što vam omogućuje postavljanje 216=65,536 različitih razina amplitude.
Jasno je da što je veća stopa uzorkovanja signala i veća dubina bita kodeka, to će izvorni analogni signal više odgovarati svom digitalnom prikazu.
U matematici je dokazano (Kotelnikov Nyquistov teorem) da za korespondenciju jedan na jedan između analognog signala i njegove digitalizirane reprezentacije, frekvencija uzorkovanja mora biti dvostruko veća od maksimalne frekvencije analognog signala. Dakle, za dobivanje potpune informacije o izvornom analognom signalu u frekvencijskom području od 0 do 22050 Hz (u zvučnom frekvencijskom području) potrebno je uzorkovati signal na frekvenciji od najmanje 44,1 kHz.
Vrijednosti uzorka dobivene tijekom uzorkovanja signala i kvantizacije zapisuju se u datoteku PCM (Pulse Code Modulation) kao skup sekvencijalnih vrijednosti amplitude. Jasno je da što je veća frekvencija uzorkovanja i što je veća dubina bita kodeka, to će veća biti veličina rezultirajuće datoteke nakon digitalizacije signala. Dakle, uz frekvenciju uzorkovanja od 44,1 kHz i 16-bitni kodek u stereo modu, jedan sat audio datoteke ima veličinu od približno 635 MB. Imajte na umu da je standardna vrsta datoteke za pohranjivanje digitaliziranih nekomprimiranih audio informacija trenutno WAV format.
Predstavljanje signala kao PCM datoteke previše je rastrošno i zahtijeva dosta prostora na disku. Stoga se audio signal komprimira radi uštede prostora. Kompresija može biti dvije vrste: sa gubicima i bez gubitaka.
Kompresija podataka bez gubitaka metoda je kodiranja audio informacija koja omogućuje 100% oporavak podataka. Ova metoda kompresije podataka koristi se u slučajevima kada je potrebno očuvati stopostotnu izvornu kvalitetu zvuka audio podataka. Na primjer, nakon miksanja zvuka u studiju za snimanje, podaci se moraju pohraniti u arhivu u izvornoj kvaliteti za moguću kasniju upotrebu. Algoritmi kompresije bez gubitaka koji postoje danas (na primjer, algoritam implementiran u kodeke Monkeys Audio, Flac, WavPack, TTA, OptimFrog i drugi) mogu smanjiti količinu zauzetih podataka za 20-50% dok osiguravaju 100% oporavak dobivenih izvornih podataka. nakon kompresije.
Kompresija podataka s gubitkom koristi se za postizanje minimalne veličine datoteke. To se postiže uklanjanjem dijelova koji se teško čuju iz originala i rezanjem frekvencijskog raspona.
Nakon takve pretvorbe, dekodirani signal, kada se reproducira, zvuči slično izvorniku, ali ne postoji potpuna podudarnost između izvornika i njegove konvertirane kopije.
Metode kompresije s gubitkom mogu smanjiti veličinu izvornika za 7-14 puta. Jasno je da što je veći omjer kompresije, manja je korespondencija između izvorne i rezultirajuće audio datoteke.
Postoje mnoge metode kompresije s gubitkom. Najpoznatiji od njih su MPEG-1 Layer 3 (službeni naziv dobro poznatog mp3), MPEG-2/4 AAC (MPEG-2 i MPEG-4 Advanced Audio Coding), Ogg Vorbis (OGG), Windows Media Audio (WMA), MusePask (MPC) itd.
Audio dekodiranje
Audio dekodiranje je proces pretvaranja originalne komprimirane datoteke u format razumljiv zvučnim karticama. Dekodiranje je potrebno samo za komprimirane formate, budući da je nekomprimirani tok već razumljiv za zvučne kartice. Razlika pri slušanju jednog ili drugog playera primjetna je samo kod slušanja datoteke komprimirane kodekom s gubitkom, budući da svaki player ima svoj vlastiti algoritam za dekodiranje.
Nakon dekodiranja, signal ide na zvučnu karticu, koja uključuje analogno-digitalni pretvarač (ADC), digitalno-analogni pretvarač (DAC) i midi sintesajzer. Za slušanje glazbe najvažniji je DAC – što je kvalitetniji, to je kvalitetniji zvuk koji nastaje. Stoga, ako imate prilično dobru akustiku, bolje je promijeniti integriranu zvučnu karticu na visokokvalitetnu, na primjer, Terratec Aureon Space/Sky, Audiotrack ProDigy 7.1 ili čak Creative Live 24 bit 7.1. Možete, naravno, koristiti skuplje zvučne kartice, ali na multimedijskoj akustici bit će teško osjetiti razliku između njih i istog ProDigy 7.1.
Kablovi
Postoje dvije vrste kabela: akustični i interkonekcijski. Kabeli za zvučnike koriste se za spajanje zvučnika na pojačalo, a interkonekcijski kabeli koriste se za spajanje raznih uređaja, poput zvučne kartice i pojačala. Glavna svrha interkonekcijskog kabela je prijenos signala do pojačala bez gubitaka. Budući da kroz interkonekcijski kabel teku slabe struje, zaštita ovog kabela je od najveće važnosti. Ako kabel ima lošu zaštitu, bit će osjetljiv na razne vrste smetnji.
Kabel zvučnika prenosi već pojačani signal na zvučnike. U ovom kabelu teku jake struje, pa nije važna samo zaštita kabela, već i njegov presjek. Kada u tankom kabelu teku velike struje, dolazi do gubitka slabih struja i gubitka dijela visokih frekvencija. Osim toga, često se javlja takozvani skin efekt - učinak istiskivanja struja na površinu kabela, na koji su visokofrekventne struje najosjetljivije. Skin efekt se može smanjiti uporabom kabela s tankim žilama, a gubitak slabih struja korištenjem kabela s velikim brojem žila.
Za sustave zvučnika srednjeg opsega dovoljno je koristiti interkonekcijski kabel s dobrom oklopom i OFC (oxygen-free copper) zvučnički kabel presjeka oko 1,0 mm2 za zvučnike snage 20 W (po zvučniku) i presjeka 1,5 mm2 za zvučnike snage do 50 W (po zvučniku).
Akustički sustavi
Bushy sustav (AS) je uređaj dizajniran za pretvaranje električnih signala u akustične vibracije. U velikoj većini zvučnika pretvorba električnih signala u zvučne vibracije provodi se putem elektrodinamičkih glava čiji se princip rada temelji na fenomenu elektromagnetske indukcije.
Glavni dio elektrodinamičke glave je difuzor, koji stvara zvučne valove. Difuzor elektrodinamičke glave ima dvije površine: prednju i stražnju. Sukladno tome, tijekom oscilirajućeg gibanja difuzora generiraju se dva zvučna vala, od kojih jedan dolazi s njegove prednje, a drugi sa stražnje površine. Ovi su valovi međusobno protufazni i djelomično se poništavaju u otvorenom prostoru. Kako bi se uklonio ovaj učinak prigušenja, val koji emitira stražnja površina difuzora prigušuje se postavljanjem elektrodinamičke glave u zatvoreni prostor (u kućište zvučnika).
Govoreći o difuzoru, napominjemo da se za različite frekvencije koriste različite vrste difuzora. Tako se za srednje i niske frekvencije koriste difuzori od kevlara, a za visoke frekvencije svileni.
Osim difuzora, elektrodinamička glava ima i ovjes, čija je glavna zadaća vratiti difuzor u prvobitno stanje tijekom njegovog oscilatornog kretanja. Ovjes mora biti dovoljno krut da brzo vrati difuzor u prvobitno stanje, ali u isto vrijeme dovoljno mekan da ne ometa kretanje difuzora.
Važna je i veličina stupa u kojem se nalazi elektrodinamička glava. Uglavnom, što više to bolje. U malom tijelu zvučnika stvara se višak elastičnosti zraka u unutarnjem volumenu, koji vrši pritisak na difuzor sa stražnje strane, uzrokujući smanjenje fleksibilnosti njegovog ovjesa. To ima posebno negativan učinak na niskofrekventne zvučnike.
Vrste zvučničkih sustava
U pogledu akustičkog dizajna, akustični sustavi se mogu podijeliti u sljedeće vrste:
- otvoreno kućište ili akustički neopterećen dizajn (stražnja stijenka kućišta zvučnika je djelomično ili potpuno odsutna);
- kućište s labirintom za prigušivanje valova koje stvara stražnja stijenka difuzora;
- zatvoreno kućište ili akustički opterećen dizajn;
- tijelo s bas refleksom. Bas refleks je cijev određene duljine i presjeka montirana u kućište. Bas refleks omogućuje postizanje normalne reprodukcije niskih frekvencija zbog činjenice da se one višestruko pojačavaju u bas refleks cijevi. Osim toga, bas refleks smanjuje višak tlaka u stupcu;
- kućište s pasivnim radijatorom.
Glavne karakteristike akustičkih sustava
Glavne karakteristike akustičkih sustava tradicionalno uključuju sljedeće:
Glasnoća zvučnika;
Snaga zvučnika;
Osjetljivost;
Amplitudno-frekvencijski odziv;
Harmonijska distorzija;
Nelinearna izobličenja;
Omjer signala i šuma;
Odvajanje frekvencija.
Glasnoća zvučnika mjeri se na potpuno isti način kao i glasnoća zvuka. Jedina razlika je u tome što se mjerenje ne temelji na jačini zvuka, već na naponu na elektrodinamičkoj glavi, to jest:
,
gdje je U 1 neki referentni napon, a U 2 najveći dopušteni napon.
Postoje različite vrste referentnih napona, pa se koriste različite mjerne jedinice da bi se izbjegla zabuna. Dakle, ako je mjerna jedinica dB (dBu), tada se kao referentni napon koristi 0,775 V. Za mjerne jedinice dBV (dBV), kao referentni napon uzima se 1 V. Jedinice dB i dBV odnose se na međusobno očitim odnosom:
.
Postoji i mjerna jedinica zvana dBm, koja također koristi referentni napon od 0,775 V.
Glasnoća sustava zvučnika izravno je povezana s glasnoćom proizvedenog zvuka. Stoga, ako putovnica zvučnika pokazuje da je njegova vrijednost glasnoće 60 dB, tada ćete u sobi s takvim sustavom uključenim na maksimum morati govoriti povišenim glasom.
Jer snaga zvučnika može se mjeriti na različite načine, pa prema tome postoje i različite jedinice za mjerenje snage.
Snaga, mjerena u RMS (Root Mean Squared Root Mean Squared), mjeri se primjenom signala na frekvenciji od 1 kHz na udaljenosti od 1 m od zvučnika uz postizanje određenog harmonijskog izobličenja (obično 10%). Dakle, ako se kaže da je snaga zvučničkog sustava 50 W RMS, to znači da kada se na njega dovede signal od 50 W, zvučnik može dugo raditi bez mehaničkog oštećenja elektrodinamičke glave (puknuća difuzor, oštećenje ovjesa, oštećenje zavojnice itd.). Međutim, uz tako jaku distorziju (10%) gotovo je nemoguće čuti bilo što zbog jakog piskanja.
Druga opcija mjerenja snage je Peak Music Power Output (PMPO). Ova snaga određuje vršno kratkotrajno opterećenje koje akustika može izdržati bez mehaničkih oštećenja. Imajte na umu da ova moć nema praktično značenje.
Osjetljivost zvučnika karakterizira zvučni tlak koji stvara zvučnik na udaljenosti od 1 m kada se dovodi signal snage 1 W i frekvencije 1 kHz. Osjetljivost se mjeri u decibelima u odnosu na prag sluha (2S10-5 Pa). Na primjer, osjetljivost od 85 dB/W/m znači da je zvučnik sposoban proizvesti zvučni tlak od 85 dB na udaljenosti od 1 m od zvučnika kada se dovodi signal od 1 W.
Konvencionalno se smatra da je osjetljivost od 84-88 dB/W/m niska, osjetljivost od 89-92 dB/W/m je srednja, a osjetljivost od 93-102 dB/W/m je visoka.
Osjetljivost je prilično indikativna karakteristika zvučnika, jer izravno određuje njegovu glasnoću. Na primjer, kada se uspoređuju dva zvučnika snage 60 W RMS, prednost treba dati onom koji ima veću osjetljivost, jer će glasnoća zvuka koju stvara takav zvučnik biti veća, pod svim ostalim uvjetima.
Amplitudno-frekvencijski odziv (AFC)
Amplitudno-frekvencijska karakteristika je grafikon promjene amplitude izlaznog signala u odnosu na njegovu frekvenciju u cijelom rasponu reproduciranih frekvencija. Frekvencijski odziv se mjeri davanjem sinusoidnog signala koji ima konstantnu amplitudu i varira u frekvenciji. Na grafikonu je amplituda sinusoidnog signala koji odgovara frekvenciji od 1 kHz uzeta kao 0 dB.
U idealnom slučaju, frekvencijski odziv je ravna linija u cijelom frekvencijskom rasponu (od 20 Hz do 20 kHz). U tom slučaju, signal se reproducira bez izobličenja. Međutim, u stvarnosti takav idealan frekvencijski odziv ne postoji.
Ponekad se umjesto pojma frekvencijski odziv koristi pojam FR (Frequency Response). U ovom slučaju, umjesto grafa frekvencijskog odziva, dane su samo granične ponovljive frekvencije i neravnine. Na primjer, ako je naznačeno 120 Hz-18 kHz (± 3 dB), to znači da ovaj zvučnik u frekvencijskom rasponu od 120 Hz do 18 kHz ima pouzdan zvuk i izobličenje (promjena amplitude signala u odnosu na amplitudu na frekvenciji od 1000 Hz) ne prelazi 3 dB.
Nelinearna distorzija mjereno primjenom sinusnog signala frekvencije 1000 Hz. Pomoću posebnog filtra identificiraju se "dodatni" harmonici u zvučnom signalu i određuje njihova snaga. Konačni rezultat izražava se kao ukupno harmonično izobličenje (THD), što je težina dodatnih harmonika u spektru izvornog sinusoidnog signala od 1 kHz nakon što je prošao kroz stazu izobličenja. Ovaj koeficijent se izračunava kao kvadratni korijen omjera zbroja snaga svih harmonika, osim osnovnog, i snage korisnog signala. Hi-Fi klasa akustike mora imati THD ne veći od 1,5% na frekvenciji od 1000 Hz.
gdje je S razina korisnog signala, N razina šuma.
Indikator SNR za vrlo dobar sustav zvučnika je veći od 90 dB, za sustav srednje klase je oko 75-85 dB, a za sustav niske kvalitete manji je od 60 dB.
Preslušavanje Ovaj pokazatelj određuje koliko se srednjih i niskih frekvencija prenosi na visokotonac. Preslušavanje se izračunava kao omjer odaslanog signala i prigušenog signala pomoću frekvencijskog filtra. Na primjer, vrijednost od 60 dB označava da frekvencijski filtar izvornog signala, kada se primijeni na visokotonac, smanjuje niske i srednje frekvencije za 60 dB.
Dolby Surround zvuk (DSS)
Tehnologija Dolby Surround Sound je tehnologija audio kodiranja zasnovana na filtrima, dizajnirana za kućnu upotrebu (kućna kina). Korištenjem Dolby Surround dekodera, ova tehnologija omogućuje odabir tri audio kanala iz kodiranog dvokanalnog signala (stereo signal): lijevi, desni i stražnji s frekvencijskim rasponom od 100 Hz do 7 kHz. U nedostatku dekodera, zvuk se reproducira kao normalan dvokanalni stereo zvuk.
Ovu tehnologiju predstavili su Dolby Laboratories 1982. godine.
Dolby Surround Pro Logic (DPL)
Dolby Surround Pro Logic tehnologija sljedeći je korak u razvoju višekanalnog zvuka za sustave kućnog kina. Ovaj standard je predložio Dolby Laboratories 1987. Tehnologija Dolby Surround Pro Logic omogućuje izdvajanje četiri kanala surround zvuka (lijevi, desni, središnji i stražnji) iz dvokanalnog stereo zapisa. Frekvencijski raspon je od 100 Hz do 7 kHz.
Dolby Digital
Dolby Digital, predstavljen 1992., višekanalni je standard za dekodiranje zvuka koji predstavlja zvuk kao šest odvojenih kanala: pet surround kanala (lijevi, desni, središnji i dva prednja) i jedan niskofrekventni kanal (subwoofer). Audio prezentacija je u početku bila digitalna, a frekvencijski raspon je proširen s 20 Hz na 20 kHz (trenutno je frekvencijski raspon 3 Hz do 20 kHz za pet kanala i 3 Hz do 120 kHz za subwoofer kanal). Ovaj standard danas je jedan od najraširenijih.
Dolby Digital AC3
Dolby Digital AC3 standard je shema audio kompresije koja je razvijena posebno za Dolby Digital standard. Ova shema kompresije koristi psihoakustički model koji ima vrlo visoku učinkovitost (omjer kompresije može biti veći od 12:1, a bitrate od 64 do 640 Kbps) i vrlo dobru kvalitetu zvuka.
Dolby Surround AC3
Dolby Surround AC3 pojednostavljena verzija standarda Dolby Digital, dizajnirana za sustave kućnog kina. Ovaj se standard razlikuje od standarda Dolby Digital po smanjenoj brzini protoka podataka.
DTS (sustav digitalnog kina)
Kao i Dolby Digital, DTS je šestokanalni (5.1) audio standard, ali s mnogo višom kvalitetom. Ovdje je omjer kompresije 4:1, a brzina prijenosa podataka (bitrate) je 882 Kbps (algoritam apt-X100). Zbog nižih stopa kompresije i naprednijeg algoritma, kvaliteta zvuka kodiranog u DTS-u mnogo je viša od one u Dolby Digitalu, ali je potonji standard češći zbog raširene upotrebe DVD-a. Visoka kvaliteta DTS-a također je dovela do njegove upotrebe za stvaranje glazbenih diskova, iako u malo modificiranom obliku (s nižim omjerima kompresije i modificiranim algoritmom kodiranja). DTS DVD produkcija koristi brzinu uzorkovanja od 48 kHz, što ga čini najkvalitetnijim standardom DVD audio kodiranja dostupnim danas.
Dolby Pro Logic II
Standard Dolby Pro Logic II, koji je daljnji razvoj standarda Dolby Stereo Pro Logic, omogućuje dekoderu da razloži konvencionalni stereo zvuk na šest kanala (5.1).
Dolby Pro Logic IIx
Dolby Pro Logic IIx je sljedeći korak u razvoju Dolby Pro Logic II. U ovom slučaju podrazumijeva se mogućnost dekomponiranja stereo zvuka na sedam (6.1) ili osam (7.1) kanala. Standard Dolby Pro Logic IIx do sada je jedini standard koji pruža mogućnost ispravnog i potpunog proširenja bilo kojeg stereo ili 5.1 zvuka na 6.1 i 7.1 formate. Moguća su tri načina dekodiranja:
Dupliciranje filma središnjeg kanala ili stražnjih kanala;
Game (Play) signal se samo dodatno šalje na “nove kanale”;
Glazba (Glazba).
Niti jedan od načina ne koristi informacije s prednjih kanala (samo iz središnjeg i stražnjeg kanala).
Dolby Digital EX
Ovaj standard je varijanta standarda Dolby Pro Logic IIx namijenjenog kućnim kinima.
Dolby Digital Surround EX
Dolby Digital Surround EX standard je relativno nova, proširena verzija Dolby Digital Surround standarda na 6.1 format. Ovaj standard ima još jedan stražnji kanal koji duplicira postojeći središnji kanal ako je izvorni zvuk snimljen u formatu 5.1. Ako je izvorna datoteka predstavljena u formatu 6.1, tada dodatni kanal postaje još jedan puni kanal surround zvuka.
DTS-ES
DTS-ES standard je punopravni analog Dolby Digital EX standarda, ali iz DTS-a. Ovaj standard vam također omogućuje kodiranje zvuka u formatima 6.1 i 7.1 i rastavljanje 5.1 zvuka kodiranog u DTS-u na sedam (6.1) odnosno osam (7.1) kanala.
