Dolby Digital Plus VS Dolby Digital: vorbim despre tehnologie. Elemente de bază audio Digitalizarea și comprimarea fișierelor audio

09.02.2024 Windows 10

Dolby Digital - Informații generale

Sunetul Dolby Digital a apărut pentru prima dată în cinematografe în 1992, odată cu premiera filmului Batman Returns, și de atunci a fost prezentat în aproape o mie de filme din întreaga lume și este una dintre cele mai avansate dezvoltări de la .

Dolby a revoluționat sistemele de înregistrare pe bandă la sfârșitul anilor 60 și începutul anilor 70 cu sistemele sale de reducere a zgomotului Dolby A (pentru profesioniști) și Dolby B (pentru utilizatorii ocazionali). Mai târziu, în anii 70, Dolby a revoluționat sunetul filmului cu sistemul său analogic, Dolby Stereo.

Dolby Stereo a adus 4 canale de sunet pentru filme, cu trei în față (stânga și dreapta pentru muzică și efecte și centru pentru dialog) și un al patrulea „surround” pentru a crea o atmosferă sonoră generală. Mai târziu, în anii 80, datorită sistemului Dolby SR ("Spectral Recording"), calitatea înregistrării pe bandă și a sunetului din filme a fost îmbunătățită semnificativ.

Dolby a revoluționat, de asemenea, divertismentul acasă la sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990 odată cu introducerea Dolby Surround și mai târziu a sistemelor de home theater Dolby Pro Logic. Dispozitivele de uz casnic folosesc în principal tehnologia Dolby Stereo pentru redarea de pe benzi video și discuri laser (discurile laser denumite în continuare LaserDisc, adică discuri laser video „mari”). Aceste sisteme au permis telespectatorilor să folosească aceeași configurație cu 4 canale acasă ca în cinematografele.

Sistemele Dolby Digital de astăzi au dus lucrurile la următorul nivel, oferind șase canale de sunet surround digital clar de cristal. Canalele frontale stânga, centrală și dreapta vă permit să determinați cu precizie poziția sursei de sunet pe ecran. Canalele din spate „divizate” separate, stânga și dreapta, vă atrag în film cu sunetele lor ambientale și fluide. Și un canal suplimentar de joasă frecvență adaugă intensitate acțiunii de pe ecran.

Principiile Dolby Digital sunt derivate din evoluțiile Dolby în reducerea zgomotului analogic. Reducerea zgomotului Dolby funcționează prin atenuarea zgomotului atunci când nu există semnal audio și atunci când există, permițând semnalului audio dorit mai puternic să elimine zgomotul mai slab. Astfel, această tehnologie profită de un fenomen psiho-acustic cunoscut sub numele de mascarea auditivă. Chiar dacă semnalul audio ocupă doar o parte a spectrului, reducerea zgomotului Dolby reduce nivelul de zgomot în acele părți ale spectrului unde nu există semnal dorit, făcând zgomotul invizibil. Acest lucru se face deoarece semnalul audio poate masca doar zgomotul care este apropiat de frecvență.

La trecerea de la înregistrarea analogică a unui semnal la înregistrarea pe un suport digital, cum ar fi un disc compact, se descoperă că codarea digitală a semnalelor audio utilizate în CD-uri produce cantități prea mari de date pentru a fi stocate sau transmise în mod eficient electronic, mai ales în cazuri unde este necesar codificarea mai multor canale. Rezultatul au fost noi forme de codare audio digitală - cunoscute în mod colectiv sub denumirea de „codificare perceptivă” - care au fost concepute pentru a permite fluxurilor de date cu rată scăzută de biți să fie utilizate cu o pierdere minimă perceptibilă a calității audio. Un exemplu de astfel de algoritm de codare este a treia generație de codificatoare Dolby - AC-3.

Acest codificator a fost proiectat pentru a profita pe deplin de capacitatea umană de a masca sunetul prin spargerea spectrului audio al fiecărui canal în benzi de frecvență înguste de dimensiuni diferite, optimizate pentru selectivitatea în frecvență a auzului uman. Acest lucru permite ca zgomotul de digitizare să fie filtrat foarte precis, astfel încât să fie foarte aproape ca frecvență de componentele de frecvență ale semnalului audio dorit. Prin reducerea sau chiar eliminarea completă a zgomotului acolo unde nu există semnal audio de mascare, calitatea sunetului semnalului original nu este afectată subiectiv. În acest aspect cheie, codificarea, cum ar fi AC-3, este o formă de reducere a zgomotului extrem de selectivă și de înaltă calitate.

Expertiza unică a Dolby Laboratories în eliminarea zgomotului audio este esențială pentru reducerea traficului de date în tehnologia AC-3: cu cât sunt mai puțini biți utilizați pentru a descrie semnalul audio, cu atât mai mult zgomot este asociat codării în sine.

În industria filmului, coloana sonoră Dolby Digital este codificată optic direct pe banda de film în spațiile dintre găurile perforate. Plasarea pistei audio digitale pe același suport ca și filmul îi permite să coexiste cu pista analogică fără a fi nevoie de medii de stocare suplimentare, cum ar fi CD-ul. Acest lucru facilitează utilizarea filmelor pentru producție și proprietarii de cinema și, de asemenea, permite pregătirea unei piese Dolby Digital practic fără costuri suplimentare. Deoarece porțiunea perforată a benzii este fabricată pentru a fi foarte rezistentă la uzură și deteriorare, pista Dolby Digital nu va experimenta trosnituri sau șuierat pe toată durata de viață a benzii.

În electronicele de larg consum, tehnologia Dolby Digital poate fi găsită în cea mai recentă generație de discuri laser (unde a existat o pistă audio analogică convențională), este pista audio standard în DVD-uri și este folosită ca format audio pentru televiziunea de înaltă definiție - HDTV, precum și în sistemele de televiziune prin cablu și prin satelit.

DOLBY DIGITAL: Întrebări și răspunsuri

Probabil că ați auzit deja multe despre modul în care Dolby Digital este următorul și poate ultimul pas evolutiv în direcția realismului sunetului. Deci, ce este această nouă tehnologie? Cum este diferit de Dolby Surround Pro Logic și ce hardware nou va avea nevoie? Veți obține răspunsuri la aceste și la alte întrebări în acest articol.

Dar mai întâi trebuie să clarificăm problema cu numele. În ultimii câțiva ani, Dolby Laboratories a folosit termenul Dolby Digital pentru a se referi la noul lor sistem de film digital, în timp ce Dolby Surround AC-3 se referă la sistemele home theater. În practică, cele două sisteme sunt mici variații (puțin diferite în ceea ce privește rata de date) ale aceleiași tehnologii de bază. Și pentru a nu mai induce în eroare utilizatorii, aceștia au decis că formatul Dolby pentru sistemele multicanal de acasă a fost numit și cu același nume ca în industria filmului - Dolby Digital.

Se crede că acest lucru va ajuta consumatorii să determine mai ușor dacă un produs acceptă această tehnologie și va ajuta la diferențierea lui de formatele Dolby Surround și Dolby Pro Logic, care se bazează pe tehnologii analogice. Noua generație de discuri laser și noile formate utilizate în DVD și televiziunea de înaltă definiție (HDTV), se vor referi și la termenul Dolby Digital, așa cum se face acum în legătură cu aplicațiile profesionale de film. Numele generic Dolby Digital ar trebui, de asemenea, să contribuie la stoparea confuziei crescânde a utilizatorilor în jurul termenului „AC-3” (Numărul de cod audio 3), care este denumirea tehnică pentru tehnologia Dolby concepută pentru aplicații cu mai multe canale.

Am auzit de Dolby Surround Pro Logic, dar ce este Dolby Digital (AC-3)? și ce este Dolby "5.1"?

Dolby Digital oferă un total de șase canale separate de audio. La fel ca Dolby Surround Pro Logic, include canalele stânga, centrală și dreapta în partea din față a camerei. Dolby Surround Pro Logic oferă un canal suplimentar cu bandă limitată (100 până la 7000 Hz) pentru sunetul surround, care este de obicei amplificat prin două canale de amplificator și apoi alimentat la două difuzoare. În timp ce Dolby Digital oferă canale surround stânga și dreapta separate pentru o localizare mai precisă a sunetelor și o ambianță mai naturală și realistă și o reproducere a fundalului. Și pe deasupra, toate cele cinci canale principale transmit o gamă completă de frecvențe (de la 3 la 20.000 Hz), la care puteți adăuga și woofere (subwoofere).
Al șaselea canal - Low Frequency Effects Channel (canal pentru frecvență joasă și efecte), uneori conține informații suplimentare de joasă frecvență pentru a îmbunătăți efectul anumitor scene, de exemplu, explozii, dezastre etc. Datorită faptului că acest canal este foarte limitat la vârf în frecvență (de la 3 la 120 Hz), uneori este numit canal „.1”. Dacă este adăugat la cele 5 canale Dolby Digital complete, atunci se spune că astfel de sisteme au canale „5.1”.
Toate cele șase canale din Dolby Digital sunt complet digitale, ceea ce înseamnă că sunt transmise fără pierderi de calitate, de la consola inginerului de sunet la sistemul de acasă. Dar Dolby Digital le împachetează pe toate într-un singur canal, ceea ce ocupă mai puțin spațiu decât un canal pe un CD. Acesta este ceea ce face atât de ușor să adăugați coloane sonore Dolby Digital pe discurile laser obișnuite, precum și la o varietate de alte surse. Dolby Digital există de câțiva ani pentru a vă permite să vizionați filme Dolby Digital, iar acum, odată cu apariția Dolby Digital pe Laser Disc, vă puteți bucura de această tehnologie minunată în casa dvs. Și din moment ce a fost dezvoltat de Dolby Laboratories, poți fi sigur că sunetul va fi uimitor!

Este adevărat că Dolby Digital necesită o mulțime de hardware nou?

Dacă construiți un sistem nou, puteți cumpăra amplificatoare și difuzoare special concepute pentru Dolby Pro Logic care vor funcționa cu Dolby Digital. Veți avea nevoie de un player laser de nouă generație care are o ieșire Dolby Digital RF (iese un flux de date Dolby AC-3). Principalul dispozitiv nou de care veți avea nevoie este un decodor Dolby Digital (pentru a decoda fluxul AC-3 pentru redare ulterioară). Dacă aveți deja un sistem Dolby Surround Pro Logic, atunci probabil că aveți deja un amplificator cu cinci canale, precum și numărul necesar de difuzoare. Este recomandat să adăugați un subwoofer, poate chiar mai multe.

Unde ardeți o pistă Dolby Digital pe un disc laser? Acest lucru cauzează pierderea unor informații audio importante de pe discul laser? Ar trebui să-mi înlocuiesc acum întreaga bibliotecă de laserdisc?

Există mult mai multe asemănări decât diferențe între discurile laser „obișnuite” și „noile”. Noile discuri laser, inclusiv cele cu Dolby Digital, sunt pe deplin compatibile cu playerul dvs. existent. Cele două piese digitale (PCM) rămân neschimbate, astfel încât să vă puteți bucura în continuare de calitatea Dolby Surround Pro Logic de pe discuri „noi”. Piesa Dolby Digital este înregistrată în locul piesei analogice corecte (FM) de pe disc. Piesa analogică din stânga poate conține o versiune mono, comentariu sau orice alt material audio.
Ultimele playere care puteau reda audio doar de pe piese analogice (FM) au fost lansate acum mai bine de 10 ani. De atunci, aproape toți jucătorii pot folosi melodii digitale de calitate superioară (PCM) pentru redare stereo sau Dolby Surround. Desigur, toate playerele laser noi cu AC-3 vor reda toate discurile laser pe care le aveți, atât piste audio digitale, cât și analogice.

Dolby Digital face Pro Logic inutil?

Deloc. Dolby Surround Pro Logic va fi alături de noi mult timp. Dolby Surround Pro Logic pliază patru canale (stânga, centru, dreapta și surround cu frecvență limitată) în două canale. În sistemele mono, aceste două canale sunt adăugate împreună pentru redare. Și, desigur, toate informațiile sunt disponibile pentru redare în sisteme stereo. Dar când aceste două canale sunt introduse în decodorul Dolby Pro Logic, matricea audio este „desfășurată” și toate cele patru canale originale sunt disponibile (canalul „surround” este redat prin difuzoare „surround” separate din stânga și din dreapta) .
Cea mai uimitoare parte a sistemului Dolby Surround Pro Logic este că semnalul original, „stivuit” în stereo, poate fi transmis împreună cu acesta oriunde poate fi transmis un semnal stereo: transmisii de televiziune stereo, prin satelit (bandă C, DSS sau PrimeStar), transmisiuni prin cablu, radio VHF (FM), discuri laser, casete video și chiar unele console de jocuri. Astăzi puteți auzi sunetul Dolby Surround la o varietate de programe de televiziune obișnuite, pe o listă tot mai mare de CD-uri și, bineînțeles, pe VHS și LaserDiscs, care conțin mii de filme Dolby Stereo (termenul Dolby Stereo înseamnă același lucru ca și puțul). -cunoscut Dolby Surround, dar folosit în industria filmului). Prin urmare, atâta timp cât avem stereo, va exista Dolby Surround Pro Logic și, prin urmare, toate decodoarele Dolby Digital au un decodor Dolby Pro Logic încorporat.
Următorul tabel compară proprietățile Dolby Digital și Dolby Surround Pro Logic.

Parametru Dolby ® Digital Dolby Surround Pro Logic
Canalul „Volum”. Stereo, frecvență completă (3–20000 Hz) Monoaural, spectru limitat (100–7000 Hz)
Canal de joasă frecvență Da (3–120 Hz) Nu
Tigaie Variat De la stânga la dreapta, de la dreapta la stânga, din față în spate și invers.
Canale 6 separate, toate canalele pot fi active simultan și independent unele de altele. 4 derivate, un singur semnal dominant poate fi reprodus la un moment dat.
Diverse Imagine sonoră îmbunătățită datorită „alinierii în timp”, adică face difuzoarele să sune ca și cum ar fi la aceeași distanță de ascultător. O soluție economică la problema obținerii sunetului surround de înaltă calitate.
Când volumul total al coloanelor sonore ale filmelor cu ritm rapid este redus (de exemplu, când acțiunea are loc noaptea târziu), compresia este ajustată în consecință pentru a păstra calitatea secțiunilor mai silențioase. Sunet surround de la orice sursă audio stereo necodificată.
Decodoarele pot fi configurate pentru a direcționa sunetul de joasă frecvență în canale speciale pentru sistemele cu subwoofer. Compatibil cu toate formatele stereo existente și viitoare.
Un pas dramatic înainte în atragerea ascultătorului în lumea sunetelor reale. Posibilități creative fără precedent pentru producția și controlul audio. Reprezintă un pas semnificativ înainte față de sunetul stereo convențional. Este un standard mondial.

În acest moment, există un număr mare de surse audio care acceptă Dolby Pro Logic. Ce zici de Dolby Digital? Pe ce altceva poți înregistra Dolby Digital în afară de discurile laser?

Un lucru grozav despre Dolby Digital este o mai mare flexibilitate de codare. Dolby Digital permite din punct de vedere tehnic o mare varietate de formate, iar unele dintre ele vor apărea în viitorul foarte apropiat:
Televiziune de înaltă definiție (HDTV). Acest ultim sistem este unul dintre primii care a ales Dolby Digital ca subsistem audio principal. Alegerea a fost făcută de Grand Alliance, organizația care stabilește toate standardele pentru sistemele HDTV din Statele Unite.
TV prin satelit - difuzare directă prin satelit (DBS) Deja astăzi folosește în mod activ astfel de avantaje ale sistemului Dolby Digital precum calitatea înaltă și ușurința de transmisie. De exemplu, DMX for Business folosește Dolby Digital pentru a furniza 120 de canale de muzică stereo, toate de la un singur transmițător. PrimeStar intenționează să adauge Dolby Digital la serviciul său de televiziune prin satelit în curând.
Televiziune prin cablu introduce sisteme cu Dolby Digital din motive de eficiență și pentru a fi pregătit pentru standardele viitoarelor sisteme de televiziune de înaltă definiție.
Formatul Digital Video Disc (DVD) include deja Dolby Digital.
Alte formate, cum ar fi Digital Video Cassette (DVC) și Digital Audio Broadcast (DAB), sunt primele pe listă pentru a introduce combinația unică de sunet de înaltă calitate, transmisie eficientă a întregului spectru de semnal și capabilități multicanal ale Dolby. Tehnologie digitala.

Ce face ca Dolby Digital să fie atât de flexibil sau, pentru a spune clar, ce îl face atât de bun?

Literele „AC” din Dolby AC-3 reprezintă codare audio. Codarea audio digitală este adesea denumită „codificare perceptivă”. Mai simplu spus, aceasta este o codificare care încearcă să detecteze și apoi să elimine informații audio pe care oricum nu le putem auzi, dar păstrează ceea ce le putem auzi. Scopul său este de a încadra cât mai multe informații utile în spectrul disponibil. Să luăm în considerare o analogie:
Să presupunem că trebuie să transportați 4.000 de persoane (informații utile) dintr-un loc în altul într-o oră. Autostrada poate transporta doar 1.000 de mașini pe oră. Dacă îi pui pe toți cei 4.000 de oameni în 1.000 de mașini, poți scăpa de informații inutile (să lăsăm 3.000 de mașini acasă). Este o livrare extrem de eficientă și pentru asta este proiectat sistemul Dolby Digital.
Unul dintre motivele pentru care calitatea sunetului unui CD este atât de ridicată este că acesta conține o cantitate imensă de date: mostrele de 16 biți sunt eșantionate de 44.100 de ori pe secundă separat pentru fiecare canal. Aceasta corespunde unui flux de 1411200 biți pe secundă. Un disc compact este o facilitate de stocare atât de mare încât poate stoca până la 74 de minute de muzică pe un singur disc. Dar ce să faci dacă trebuie să înregistrezi 2 ore dintr-un semnal pe 20 de biți și, pe lângă orice altceva, ar trebui să existe șase canale? Astăzi, un flux de date atât de mare nu este practic pentru stocare sau transmisie.
Codificatorul Dolby Digital este primul encoder conceput special pentru audio multicanal. Expertiza unică a Dolby Laboratories în eliminarea zgomotului audio este esențială pentru reducerea traficului de date, deoarece cu cât sunt mai puțini biți utilizați pentru a descrie un semnal audio, cu atât zgomotul este mai mare.
Reducerea zgomotului Dolby funcționează prin reducerea nivelului de zgomot în absența unui semnal audio, permițând, de asemenea, semnalului audio dorit mai puternic să acopere sau să „mascheze” zgomotul. Dar acest lucru vă permite să mascați numai zgomotul care este aproape ca frecvență de semnalul util. Prin urmare, Dolby Digital împarte spectrul audio pentru fiecare canal în benzi înguste de diferite dimensiuni, optimizate pentru selectivitatea în frecvență a auzului uman. Acest lucru permite ca zgomotul de digitizare să fie filtrat foarte precis, astfel încât să fie foarte apropiat ca frecvență de frecvența semnalului codificat. Semnalul audio amortizează eficient zgomotul, făcându-l inaudibil pentru ureche. Acolo unde lipsa semnalului nu permite mascarea zgomotului de digitizare, Dolby Digital face toate eforturile pentru a-l reduce. Se poate spune că Dolby Digital este un sistem foarte eficient de reducere a zgomotului, iar ca urmare calitatea sunetului este subiectiv foarte apropiată de cea originală.
Dolby Digital folosește tehnologia „shared bitpool” și un model de mascare a auzului uman pentru a obține o eficiență maximă de transmisie. Biții sunt distribuiți inegal între multe benzi de frecvență înguste și, în fiecare caz specific, diferit, în funcție de spectrul și structura dinamică a semnalului codificat. Folosind un model de mascare auditivă, codificatorul oferă numărul optim de biți pentru semnalul audio din fiecare bandă. În plus, biții sunt redistribuiți între diferite canale în conformitate cu modelul conform căruia un canal mai saturat va necesita mai multe date pentru transmisie decât altele, slab umplute și, de asemenea, ia în considerare faptul că un semnal puternic într-un canal poate masca zgomot în alte canale. Ca rezultat, Dolby Digital poate folosi proporțional mai multe date pentru a codifica audio, producând un semnal de calitate superioară și permițând codificarea mai multor canale audio în fluxuri de date cu o rată de biți mai mică decât necesită chiar și un singur canal de pe un CD.

DATE TEHNICE

Codificatorul Dolby Digital este capabil să proceseze un semnal de intrare cu un semnal digital dinamic de cel puțin 20 de biți cu un interval de frecvență de la 20 la 20.000 Hz ± 0,5 dB (-3 dB la 3 și 20.300 Hz). Canalul de joasă frecvență acoperă intervalul de la 20 la 120 Hz ±0,5 dB (-3 dB la 3 și 121 Hz). Sunt acceptate rate de eșantionare de 32, 44,1 și 48 kHz. Lățimea fluxului de date de ieșire poate varia de la un minim de 32 kbps pentru un singur canal mono până la un maxim de 640 kbps, satisfăcând o gamă completă de cerințe. Ratele tipice sunt 384 kbps pentru formatele de consum Dolby Digital „5.1” și 192 kbps pentru audio cu două canale.

Dolby ® Digital

Film cu sunet digital și analogic

Dolby ® Digital (AC-3, ATSC A/52) (Dolby Digital) - un sistem spațial de reproducere a sunetului dezvoltat de Dolby Laboratories, Inc. ("Dolby Labs"), condus de Ray Dolby, un pionier în industria audio și video.

Format standardizat Comitetul pentru sistemele avansate de televiziune, i s-a atribuit codul A/52, Dolby Digital (DD) este o marcă comercială.

Sistemele moderne Dolby Digital oferă șase canale de sunet surround digital. Canalele frontale stânga, centrală și dreapta vă permit să determinați cu precizie poziția sursei de sunet pe ecran. Canalele laterale din spate „split” separate, stânga și dreapta, sporesc sentimentul de prezență, creând volum. Și un canal suplimentar de joasă frecvență adaugă intensitate acțiunii de pe ecran.

În industria filmului, coloana sonoră Dolby Digital este codificată optic direct pe banda de film în spațiile dintre găurile perforate. Plasarea unei coloane sonore digitale pe același suport ca și filmul îi permite să coexiste cu pista analogică fără a fi nevoie de medii de stocare suplimentare și asigură, de asemenea, sincronizarea absolută a imaginii și a sunetului. În cinematografele IMAX, sunetul este înregistrat pe un hard disk separat și sincronizat cu filmul folosind codul de timp SMPTE.

Fluxul digital de la ieșirea codificatorului este o secvență de cadre audio (Pack AC-3 Frame). Informațiile conținute în acesta pot fi împărțite condiționat în două părți: principale (Informații principale) și suplimentare (Informații secundare).

Cadrul audio al codificatorului include șase blocuri audio. Fiecare bloc audio conține informații despre 512 mostre pentru fiecare dintre semnalele codificate (Audio 1, Audio 2, ..., Audio n). Datorită suprapunerii temporale de 50%, 256 de mostre din blocul anterior și 256 de mostre noi sunt incluse în blocul audio pentru fiecare semnal. În șase blocuri audio ale unui cadru audio, numărul total de mostre procesate pentru fiecare dintre semnalele de intrare va fi egal cu 512 × 6 = 3072. Rețineți că, dacă numărul de semnale audio codificate este 5 (format 3/2), atunci numărul total de mostre, despre care informațiile sunt conținute într-un cadru audio, va fi (512 × 5) × 6 = 15360, totuși, ținând cont de suprapunerea în timp de 50%, vor exista doar 15360 ÷ 2 = 7680 de mostre noi .

După eșantionarea eșantioanelor prin segmentare în timp, semnalul audio al fiecărui canal este convertit într-un nou set de date digitale folosind o transformare cosinus discretă modificată (MDCT). Segmentarea semnalelor audio în timp cu suprapunere de 50% a probelor și conversia lor din domeniul timp în frecvență se realizează în blocul de transformare timp-frecvență (Frequency Domain Transform). Înainte de transformarea ortogonală, mostrele de semnale audio sunt ponderate de o funcție de fereastră. Acesta din urmă este prezentat în standardul A/52 într-un tabel.

Conversia unui eșantion audio din domeniul timpului poate fi efectuată folosind o transformă lungă (512 puncte) sau două transformări scurte (256 puncte). În primul caz se vor obține 256, iar în al doilea, 128 + 128 de coeficienți MDCT, respectiv. Cu un eșantion scurt, coeficienții MDCT ai ambelor segmente, conținând 128 de valori fiecare, sunt combinați într-un singur bloc comun prin alternarea acestora. Acest bloc general va conține și 256 de coeficienți MDCT.

Transformarea lungă este cea mai preferată pentru semnalele care se modifică lent în amplitudine în timp. Are o rezoluție mai bună în frecvență. Transformarea scurtă oferă o rezoluție în timp mai bună și este utilizată pentru semnale ale căror amplitudini se modifică rapid în timp, cum ar fi regiunea de atac a unui sunet. Flag-ul de comutare bloc (flagurile blksw) indică ce transformare (lungă sau scurtă) este aplicată la calcularea coeficienților MDCT. Parametrul Block Switch Flags este inclus în fluxul de date digitale de ieșire ca informații suplimentare și este utilizat de decodor atunci când efectuează transformarea ortogonală inversă.

La rate reduse de date digitale, encoderul Dolby AC-3 prevede utilizarea unei proceduri speciale pentru combinarea semnalelor de canal (Coupling), care face posibilă utilizarea mai puțini biți la codificarea acestora.

În sistemul Dolby AC-3, fiecare coeficient MDCT este reprezentat în format virgulă mobilă prin două valori: un exponent (sau exponent) și o mantisă: Xd[k] = A[k] × 2 -B[k] , unde A[k] și B [k] - mantise și, respectiv, ordinea k-lea coeficient de conversie. Ordinea este egală cu numărul de zerouri dinaintea primei reprezentări binare a coeficientului MDCT. Este în esență factorul său de scară (sau factorul de normalizare). De exemplu, dacă coeficientul MDCT Xd[k] = 0,158 și reprezentarea sa binară este scrisă ca 0,001010000110, atunci ordinea (factorul de scară) B[k] = 2 și mantisa este 0,1010000110 în binar sau A[k] = 0. 6308 în sisteme zecimale. Semnul coeficientului MDCT este luat în considerare la codificarea mantisei. Înainte de codificare, mantisele sunt normalizate (Normalize Mantisses). Exponenții și mantisele coeficienților MDCT sunt codificați separat în blocurile Encode Exponent și Quantisse, Encode Mantisses.

Blocul Bit Allocation ia în considerare efectul de mascare. Procedura de selecție a biților se bazează pe un model auditiv care permite estimarea valorii maxime admisibile (pragul) a nivelului de zgomot, care este încă mascat de semnalul util din banda de codificare și, în conformitate cu datele acestor calcule , pentru a selecta numărul corespunzător de biți la codificarea mantisei coeficienților MDCT. Toate aceste calcule sunt efectuate într-un bloc numit de obicei modelul psihoacustic. Fiecare mantisă normalizată este cuantificată cu un număr de etape de cuantizare corespunzătoare numărului de biți definiți în modulul de alocare biți.

Ordinea de codificare a coeficientului MDCT în codificatorul Dolby AC-3 este un număr care variază de la 0 la 24. Prin urmare, cuvântul de cod de ordine trebuie să aibă cel puțin m = 5 biți (2 5 = 32). Ordinea maximă în codificator este limitată la 24.

Se știe că, dacă spectrul unui eșantion de semnal audio este analizat folosind un banc de filtre, fiecare dintre ele având o bandă de frecvență destul de îngustă, atunci diferența de niveluri de energie a semnalului între filtrele adiacente depășește rar 12 dB. Această circumstanță a fost luată în considerare la codificarea comenzilor. La codificarea comenzilor în codificatorul Dolby AC-3, este utilizată metoda de modulare diferenţială a impulsurilor-cod, atunci când nu ordinea în sine este codificată, ci diferenţa dintre valorile de ordine ale coeficienţilor MDCT adiacenţi. valoarea pentru semnalul fiecărui canal din prima bandă de analiză a frecvenței celei mai joase este - acesta este întotdeauna un cuvânt de cod pe patru biți, care corespunde intervalului de numere de la 0 la 15. Ordinea în banda de analiză a frecvenței următoare este determinată ca diferența dintre valorile de ordin curent și anterior ale coeficienților MDCT corespunzători. În encoderul Dolby AC-3, rezoluția modulației diferenţiale a impulsurilor-cod (discretitatea comenzilor de schimbare) în timpul codificării este limitată la valorile -2, -1, 0, +1, +2. Modificarea maximă a ordinelor coeficienților MDCT adiacenți este de ± 2, ceea ce corespunde la ± 12 dB.

Valoarea diferențială a ordinelor coeficienților MDCT este combinată în grupuri. Pentru procedura de grupare sunt utilizate trei strategii posibile, desemnate în standard ca D15, D25 și D45. În strategia D15 fiecare pereche, iar în strategia D45 fiecare patru valorile de ordine diferențială sunt reprezentate de o singură valoare a numărului M în fluxul de date digitale.

Valorile de ordin diferențial obținute direct din coeficienții MDCT originali, în practică, nu oferă întotdeauna o diferență maximă între coeficienții adiacenți care nu depășește intervalul de ± 2, care este cerut de tabelele corespunzătoare ale standardului Dolby AC-3 . Prin urmare, este necesară o procesare suplimentară a matricei de ordine înainte de codificare. Cu ajutorul acestuia, unele valori de ordine sunt reduse, dar, în același timp, valorile mantisei corespunzătoare sunt modificate, astfel încât zerouri să apară în fața lor în reprezentarea lor binară. După efectuarea acestei operații, ordinea diferențială maximă nu va mai depăși valoarea necesară de ± 2.

Alegerea strategiei (D15, D25 sau D45) pentru codificarea ordinelor de coeficienți MDCT este un compromis între rezoluția bună a frecvenței, rezoluția în timp și numărul de biți necesari pentru codificarea exponenților. Strategiile D15 și D25 pot fi folosite pentru a codifica semnale care au un spectru neuniform, atunci când valoarea exponentului se schimbă destul de repede de la o bandă de analiză la alta. Dacă spectrul semnalului este suficient de neted (plat), atunci se folosesc strategiile de codificare D45.

După alegerea unei strategii de codificare a ordinii, codificatorul Dolby AC-3 grupează cuvintele de cod corespunzătoare valorilor exponenților diferențiați în grupuri. Pentru toate modurile de funcționare a codificatorului, seturile de numere M pentru trei coeficienți MDCT adiacenți (k, k + 1, k + 2) M[k], M, M sunt grupate și codificate ca un cuvânt de șapte biți conform regulii:

Gama de modificări ale mantisei coeficienților MDCT se află în intervalul de la -1 la + 1. Semnul coeficientului MDCT este luat în considerare la codificarea mantisei. Procesul de cuantificare a mantisei coeficienților MDCT în standardul Dolby AC-3 are următoarele caracteristici:

numărul posibilelor etape de cuantizare corespunde următoarelor serii de numere: 0, 3, 5, 7, 11, 15, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 16384, 65536; se folosește cuantificarea uniformă a mantiselor;

când numărul de trepte de cuantizare este 3, 5, 7, 11 și 15, se folosește așa-numita cuantizare simetrică, în toate celelalte cazuri - asimetrică;

când numărul de etape de cuantizare este 3, 5 și 11, cuvintele de cod mantise sunt combinate în grupuri. Cu trei etape de cuantizare, trei cuvinte de cod corespunzătoare la trei valori mantise sunt codificate cu un cuvânt de cod de cinci biți. Cu cinci etape de cuantizare, trei cuvinte de cod mantise sunt grupate și codificate într-un singur cuvânt de cod de șapte biți. Cu 11 etape de cuantizare, două cuvinte de cod mantise sunt grupate și codificate într-un cuvânt de cod de șapte biți; în alte cazuri nu există o procedură de grupare.

Cu cuantizarea simetrică, în locul valorilor cuantificate ale mantiselor, indicii acestora, specificați de tabelul corespunzător, sunt incluși în fluxul digital. De exemplu, dacă numărul de etape de cuantizare este 3, iar valoarea mantisei se află în intervalul de la −1 la −1/3, atunci o valoare egală cu −2/3 va fi transmisă decodorului, iar indicele mc = Îi va corespunde 0. Dacă valoarea mantisei se află în intervalul de la -1/3 la +1/3, atunci valoarea egală cu zero este transmisă decodorului și este codificat indicele mc = 1. Și, în final, dacă valoarea mantisei este în intervalul de la +1/3 la +1, apoi valoarea este transmisă decodorului, egală cu +2/3, și este codificat indicele de tabel corespunzător mc = 2. În mod similar, sub formă de tabelele, intervalele valorilor mantisei și indicii corespunzători pentru numărul de pași de cuantizare sunt egali cu 5, 7, 11 și, respectiv, 15. Această metodă de cuantizare face posibilă reducerea numărului de biți necesari. Pentru toate celelalte etape de cuantizare (32, 64, ..., 65536), nu indicii sunt codificați, ci mantisele coeficienților MDCT înșiși.

Următoarea etapă este codificarea și ambalarea indicilor tabelare ai valorilor mantisei cuantificate într-un flux digital. Cu cuantizarea simetrică, o procedură suplimentară de grupare este utilizată pentru a reduce numărul de biți necesari pentru codificarea indicilor. De exemplu, dacă numărul de etape de cuantizare este 7, indicele mantisei variază de la 0 la 6. Codificarea acestei serii de numere necesită 3 biți. Cu 11 pași de cuantizare, indicele de tabel al mantisei se află în intervalul de la 0 la 10, iar cu 15 pași de cuantizare, este deja în intervalul de la 0 la 14. În acest caz, numărul de biți necesar pentru a codifica fiecare dintre acestea sunt 4 sau, respectiv, 5. Gruparea indicilor tabelului permite reducerea numărului de biți necesari pentru codificarea lor la 3, 5 și 11 pași de cuantizare. Cu 3 și 5 etape de cuantizare, trei indici de mantise de tabel și cu 11 etape de cuantizare, doi indici de mantise de tabel sunt codificați cu un cuvânt de cod conform următoarelor reguli:

Cod_grup = 9mc[a] + 3mc[b] + mc[c]; Cod_grup = 25mc[a] + 5mc[b] + mc[c]; Group_code = 11mc[a] + mc[b],

unde Group_code, Group_code și Group_code sunt cuvinte de cod ale grupurilor de indici de tabel ai mantiselor, respectiv, la 3, 5, 11 pași de cuantizare; mc[a], mc[b], mc[c] - indici de tabel ai mantiselor coeficienților MDCT cu numerele a, b și c. Deci, cu trei etape de cuantizare a mantisei (n = 3), cuvântul de cod al unui grup format din trei indici va conține 5 biți, deci în acest caz 5 ÷ 3 = 1,67 biți vor fi cheltuiți pentru codificarea fiecărei mantise. Cu n = 5, cuvântul cod al grupului de mantise va fi reprezentat ca un număr de șapte biți, iar codificarea fiecărei mantise va necesita 7 ÷ 3 = 2,33 biți. Și în sfârșit, cu n = 11, codificarea fiecărei mantise va necesita 7 ÷ 2 = 3,5 biți, iar cu n = 15 - 4 biți etc.

Codificatorul determină lungimea cuvântului de cod al fiecărei mantise sau indexul tabelului corespunzător, după care mantisele sunt despachetate folosind o procedură specială.

Când lucrează în modul de combinare a semnalelor audio, encoderul combină părți de înaltă frecvență ale semnalelor originale dintr-o anumită bandă de frecvență într-un semnal comun și generează în plus așa-numitele coordonate de combinare. Acesta din urmă va fi folosit de decodor pentru a restabili rapoartele energetice ale părților de înaltă frecvență ale spectrului fiecărui semnal original supus procedurii de combinare. După decodare, părțile combinate din fiecare dintre semnalele reconstruite vor avea aceeași compoziție spectrală și vor diferi doar ca nivel.

Codificatorul generează un semnal comun prin simpla adăugare a coeficienților MDCT ai semnalelor combinate. În acest caz, coeficienții MDCT de la 37 la 252 sunt grupați în 18 sub-benzi (așa-numitele benzi de combinare) cu 12 coeficienți în fiecare astfel de sub-benzi. Limitele inferioare și superioare de frecvență ale benzilor de combinare sunt specificate de utilizator. Coordonatele de combinare sunt calculate pentru fiecare combinare a semnalului de sub-bandă. Ele reprezintă raportul dintre coeficienții maximi MDCT ai fiecărui semnal combinat și semnalul total din subbanda de combinare. Apoi, coordonatele de unire sunt convertite în format virgulă mobilă și incluse în fluxul de date de ieșire ca informații suplimentare. Semnalul total (combinat) este codificat în același mod ca și semnalul canalelor independente.

Decodor de sistem Dolby AC-3

Decodorul Dolby AC-3 primește comenzi de coeficienți MDCT în formă codificată și ambalată. Pentru a le decomprima și decodifica, este necesar să existe informații suplimentare despre numărul de exponenți transmisi în semnalul fiecărui canal și despre strategia lor de codificare (D15, D25, D45) utilizată în encoder. Procesul de decodare a comenzii este realizat în blocul Decode Exponent. După decodificarea comenzilor se realizează procedura de despachetare, decuantizare și denormalizare a mantiselor coeficienților MDCT (Dequantize, Denormalize Mantisses). Pentru a o realiza, sunt utilizați parametrii modelului psihoacustic, parametrii care determină distribuția biților în codificator, precum și restabilirea valorilor de ordine ale coeficienților MDCT. Operația de denormalizare a mantiselor se realizează prin deplasarea biților cuvântului de cod mantisă la dreapta. În acest caz, numărul de schimburi este determinat de ordinea coeficientului MDCT corespunzător. Dacă encoderul a folosit procedura de combinare a semnalelor de la un număr de canale, atunci, evident, decodorul trebuie să efectueze operația inversă (De-Coupling), folosind valorile coordonatelor de combinare transmise decodorului în câmpul de date cu informații suplimentare. În blocul MDCT ortogonal invers (Transformarea inversă), semnalul reconstruit în decodor este invers convertit în domeniul temporal.

SI.	BSI	Bloc audio 0	Bloc audio 1	Bloc audio 2	Bloc audio 3	Bloc audio 4	Bloc audio 5	Date AUX	CRC

Schema 1. Structura de date a cadrului audio al sistemului Dolby AC-3.

Blocați steaguri de comutare	Dither Flags	Controlul intervalului dinamic	Strategia de cuplare	Coordonatele de cuplare	Strategia exponentului	Exponent	Parametrii de alocare a biților	Mantisele

Schema 2. Structura de date a unității audio a sistemului Dolby AC-3.

Structura datelor audio în standardul Dolby AC-3 este prezentată în Figura 1. Câmpul de date Header al unui cadru audio conține informații SI (Informații de sincronizare) și informații de configurare a fluxului de date BSI (Informații flux de biți).

Câmpul de date SI include cuvântul de sincronizare (0000 1011 0111 0111 sau OB77h), biți de codare pentru controlul zgomotului (CRC), rata de eșantionare și dimensiunea cadrului audio. Un cadru audio Dolby AC-3 include două cuvinte CRC de 16 biți, primul la începutul fiecărui cadru după cuvântul de sincronizare și al doilea la sfârșit. Câmpul de date BSI conține informații despre configurația fluxului de date digitale, de exemplu, cum ar fi tipul de serviciu, modul de funcționare al codificatorului (adică numărul de semnale codificate sau tipul de format audio), nivelul acustic absolut a semnalului fiecărui canal, informații despre limbă, informații despre timp și multe altele.

Structura de date a unui bloc audio este prezentată în Diagrama 2. Acesta include următoarele câmpuri de biți: Block Switch Flags - parametru de lungime a transformării ortogonale; Dither Flags - un semn al prezenței unui zgomot suplimentar; Dynamic Range Control - date de control pentru intervalul dinamic al semnalelor transmise; Strategia de cuplare - informații despre combinarea semnalelor (semnale ale căror canale sunt combinate și pornind de la ce frecvență); Coordonate de cuplare - coordonatele de cuplare pentru semnalul fiecărui canal; Exponent Strategy - strategia de codificare a comenzii selectată; Exponenți - cuvinte de cod pentru ordinele coeficienților MDCT; Bit Allocation Parameters - parametrii modelului psihoacustic; Mantisele - cuvinte de cod pentru mantisele coeficienților MDCT.

Dolby Digital Technologies

Dolby Digital EX

EX este un prefix folosit pentru a desemna sistemele de sunet Dolby Digital cu 6.1 canale: două frontale, centrală, joasă frecvență, surround spate și două surround laterale.

Dolby Digital Surround-EX

Dolby Digital Surround-EX adaugă un al treilea canal de sunet surround la coloana sonoră. Ideea aparține inginerilor de sunet ai studioului Skywalker Sound. Tehnologia a fost dezvoltată împreună cu Dolby Laboratories și Lucasfilm THX.

Dolby Digital Live

Dolby Digital Live (DDL) este o tehnologie de codificare a semnalelor audio multicanal (5.1) în format AC3 în timp real, propusă de Dolby Technologies. Proiectat pentru a transmite audio multicanal de la jocuri și alte aplicații către receptor prin interfața S/PDIF (optică sau coaxială).

Utilizarea acestuia vă permite să scăpați de restricțiile din cauza cărora numai piese gata făcute (adică stocate codificate în format AC3 sau DTS) pe mai multe canale, de obicei coloana sonoră a filmelor, ar putea fi transmise prin interfețe digitale) și în jocuri. capabilitățile de ieșire digitală au fost limitate la sunetul stereo obișnuit. (Pentru 5.1 complet în jocuri în astfel de cazuri, este necesară o conexiune analogică cu trei fire, dacă, desigur, este posibil.)

Dezavantajul fundamental și fatal al tehnologiei DDL este o anumită pierdere a calității sunetului de la comprimarea acestuia în formatul AC3 (comparabilă cu trecerea de la CD-Audio la mp3 cu o rată de biți mare), care, totuși, este complet necritică pentru scopul principal. aplicarea.

În prezent, această tehnologie se găsește în principal în plăcile de bază echipate cu codecuri Realtek ALC882D, ALC888DD și ALC888H, precum și unele codecuri C-Media. Astfel de plăci pot fi găsite prin expresiile „AC3 Encode” sau „Dolby Digital Live” în descrierile produselor.

Această tehnologie începe să fie introdusă și în laptopuri, unde, având în vedere lipsa spațiului pentru conectorii analogici „extra”, promite cele mai mari avantaje - un singur conector vă va permite să obțineți sunet 5.1 complet în toate aplicațiile, cu condiția să conectați laptopul. către un receptor sau un set de difuzoare active cu decodor încorporat.

Dintre plăcile de sunet individuale care acceptă această tehnologie, este de remarcat Terratec Aureon 7.1, iar în plăcile de sunet populare ale familiei Creative X-Fi nu există suport DDL, dar (conform informațiilor neoficiale) este posibil în viitor că va fi introdus retroactiv atunci când va fi lansată o nouă versiune de drivere.

Pentru 2010, următoarele modele din familia Creative X-Fi acceptă această tehnologie: 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 și Dolby Laboratories au introdus o nouă tehnologie audio pentru dispozitivele care acceptă redarea video și audio de înaltă definiție, cum ar fi playerele HD DVD și Blu-ray. Tehnologia audio se numește Dolby Digital Plus și poate fi folosită în nucleele de microprocesor MIPS32.

Dolby Digital Plus va îmbunătăți, de asemenea, calitatea înregistrării conținutului audio pe suporturi HD DVD și Blu-ray Disk, datorită suportului unui număr și mai mare de canale decât a fost posibil cu Dolby Digital. Companiile vor prezenta dezvoltatorilor de soluții SoC (System-on-Chip) varietăți de codec integrat Dolby Digital Plus bazat pe nucleul MIPS.

Particularitati:

Audio multicanal cu canale independente
Acceptă până la 7.1 canale* și capacitatea de a avea mai multe programe audio într-un singur flux
Ieșire de flux Dolby Digital pentru compatibilitate cu dispozitivele mai vechi
Debit maxim de până la 6 Mbps
Rată de biți de la 3 Mbps pe HD DVD și până la 1,7 Mbps pe disc Blu-ray
Suporta HDMI
Un flux poate conține material în diferite limbi
Noi opțiuni de codare pentru profesioniștii audio
Menține calitatea înaltă la rate de transmisie mai eficiente (200 Kbps pentru 5.1 canale)

„Dolby Digital Plus acceptă mai mult de 8 canale audio. Standardele HD DVD și Blu-ray Disc limitează în prezent acest număr la 8.

Dolby TrueHD

Dolby TrueHD este unul dintre primele două formate audio necomprimate (comprimate fără pierderi) disponibile numai pentru playerele optice HD. Deși codecul Dolby TrueHD este opțional, formatul este acceptat pe scară largă de playerele și discurile Blu-ray (mult mai mult decât DD+, care lipsește adesea de pe discurile Blu-ray). Dolby TrueHD folosește algoritmul de compresie Meridian Lossless Packing (MLP). Fluxul digital Dolby TrueHD poate găzdui până la 14 canale audio individuale, dar în practică funcționează cu 6 (5.1) sau 8 (7.1) canale. Dolby TrueHD acceptă o adâncime de până la 24 de biți și o rată de eșantionare de până la 192 kHz (pentru un flux maxim necomprimat de 63 Mbps), dar pentru Blu-ray există în prezent maximum 8 canale disponibile la 24 de biți și 96 kHz ( sau alternativ 6 canale la 24 de biți și 192 kHz) pentru un flux maxim comprimat de 18 Mbps. O căutare a filmelor Dolby TrueHD disponibile pe discuri Blu-ray a arătat că doar jumătate sunt disponibile în prezent: 6 canale la o rată de eșantionare de 96 kHz și o adâncime de 24 de biți (echivalent cu 13,5 Mbps necomprimat și 9 Mbps comprimat). discuri cu concerte ale grupului Dave Matthews și Tim Reynolds, care au primit scoruri excelente la calitate pe site-ul Cinema Squid).

Specificațiile Dolby TrueHD pentru filmele Blu-ray sunt după cum urmează:

Codec audio - Dolby TrueHD.
Canalele (schema de sunet) sunt aproape întotdeauna 5.1, 6.1 și 7.1 sunt foarte rare.
Datele de claritate audio nu sunt adesea disponibile, dar valorile tipice sunt 16 biți la 48 kHz sau 24 biți la 48 kHz; pentru unele discuri live aceste valori sunt de 24 de biți la 96 kHz.
Valoarea fluxului nu este de obicei disponibilă, dar este de obicei 4608 kbps (4,5 Mbps, ceea ce corespunde la șase canale la 48 kHz și 16 biți). Cel mai mare pe care l-am văzut pe discurile Blu-ray de concerte comerciale a fost de 9,0 Mbps, ceea ce echivalează cu șase canale la 96 kHz și 24 de biți. Valoarea maximă pentru Blu-ray este de 18 Mbps.

Tehnologii Dolby pe medii optice

	HD DVD			Disc Blu-ray			DVD-Video			DVD-Audio			Laserdisk
Codec	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul
Dolby ® Digital	Neapărat	5.1	504 kbps	Neapărat	5.1	640 kbps	Neapărat	5.1	448 kbps	În plus, în partea video pentru compatibilitate cu playerele DVD convenționale	5.1	448 kbps	În plus	5.1	384 kbit/s
Dolby Digital Plus		7.1	3 Mbit/s	În plus	7.1	1,7 Mbit/s	Nefolosit
Dolby TrueHD		8	18 Mbit/s	În plus	8	18 Mbit/s	Nefolosit

Sunetul Dolby Digital a apărut pentru prima dată în cinematografe în 1992, cu Batman Returns.
Impulsul dezvoltării Dolby Digital Surround-EX a fost nevoia unei imagini sonore a unei nave spațiale zburând deasupra auditoriului în filmul „Războiul Stelelor. Episodul I: Amenințarea fantomă.”

Vezi si

Dolby Atmos
Immsound
Audio digital

Literatură

Standard de compresie audio digitală (AC-3)/Doc.A/52, 1995-12-20
I. A. Aldoshina, E. I. Vologodin, A. P. Efimov și alții. Electroacustică și difuzare sonoră: un manual pentru universități / Editat de Yu. A Kovalgin. - M.: Hotline-Telecom, Radio and Communications, 2007. - 872 p.: ill.

Legături

Compresie audio (comparație de formate)
Codec-uri
Vorbire/voce
Fără pierderi
Standarde și formate

Containere media
Video/audio
Audio
Formate grafice (compresie)
Raster
Vector
Complex

Formate video de difuzare

O televiziune

Analogic

525 de linii	NTSC · NTSC-J · PALMIER
625 de linii	PAL · PAL-N/NC · PALplus · SECAM
Audio	BTSC (MTS) · NICAM-728 · Zweiton (A2/IGR) · EIAJ
Semnale ascunse	Subtitrare · Teletext · CGMS-A · GCR · PDC · VBI · VOAL · VITC · WSS · XDS
Sisteme defuncte	Înainte de 1940 · Baird-Nipkow · 405 linii · 441 de linii · 819 linii · MAC · MUZĂ

Digital

Scanare intercalată

SDTV (

Dolby ® Digital

Film cu sunet digital și analogic

Format standardizat Comitetul pentru sistemele avansate de televiziune, i s-a atribuit codul A/52, Dolby Digital (DD) este o marcă comercială.

numărul posibilelor etape de cuantizare corespunde următoarelor serii de numere: 0, 3, 5, 7, 11, 15, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 16384, 65536; se folosește cuantificarea uniformă a mantiselor;

când numărul de trepte de cuantizare este 3, 5, 7, 11 și 15, se folosește așa-numita cuantizare simetrică, în toate celelalte cazuri - asimetrică;

când numărul de etape de cuantizare este 3, 5 și 11, cuvintele de cod mantise sunt combinate în grupuri. Cu trei etape de cuantizare, trei cuvinte de cod corespunzătoare la trei valori mantise sunt codificate cu un cuvânt de cod de cinci biți. Cu cinci etape de cuantizare, trei cuvinte de cod mantise sunt grupate și codificate într-un singur cuvânt de cod de șapte biți. Cu 11 etape de cuantizare, două cuvinte de cod mantise sunt grupate și codificate într-un cuvânt de cod de șapte biți; în alte cazuri nu există o procedură de grupare.

Cod_grup = 9mc[a] + 3mc[b] + mc[c]; Cod_grup = 25mc[a] + 5mc[b] + mc[c]; Group_code = 11mc[a] + mc[b],

Codificatorul determină lungimea cuvântului de cod al fiecărei mantise sau indexul tabelului corespunzător, după care mantisele sunt despachetate folosind o procedură specială.

Decodor de sistem Dolby AC-3

SI.	BSI	Bloc audio 0	Bloc audio 1	Bloc audio 2	Bloc audio 3	Bloc audio 4	Bloc audio 5	Date AUX	CRC

Schema 1. Structura de date a cadrului audio al sistemului Dolby AC-3.

Blocați steaguri de comutare	Dither Flags	Controlul intervalului dinamic	Strategia de cuplare	Coordonatele de cuplare	Strategia exponentului	Exponent	Parametrii de alocare a biților	Mantisele

Schema 2. Structura de date a unității audio a sistemului Dolby AC-3.

Dolby Digital Technologies

Dolby Digital EX

EX este un prefix folosit pentru a desemna sistemele de sunet Dolby Digital cu 6.1 canale: două frontale, centrală, joasă frecvență, surround spate și două surround laterale.

Dolby Digital Surround-EX

Dolby Digital Live

Dolby Digital Plus

Particularitati:

Audio multicanal cu canale independente
Acceptă până la 7.1 canale* și capacitatea de a avea mai multe programe audio într-un singur flux
Ieșire de flux Dolby Digital pentru compatibilitate cu dispozitivele mai vechi
Debit maxim de până la 6 Mbps
Rată de biți de la 3 Mbps pe HD DVD și până la 1,7 Mbps pe disc Blu-ray
Suporta HDMI
Un flux poate conține material în diferite limbi
Noi opțiuni de codare pentru profesioniștii audio
Menține calitatea înaltă la rate de transmisie mai eficiente (200 Kbps pentru 5.1 canale)

„Dolby Digital Plus acceptă mai mult de 8 canale audio. Standardele HD DVD și Blu-ray Disc limitează în prezent acest număr la 8.

Dolby TrueHD

Specificațiile Dolby TrueHD pentru filmele Blu-ray sunt după cum urmează:

Codec audio - Dolby TrueHD.
Canalele (schema de sunet) sunt aproape întotdeauna 5.1, 6.1 și 7.1 sunt foarte rare.
Datele de claritate audio nu sunt adesea disponibile, dar valorile tipice sunt 16 biți la 48 kHz sau 24 biți la 48 kHz; pentru unele discuri live aceste valori sunt de 24 de biți la 96 kHz.
Valoarea fluxului nu este de obicei disponibilă, dar este de obicei 4608 kbps (4,5 Mbps, ceea ce corespunde la șase canale la 48 kHz și 16 biți). Cel mai mare pe care l-am văzut pe discurile Blu-ray de concerte comerciale a fost de 9,0 Mbps, ceea ce echivalează cu șase canale la 96 kHz și 24 de biți. Valoarea maximă pentru Blu-ray este de 18 Mbps.

Tehnologii Dolby pe medii optice

	HD DVD			Disc Blu-ray			DVD-Video			DVD-Audio			Laserdisk
Codec	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul	Suport hardware	Număr de canale (max.)	Max. debitul
Dolby ® Digital	Neapărat	5.1	504 kbps	Neapărat	5.1	640 kbps	Neapărat	5.1	448 kbps	În plus, în partea video pentru compatibilitate cu playerele DVD convenționale	5.1	448 kbps	În plus	5.1	384 kbit/s
Dolby Digital Plus		7.1	3 Mbit/s	În plus	7.1	1,7 Mbit/s	Nefolosit
Dolby TrueHD		8	18 Mbit/s	În plus	8	18 Mbit/s	Nefolosit

Sunetul Dolby Digital a apărut pentru prima dată în cinematografe în 1992, cu Batman Returns.
Impulsul dezvoltării Dolby Digital Surround-EX a fost nevoia unei imagini sonore a unei nave spațiale zburând deasupra auditoriului în filmul „Războiul Stelelor. Episodul I: Amenințarea fantomă.”

Vezi si

Dolby Atmos
Immsound
Audio digital

Literatură

Standard de compresie audio digitală (AC-3)/Doc.A/52, 1995-12-20
I. A. Aldoshina, E. I. Vologodin, A. P. Efimov și alții. Electroacustică și difuzare sonoră: un manual pentru universități / Editat de Yu. A Kovalgin. - M.: Hotline-Telecom, Radio and Communications, 2007. - 872 p.: ill.

Legături

Compresie audio (comparație de formate)
Codec-uri
Vorbire/voce
Fără pierderi
Standarde și formate

Containere media
Video/audio
Audio
Formate grafice (compresie)
Raster
Vector
Complex

Formate video de difuzare

O televiziune

Analogic

525 de linii	NTSC · NTSC-J · PALMIER
625 de linii	PAL · PAL-N/NC · PALplus · SECAM
Audio	BTSC (MTS) · NICAM-728 · Zweiton (A2/IGR) · EIAJ
Semnale ascunse	Subtitrare · Teletext · CGMS-A · GCR · PDC · VBI · VOAL · VITC · WSS · XDS
Sisteme defuncte	Înainte de 1940 · Baird-Nipkow · 405 linii · 441 de linii · 819 linii · MAC · MUZĂ

Digital

Scanare intercalată

SDTV (

Pentru cei care doresc un sunet clar, vă recomandăm să descărcați Dolby Digital Plus pentru Windows 10. Acesta este un codec software ușor și intuitiv, care este responsabil pentru redarea audio pe orice dispozitiv cu difuzoare.

Particularități

Vă rugăm să rețineți că versiunile anterioare de Windows 10 nu acceptă codecul Dolby Digital. Prin urmare, înainte de a descărca Dolby Digital, vă recomandăm să vă actualizați sistemul la cea mai recentă versiune. În caz contrar, acest program pur și simplu nu se va instala, ceea ce înseamnă că nu veți experimenta toate deliciile sale:

Transformarea sunetului la cea mai înaltă calitate posibilă;
Reglarea fină a sunetului;
Interfață clară în rusă;

Dolby Digital Plus este doar unul dintre codecurile audio pentru Windows 10. Sunt și altele, de exemplu. Cu toate acestea, Dolby Digital este un codec premium și, dacă dispozitivul dvs. îl acceptă, vă recomandăm să îl instalați.

Codecul este distribuit gratuit, este în limba rusă și funcționează pe toate versiunile de Windows 10 - 32 și 64 de biți. Codecul este compatibil cu majoritatea dispozitivelor moderne, nu numai computere, ci și tablete.

Redarea sunetului pe un computer este un proces destul de complex și în mai multe etape. Sunetul trece prin mai multe etape înainte de a ajunge la urechea umană. Schematic, pot fi distinse patru etape principale: fișierul sursă, placa de sunet, cablurile și sistemul de difuzoare în sine. În plus, amplasarea sistemelor acustice în spațiu are o influență semnificativă asupra calității sunetului.

Importanța fiecărei etape este determinată de calitatea legăturii finale - sistemul de difuzoare pe care va fi redat fișierul de sunet. De exemplu, dacă pentru a reproduce sunetul sunt folosite difuzoare din plastic de dimensiuni mici și mijlocii, atunci nu puteți acorda atenție etapelor rămase, dar dacă este utilizat un sistem acustic bun, atunci pentru a obține o soluție echilibrată nu puteți ignora toate celelalte legături, deoarece fiecare dintre ele are un impact direct asupra calității sunetului.

Înainte de a trece la o examinare detaliată a fiecărei verigi din lanțul de reproducere a sunetului, să ne uităm la conceptele de bază asociate cu sunetul, precum și la modul în care o persoană percepe sunetul.

Sunetul și caracteristicile sale

sunetul ca fenomen fizic este un proces ondulatoriu, adică procesul de propagare a vibrațiilor aerului. Sursa sunetului este orice corp oscilant care pune în mișcare oscilatorie particulele adiacente ale unui mediu elastic (aer), care, la rândul lor, fac ca particulele învecinate să oscileze etc. Astfel, apare procesul de propagare a vibrațiilor particulelor unui mediu elastic, care se numește undă sonoră.

Una dintre principalele caracteristici ale sunetului este frecvența acestuia, sau numărul de vibrații ale sunetului pe secundă. Frecvența este măsurată în Herți (Hz). De exemplu, o frecvență a sunetului de 1000 Hz înseamnă că au loc 1000 de vibrații ale mediului elastic pe secundă.

Particularitatea urechii umane este că percepe cel mai bine vibrațiile sonore în intervalul de frecvență de la 1 la 5 kHz. În plus, o persoană percepe frecvențe mai mici cu corpul, determinând volumul prin presiunea exercitată. Se crede că o persoană este capabilă să perceapă sunetul cu o frecvență de 16 Hz.

Limita superioară a intervalului audibil este destul de individuală, dar datele statistice medii sunt următoarele: după treizeci de ani, intervalul superior de audibilitate scade la 18 kHz, iar după patruzeci, rareori aude cineva frecvențe peste 16-17 kHz.

O altă caracteristică a undelor sonore este puterea sunetului. Puterea sunetului determină fluxul de energie sonoră care trece în fiecare secundă printr-un centimetru pătrat dintr-un plan convențional situat perpendicular pe direcția de propagare a undei. Intensitatea sunetului descrie proprietățile energetice ale undei în sine și se măsoară în wați pe metru pătrat (W/m2).

Pe lângă intensitatea sunetului, este adesea folosită o altă caracteristică: presiunea sonoră. Presiunea sonoră este modificarea maximă a presiunii din aer în timpul propagării undelor sonore în comparație cu presiunea care există în absența undelor. Unitatea de măsură pentru presiunea sonoră este un pascal (Pa).

O persoană este capabilă să perceapă numai acele unde sonore în care puterea sunetului nu depășește un anumit interval, numit interval dinamic al auzului. Limita inferioară a acestui interval se numește pragul de auz, adică dacă puterea sunetului unei unde sonore este sub acest prag, atunci nu este percepută de urechea umană. Pragul de audibilitate este considerat o forță sonoră egală cu 10-12 W/m2 sau 2x10-5 Pa.

Limita superioară a intervalului dinamic al auzului se numește pragul durerii. Dacă intensitatea sunetului este mai mare decât acest nivel, atunci persoana simte durere în urechi. Pragul durerii corespunde unei intensități a sunetului egală cu 10 W/m2.

În practică, modificările intensității sunetului sunt de obicei exprimate în belși și decibeli. Dacă eu 1Și eu 2 valorile inițiale și finale ale intensității sunetului, apoi modificarea nivelului sonor se calculează folosind formula:

.

Diferența minimă de nivel de sunet pe care o poate percepe urechea umană este de exact un decibel. Acesta este unul dintre motivele principale pentru introducerea unui astfel de sistem de măsurare a nivelului de sunet. Și întreaga gamă dinamică a auzului este de 130 dB:

.

Deși decibelii sunt folosiți pentru a măsura o modificare a unei mărimi fizice, ei pot fi folosiți și pentru a măsura valoarea absolută a intensității sunetului, luând ca valoare inițială a intensității sunetului valoarea pragului de audibilitate, adică 10-12 W. /m2. În acest caz, valoarea intensității sunetului în decibeli arată câți decibeli depășește această valoare a intensității sunetului pragul de auz.

Astfel, când spun că nivelul sunetului în boxe este de 100 de decibeli, înseamnă că difuzoarele funcționează la un nivel care depășește cu 100 dB pragul de auz.

Presiunea sonoră și intensitatea sunetului sunt într-o relație pătratică. Înseamnă că:

.

În acustică, puterea unui sunet este de obicei asociată cu volumul acestuia, dar zgomotul și puterea sunetului nu sunt același lucru. Loudness este senzația auditivă subiectivă a undelor sonore, care depinde nu numai de puterea sunetului, ci și de frecvența acestuia.

La o frecvență constantă, volumul unui sunet crește odată cu creșterea intensității sunetului. Cu toate acestea, percepția noastră asupra sunetului depinde în mare măsură de frecvența sunetului. Auzim mult mai bine la frecvențe medii, în timp ce la frecvențe joase și înalte sensibilitatea auzului este tocită. Nivelul zero al volumului sonor corespunde unei intensități a sunetului de 10-12 W/m2 la o frecvență de 1 kHz.

Pe baza studiilor privind auzul uman, s-au construit grafice cunoscute sub numele de curbe de volum egal. Ele descriu linii (sunt situate la intervale de 10 dB la o frecvență de 1000 Hz) care corespund aceluiași volum perceput la frecvențe diferite (Fig. 1).

Digitalizarea și compresia fișierelor audio

Impresia care se creează din ascultarea oricărui sistem de difuzoare depinde aproape în întregime de calitatea materialului sursă. Desigur, această afirmație este valabilă numai pentru sistemele multimedia din clasa de mijloc și mai sus. Așadar, pe boxele ieftine din plastic este greu să auzi diferența dintre mp3 192 Kbps și mp3 256 Kbps.

Să ne amintim cum este digitizat un semnal sonor, adică semnalul analogic este convertit într-o formă digitală de reprezentare. Sunetul digital este reprezentat ca valori discrete de amplitudine. Digitizarea (conversia unui semnal analogic în formă digitală) include eșantionarea semnalului în timp și cuantificarea după amplitudine (Fig. 2). Discretizarea este achiziționarea valorilor de amplitudine după un anumit pas de timp. De exemplu, pentru un CD audio, frecvența de eșantionare este de 44,1 kHz, ceea ce înseamnă că sunt prelevate 44.100 de mostre de amplitudine a semnalului în fiecare secundă.

Cuantificarea amplitudinii este înlocuirea valorilor reale ale amplitudinii semnalului cu unele aproximative cu o anumită precizie. Precizia cuantizării semnalului este determinată de adâncimea de biți a codecului utilizat. Pentru CD-urile audio, adâncimea de biți este de 16 biți, ceea ce vă permite să setați 216=65.536 niveluri de amplitudine diferite.

Este clar că cu cât este mai mare rata de eșantionare a semnalului și cu cât este mai mare adâncimea de biți a codecului, cu atât semnalul analogic original va corespunde mai aproape de reprezentarea sa digitală.

În matematică, se dovedește (teorema Kotelnikov Nyquist) că pentru o corespondență unu-la-unu între un semnal analog și reprezentarea sa digitalizată, frecvența de eșantionare trebuie să fie de două ori mai mare decât frecvența maximă a semnalului analogic. Astfel, pentru a obține informații complete despre semnalul analogic inițial în intervalul de frecvență de la 0 la 22.050 Hz (în domeniul de frecvență audibilă), este necesară eșantionarea semnalului la o frecvență de cel puțin 44,1 kHz.

Valorile eșantionului obținute în timpul eșantionării și cuantificării semnalului sunt scrise într-un fișier PCM (Pulse Code Modulation) ca un set de valori secvențiale de amplitudine. Este clar că cu cât frecvența de eșantionare este mai mare și cu cât este mai mare adâncimea de biți a codecului, cu atât dimensiunea fișierului rezultat va fi mai mare după digitizarea semnalului. Astfel, cu o frecvență de eșantionare de 44,1 kHz și un codec de 16 biți în modul stereo, o oră de fișier audio are o dimensiune de aproximativ 635 MB. Rețineți că tipul de fișier standard pentru stocarea informațiilor audio digitizate necomprimate este în prezent formatul WAV.

Reprezentarea unui semnal ca fișier PCM este prea irositoare și necesită destul de mult spațiu pe disc. Prin urmare, pentru a economisi spațiu, semnalul audio este comprimat. Compresia poate fi de două tipuri: cu pierderi și fără pierderi.

Comprimarea datelor fără pierderi este o metodă de codificare a informațiilor audio care permite recuperarea datelor 100%. Această metodă de comprimare a datelor este utilizată în cazurile în care este necesar să se păstreze sută la sută din calitatea originală a sunetului datelor audio. De exemplu, după amestecarea sunetului într-un studio de înregistrare, datele trebuie stocate într-o arhivă în calitatea sa originală pentru o posibilă utilizare ulterioară. Algoritmii de compresie fără pierderi existenți în prezent (de exemplu, algoritmul implementat în codecurile Monkeys Audio, Flac, WavPack, TTA, OptimFrog și altele) pot reduce cantitatea de date ocupată cu 20-50%, asigurând în același timp recuperarea 100% a datelor originale obținute. după comprimare.

Comprimarea datelor cu pierderi este utilizată pentru a obține o dimensiune minimă a fișierului rezultat. Acest lucru se realizează prin eliminarea părților greu de auzit din original și prin tăierea intervalului de frecvență.

După o astfel de conversie, semnalul decodat, atunci când este redat, sună similar cu originalul, dar nu există o corespondență completă între original și copia sa convertită.

Metodele de compresie cu pierderi pot reduce dimensiunea originalului de 7-14 ori. Este clar că cu cât raportul de compresie este mai mare, cu atât se obține mai puțină corespondență între fișierul audio original și cel rezultat.

Există multe metode de compresie cu pierderi. Cele mai faimoase dintre ele sunt MPEG-1 Layer 3 (denumirea oficială a cunoscutului mp3), MPEG-2/4 AAC (MPEG-2 și MPEG-4 Advanced Audio Coding), Ogg Vorbis (OGG), Windows Media Audio (WMA), MusePask (MPC), etc.

Decodare audio

Decodarea audio este procesul de conversie a fișierului comprimat original într-un format ușor de înțeles de plăcile de sunet. Decodarea este necesară doar pentru formatele comprimate, deoarece fluxul necomprimat este deja de înțeles pentru plăcile de sunet. Diferența atunci când ascultați unul sau altul player este vizibilă doar atunci când ascultați un fișier comprimat cu un codec cu pierderi, deoarece fiecare player are propriul algoritm de decodare.

După decodare, semnalul ajunge la o placă de sunet, care include un convertor analog-digital (ADC), un convertor digital-analog (DAC) și un sintetizator midi. Pentru a asculta muzică, DAC-ul este cel mai important - cu cât este mai mare calitate, cu atât este mai mare calitatea sunetului rezultat. Prin urmare, dacă aveți o acustică destul de bună, atunci este mai bine să schimbați placa de sunet integrată cu una de înaltă calitate, de exemplu, Terratec Aureon Space/Sky, Audiotrack ProDigy 7.1 sau chiar Creative Live 24 bit 7.1. Puteți folosi, desigur, plăci de sunet mai scumpe, dar pe acustica multimedia va fi greu să simțiți diferența dintre ele și același ProDigy 7.1.

Cabluri

Există două tipuri de cabluri: acustice și interconectare. Cablurile pentru difuzoare sunt folosite pentru a conecta difuzoarele la un amplificator, iar cablurile de interconectare sunt folosite pentru a conecta diverse dispozitive, cum ar fi o placă de sunet și un amplificator. Scopul principal al cablului de interconectare este de a transmite semnalul către amplificator fără pierderi. Deoarece prin cablul de interconectare curg curenți slabi, ecranarea acestui cablu este de cea mai mare importanță. Dacă cablul are o ecranare slabă, va fi susceptibil la diferite tipuri de interferențe.

Cablul difuzorului transmite semnalul deja amplificat către difuzoare. Curenți puternici curg în acest cablu, așa că nu este importantă doar ecranarea cablului, ci și secțiunea transversală a acestuia. Când curg curenți mari într-un cablu subțire, are loc o pierdere a curenților slabi și o pierdere a unei părți a frecvențelor înalte. În plus, apare adesea așa-numitul efect al pielii - efectul deplasării curenților pe suprafața cablului, la care curenții de înaltă frecvență sunt cei mai sensibili. Efectul de piele poate fi redus prin folosirea unui cablu cu miezuri subțiri, iar pierderea curenților slabi prin utilizarea unui cablu cu un număr mare de miezuri.

Pentru sistemele de difuzoare medii, este suficient să folosiți un cablu de interconectare cu ecranare bună și un cablu pentru difuzoare OFC (cupru fără oxigen) cu o secțiune transversală de aproximativ 1,0 mm2 pentru difuzoare cu o putere de 20 W (per difuzor) și o secțiune transversală de 1,5 mm2 pentru difuzoare cu o putere de până la 50 W (per difuzor).

Sisteme acustice

Bushy System (AS) este un dispozitiv conceput pentru a converti semnalele electrice în vibrații acustice. În marea majoritate a difuzoarelor, conversia semnalelor electrice în vibrații sonore se realizează prin capete electrodinamice, al căror principiu de funcționare se bazează pe fenomenul inducției electromagnetice.

Partea principală a capului electrodinamic este un difuzor, care creează unde sonore. Difuzorul capului electrodinamic are două suprafețe: față și spate. În consecință, în timpul mișcării oscilatorii a difuzorului, sunt generate două unde sonore, dintre care una provine de pe suprafața sa frontală, iar a doua de pe suprafața sa din spate. Aceste unde sunt în antifază unele față de altele și se anulează parțial una pe cealaltă în spațiul deschis. Pentru a elimina acest efect de amortizare, unda emisă de suprafața posterioară a difuzorului este amortizată prin plasarea capului electrodinamic într-un spațiu închis (în carcasa difuzorului).

Vorbind despre difuzor, observăm că diferite tipuri de difuzoare sunt folosite pentru frecvențe diferite. Astfel, difuzoarele Kevlar sunt folosite pentru frecvente medii si joase, iar difuzoarele de matase pentru frecvente inalte.

Pe lângă difuzor, capul electrodinamic are și o suspensie, a cărei sarcină principală este de a readuce difuzorul la starea inițială în timpul mișcării sale oscilatorii. Suspensia trebuie să fie suficient de rigidă pentru a readuce rapid difuzorul la starea inițială, dar în același timp suficient de moale pentru a nu împiedica mișcarea difuzorului.

De asemenea, este importantă dimensiunea coloanei în care se află capul electrodinamic. Practic, cu cât mai multe, cu atât mai bine. În corpul difuzorului mic, se creează o elasticitate excesivă a aerului în volumul intern, care exercită presiune asupra difuzorului din partea din spate, determinând o scădere a flexibilității suspensiei acestuia. Acest lucru are un efect deosebit de negativ asupra difuzoarelor de joasă frecvență.

Tipuri de sisteme de difuzoare

În ceea ce privește designul acustic, sistemele acustice pot fi împărțite în următoarele tipuri:

carcasă deschisă sau design descărcat acustic (peretele din spate al carcasei difuzorului este parțial sau complet absent);
o carcasă cu un labirint pentru amortizarea undelor generate de peretele din spate al difuzorului;
carcasă închisă sau design încărcat acustic;
corp cu bass reflex. Un bass reflex este o conductă de o anumită lungime și secțiune transversală montată în carcasă. Bass reflex vă permite să obțineți o reproducere normală a frecvențelor joase datorită faptului că acestea sunt amplificate de multe ori în conducta bass reflex. In plus, bass reflex reduce excesul de presiune in coloana;
carcasă cu un radiator pasiv.

Principalele caracteristici ale sistemelor acustice

Principalele caracteristici ale sistemelor acustice includ în mod tradițional următoarele:

Volumul difuzorului;

Putere difuzor;

Sensibilitate;

Răspuns amplitudine-frecvență;

Distorsiuni armonice;

distorsiuni neliniare;

Raportul semnal-zgomot;

Separarea frecventelor.

Volumul difuzorului măsurat exact în același mod ca și volumul sunetului. Singura diferență este că măsurarea se bazează nu pe puterea sunetului, ci pe tensiunea de pe capul electrodinamic, adică:

,

unde U 1 este o tensiune de referință și U 2 este valoarea maximă admisă.

Există diferite tipuri de tensiuni de referință, așa că pentru a evita confuziile, se folosesc diferite unități de măsură. Astfel, dacă unitatea de măsură este dB (dBu), atunci se utilizează ca tensiune de referință 0,775 V. Pentru unitățile de măsură dBV (dBV), se ia ca tensiune de referință 1 V. Unitățile dB și dBV sunt legate de unul pe altul printr-o relație evidentă:

.

Există și o unitate de măsură numită dBm, care folosește și o tensiune de referință de 0,775 V.

Volumul sistemului de difuzoare este direct legat de volumul sunetului produs. Prin urmare, dacă pașaportul vorbitorului indică faptul că valoarea volumului său este de 60 dB, atunci într-o cameră cu un astfel de sistem pornit la maxim, va trebui să vorbiți cu voce ridicată.

Deoarece puterea difuzorului poate fi măsurat în moduri diferite și, în consecință, există diferite unități pentru măsurarea puterii.

Puterea, măsurată în RMS (Root Mean Squared Root Mean Squared), este măsurată prin aplicarea unui semnal la o frecvență de 1 kHz la o distanță de 1 m de difuzor în timp ce se realizează o distorsiune armonică specificată (de obicei 10%). Deci, dacă se spune că puterea sistemului de difuzoare este de 50 W RMS, aceasta înseamnă că atunci când îi este furnizat un semnal de 50 W, difuzorul poate funcționa mult timp fără deteriorarea mecanică a capului electrodinamic (ruperea difuzor, deteriorarea suspensiei, deteriorarea bobinei etc.). Cu toate acestea, cu o astfel de distorsiune puternică (10%) este aproape imposibil să auzi ceva din cauza șuierării puternice.

O altă opțiune de măsurare a puterii este Peak Music Power Output (PMPO). Această putere determină sarcina maximă pe termen scurt pe care o poate suporta acustica fără deteriorare mecanică. Rețineți că această putere nu are sens practic.

Sensibilitatea difuzorului caracterizează presiunea sonoră creată de un difuzor la o distanță de 1 m atunci când este furnizat un semnal cu o putere de 1 W și o frecvență de 1 kHz. Sensibilitatea este măsurată în decibeli în raport cu pragul de auz (2S10-5 Pa). De exemplu, o sensibilitate de 85 dB/W/m înseamnă că difuzorul este capabil să producă o presiune sonoră de 85 dB la o distanță de 1 m de difuzor atunci când este furnizat un semnal de 1 W.

În mod convențional, se consideră că o sensibilitate de 84-88 dB/W/m este scăzută, o sensibilitate de 89-92 dB/W/m este medie, iar o sensibilitate de 93-102 dB/W/m este mare.

Sensibilitatea este o caracteristică destul de indicativă a unui difuzor, deoarece determină direct volumul acestuia. De exemplu, la compararea a două difuzoare cu o putere de 60 W RMS, ar trebui să se acorde preferință celei cu sensibilitate mai mare, deoarece volumul sunetului creat de un astfel de difuzor va fi mai mare, toate celelalte lucruri fiind egale.

Răspuns la amplitudine-frecvență (AFC)

Caracteristica amplitudine-frecvență este un grafic al modificării amplitudinii semnalului de ieșire față de frecvența acestuia pe întreaga gamă de frecvențe reproduse. Răspunsul în frecvență este măsurat prin furnizarea unui semnal sinusoidal care este constant în amplitudine și variază în frecvență. În grafic, amplitudinea unui semnal sinusoidal corespunzător unei frecvențe de 1 kHz este luată ca 0 dB.

În mod ideal, răspunsul în frecvență este o linie dreaptă pe întregul interval de frecvență (de la 20 Hz la 20 kHz). În acest caz, semnalul este reprodus fără distorsiuni. Cu toate acestea, în realitate, un astfel de răspuns de frecvență ideal nu există.

Uneori, în locul termenului de răspuns în frecvență, se folosește conceptul FR (Frequency Response). În acest caz, în loc de graficul răspunsului în frecvență, sunt date doar frecvențele reproductibile limită și neuniformitatea. De exemplu, dacă se indică 120 Hz-18 kHz (± 3 dB), aceasta înseamnă că acest difuzor în intervalul de frecvență de la 120 Hz la 18 kHz are sunet și distorsiuni fiabile (schimbarea amplitudinii semnalului în raport cu amplitudinea la o frecvență de 1000 Hz) nu depășește 3 dB.

Distorsiune neliniară măsurată prin aplicarea unui semnal sinusoidal cu o frecvență de 1000 Hz. Folosind un filtru special, armonicile „extra” sunt identificate în semnalul sonor și se determină puterea acestora. Rezultatul final este exprimat ca distorsiune armonică totală (THD), care este ponderea armonicilor suplimentare în spectrul semnalului sinusoidal original de 1 kHz după ce acesta a trecut prin calea distorsiunii. Acest coeficient este calculat ca rădăcina pătrată a raportului dintre suma puterilor tuturor armonicilor, cu excepția celei fundamentale, la puterea semnalului util. Acustica de clasă Hi-Fi trebuie să aibă un THD de cel mult 1,5% la o frecvență de 1000 Hz.

unde S nivel de semnal util, N nivel de zgomot.

Indicatorul SNR pentru un sistem de difuzoare foarte bun este mai mare de 90 dB, pentru un sistem de clasă medie este de aproximativ 75-85 dB, iar pentru un sistem de calitate scăzută este mai mic de 60 dB.

Crosstalk Acest indicator determină cât de multe frecvențe medii și joase sunt transmise către tweeter. Diafonia este calculată ca raportul dintre semnalul transmis și semnalul atenuat folosind un filtru de frecvență. De exemplu, o valoare de 60 dB indică faptul că filtrul de frecvență de la semnalul original, atunci când este aplicat tweeterului, reduce frecvențele joase și medii cu 60 dB.

Sunet Dolby Surround (DSS)

Tehnologia Dolby Surround Sound este o tehnologie de codificare audio bazată pe filtre, concepută pentru uz casnic (home theater). Folosind un decodor Dolby Surround, această tehnologie vă permite să selectați trei canale audio dintr-un semnal codificat cu două canale (semnal stereo): stânga, dreapta și spate cu un interval de frecvență de la 100 Hz la 7 kHz. În absența unui decodor, sunetul este reprodus ca sunet stereo normal cu două canale.

Această tehnologie a fost introdusă de Dolby Laboratories în 1982.

Dolby Surround Pro Logic (DPL)

Tehnologia Dolby Surround Pro Logic este următorul pas în dezvoltarea audio multicanal pentru sistemele home theater. Acest standard a fost propus de Dolby Laboratories în 1987. Tehnologia Dolby Surround Pro Logic vă permite să extrageți patru canale de sunet surround (stânga, dreapta, centru și spate) dintr-o pistă stereo cu două canale. Gama de frecvențe este de la 100 Hz la 7 kHz.

Dolby ® Digital

Dolby Digital, introdus în 1992, este un standard de decodare audio multicanal care reprezintă sunetul ca șase canale separate: cinci canale surround (stânga, dreapta, centru și două frontale) și un canal de joasă frecvență (subwoofer). Prezentarea audio a fost inițial digitală, iar gama de frecvență a fost extinsă de la 20 Hz la 20 kHz (în prezent, intervalul de frecvență este de la 3 Hz la 20 kHz pentru cinci canale și de la 3 Hz la 120 kHz pentru canalul subwoofer). Acest standard este unul dintre cele mai răspândite astăzi.

Dolby Digital AC3

Standardul Dolby Digital AC3 este o schemă de compresie audio care a fost dezvoltată special pentru standardul Dolby Digital. Această schemă de compresie folosește un model psihoacustic, care are o eficiență foarte mare (raportul de compresie poate fi mai mare de 12:1 și un bitrate de la 64 la 640 Kbps) și o calitate a sunetului foarte bună.

Dolby Surround AC3

Dolby Surround AC3 versiune simplificată a standardului Dolby Digital, concepută pentru sisteme home theater. Acest standard diferă de standardul Dolby Digital prin rate reduse de flux de date.

DTS (Sistem de teatru digital)

La fel ca Dolby Digital, DTS este un standard audio cu șase canale (5.1), dar cu o calitate mult mai mare. Raportul de compresie aici este de 4:1, iar rata de date (bitrate) este de 882 Kbps (algoritm apt-X100). Datorită ratelor de compresie mai scăzute și a unui algoritm mai avansat, calitatea audio codificat în DTS este mult mai mare decât cea a Dolby Digital, dar ultimul standard este mai frecvent datorită utilizării pe scară largă a DVD-urilor. Calitatea înaltă a DTS a condus și la utilizarea sa pentru crearea de discuri muzicale, deși într-o formă ușor modificată (cu rapoarte de compresie mai mici și un algoritm de codare modificat). Producția DVD DTS utilizează o rată de eșantionare de 48 kHz, ceea ce o face cel mai înaltă calitate standard de codificare audio DVD disponibil în prezent.

Dolby Pro Logic II

Standardul Dolby Pro Logic II, care este o dezvoltare ulterioară a standardelor Dolby Stereo Pro Logic, permite decodorului să descompună sunetul stereo convențional în șase canale (5.1).

Dolby Pro Logic IIx

Dolby Pro Logic IIx este următorul pas în dezvoltarea Dolby Pro Logic II. În acest caz, este implicată posibilitatea de a descompune sunetul stereo în șapte (6.1) sau opt (7.1) canale. Standardul Dolby Pro Logic IIx este până acum singurul standard care oferă capacitatea de a extinde corect și complet orice sunet stereo sau 5.1 în formatele 6.1 și 7.1. Sunt posibile trei moduri de decodare:

Dublarea filmelor a canalului central sau a canalelor din spate;

Joc (Play) semnalul este trimis suplimentar doar către „canale noi”;

Muzică (muzică).

Niciunul dintre moduri nu utilizează informații de pe canalele frontale (doar din centru și din spate).

Dolby Digital EX

Acest standard este o variantă a standardului Dolby Pro Logic IIx destinat sistemelor home theater.

Dolby Digital Surround EX

Standardul Dolby Digital Surround EX este o versiune 6.1 extinsă relativ nouă a standardului Dolby Digital Surround. Acest standard are un alt canal din spate care dublează canalul central existent dacă sursa audio este înregistrată în format 5.1. Dacă fișierul sursă este prezentat în format 6.1, atunci canalul suplimentar devine un alt canal de sunet surround cu drepturi depline.

DTS-ES

Standardul DTS-ES este un analog cu drepturi depline al standardului Dolby Digital EX, dar de la DTS. Acest standard vă permite, de asemenea, să codificați audio în formatele 6.1 și 7.1 și să descompuneți audio 5.1 codificat în DTS în șapte (6.1) sau, respectiv, opt (7.1).


Parametru	Dolby ® Digital	Dolby Surround Pro Logic
Canalul „Volum”.	Stereo, frecvență completă (3–20000 Hz)	Monoaural, spectru limitat (100–7000 Hz)
Canal de joasă frecvență	Da (3–120 Hz)	Nu
Tigaie	Variat	De la stânga la dreapta, de la dreapta la stânga, din față în spate și invers.
Canale	6 separate, toate canalele pot fi active simultan și independent unele de altele.	4 derivate, un singur semnal dominant poate fi reprodus la un moment dat.
Diverse	Imagine sonoră îmbunătățită datorită „alinierii în timp”, adică face difuzoarele să sune ca și cum ar fi la aceeași distanță de ascultător.	O soluție economică la problema obținerii sunetului surround de înaltă calitate.
	Când volumul total al coloanelor sonore ale filmelor cu ritm rapid este redus (de exemplu, când acțiunea are loc noaptea târziu), compresia este ajustată în consecință pentru a păstra calitatea secțiunilor mai silențioase.	Sunet surround de la orice sursă audio stereo necodificată.
	Decodoarele pot fi configurate pentru a direcționa sunetul de joasă frecvență în canale speciale pentru sistemele cu subwoofer.	Compatibil cu toate formatele stereo existente și viitoare.
	Un pas dramatic înainte în atragerea ascultătorului în lumea sunetelor reale. Posibilități creative fără precedent pentru producția și controlul audio.	Reprezintă un pas semnificativ înainte față de sunetul stereo convențional. Este un standard mondial.

Dolby Digital Plus VS Dolby Digital: vorbim despre tehnologie. Elemente de bază audio Digitalizarea și comprimarea fișierelor audio

DOLBY DIGITAL: Întrebări și răspunsuri

DATE TEHNICE

Decodor de sistem Dolby AC-3

Dolby Digital Technologies

Dolby Digital EX

Dolby Digital Surround-EX

Dolby Digital Live

Dolby Digital Plus

Dolby TrueHD

Tehnologii Dolby pe medii optice

Vezi si

Literatură

Legături

Decodor de sistem Dolby AC-3

Dolby Digital Technologies

Dolby Digital EX

Dolby Digital Surround-EX

Dolby Digital Live

Dolby Digital Plus

Dolby TrueHD

Tehnologii Dolby pe medii optice

Vezi si

Literatură

Legături

Particularități

Sunetul și caracteristicile sale

.

.

.

Digitalizarea și compresia fișierelor audio

Decodare audio

Cabluri

Sisteme acustice

Tipuri de sisteme de difuzoare

Principalele caracteristici ale sistemelor acustice

,

.

Răspuns la amplitudine-frecvență (AFC)

Sunet Dolby Surround (DSS)

Dolby Surround Pro Logic (DPL)

Dolby ® Digital

Dolby Digital AC3

Dolby Surround AC3

DTS (Sistem de teatru digital)

Dolby Pro Logic II

Dolby Pro Logic IIx

Dolby Digital EX

DTS-ES

Cele mai bune articole pe această temă