Что значит звук долби. Что такое декодер dolby digital в телевизоре

Dolby Digital

Киноплёнка с цифровым и аналоговым звуком

Dolby Digital (AC-3, ATSC A/52 ) (До́лби Ди́джитал) - система пространственного звуковоспроизведения, разработанная фирмой «Dolby Laboratories, Inc.» («Dolby Labs»), руководимой Реем Долби , пионером аудио- и видеопромышленности.

Формат стандартизирован Advanced Television Systems Committee , ему присвоен код A/52, Dolby Digital (DD) является торговой маркой.

Современные системы Dolby Digital предоставляют шесть каналов объёмного цифрового звука. Левый, центральный и правый фронтальные каналы позволяют точно определить позицию источника звука на экране. Отдельные «разделённые» левый и правый задние боковые каналы усиливают ощущение присутствия, создавая объём. А дополнительный низкочастотный канал добавляет накал действию на экране.

В киноиндустрии звуковая дорожка Dolby Digital кодируется оптически прямо на киноленту в промежутках между перфорационными отверстиями. Размещение цифровой звуковой дорожки на том же носителе, что и фильм, позволяет ей сосуществовать вместе с аналоговой дорожкой без привлечения дополнительных носителей данных, а также обеспечивает абсолютную синхронность изображения и звука. В кинотеатрах системы IMAX звук записывается на отдельном жестком диске и синхронизируется с кинопленкой при помощи временно́го кода SMPTE.

Цифровой поток на выходе кодера представляет собой последовательность аудиофреймов (Pack AC-3 Frame). Содержащаяся в нём информация условно может быть разделена на две части: основную (Main Information) и дополнительную (Side Information).

Аудиофрейм кодера включает шесть аудиоблоков. Каждый аудиоблок содержит информацию о 512 отсчётах для каждого из кодируемых сигналов (Audio 1, Audio 2, …, Audio n). Вследствие 50 % временного перекрытия в аудиоблок для каждого из сигналов включаются 256 отсчётов предыдущего блока и 256 новых отсчётов. В шести аудиоблоках аудиофрейма общее число обрабатываемых отсчётов для каждого из входных сигналов будет равно 512 × 6 = 3072. Заметим, что если число кодируемых звуковых сигналов равно 5 (формат 3/2), то общее число отсчётов, информация о которых содержится в одном аудиофрейме, составит (512 × 5) × 6 = 15360, однако с учётом 50 % временного перекрытия здесь будет лишь 15360 ÷ 2 = 7680 новых отсчётов.

После сегментации по времени выборки отсчётов звуковой сигнал каждого канала преобразуется в новую совокупность цифровых данных посредством модифицированного дискретного косинусного преобразования (МДКП). Сегментация звуковых сигналов по времени с 50%-ным перекрытием выборок и их преобразование из временной в частотную область выполняются в блоке время-частотного преобразования (Frequency Domain Transform). Перед ортогональным преобразованием выборки отсчётов звуковых сигналов взвешиваются оконной функцией. Последняя представлена в стандарте А/52 таблицей.

Преобразование выборки звукового сигнала из временной области может быть выполнено посредством одного длинного (512-точечного) или двух коротких (256-точечных) преобразований. В первом случае будет получено 256, а во втором - соответственно 128 + 128 коэффициентов МДКП. При короткой выборке коэффициенты МДКП обеих сегментов, содержащие по 128 значений, объединяются в один общий блок путём их чередования. В этом общем блоке будут также 256 коэффициентов МДКП.

Длинное преобразование наиболее предпочтительно для сигналов, медленно изменяющихся по амплитуде с течением времени. Оно имеет лучшее разрешение по частоте. Короткое преобразование обеспечивает лучшее разрешение по времени и применяется для сигналов, амплитуды которых быстро меняются во времени, например в области атаки звука. Флаг Block Switch Flags(blksw flags) указывает, какое преобразование (длинное или короткое) применено при расчёте коэффициентов МДКП. Параметр Block Switch Flags включается в выходной поток цифровых данных как дополнительная информация и используется декодером при выполнении обратного ортогонального преобразования.

При малых скоростях передачи цифровых данных в кодере Dolby AC-3 предусмотрено использование специальной процедуры объединения канальных сигналов (Coupling), позволяющей при их кодировании обойтись меньшим числом битов.

В системе Dolby AC-3 каждый коэффициент МДКП представляется в формате с плавающей запятой двумя значениями: экспонентой (или порядком) и мантиссой: Xd[k] = A[k] × 2 -B[k] , где A[k] и B[k] - соответственно мантисса и порядок k-го коэффициента преобразования. Порядок равен числу нулей перед первой единицей двоичного представления коэффициента МДКП. Он является по сути дела его масштабным коэффициентом (или нормирующим множителем). Например, если коэффициент МДКП Xd[k] = 0,158 и его двоичное представление записывается как 0,001010000110, то порядок (масштабного коэффициента) B[k] = 2, а мантисса равна 0,1010000110 в двоичной или A[k] = 0,6308 в десятичной системах исчисления. Знак коэффициента МДКП учитывается при кодировании мантиссы. Перед кодированием мантисы нормируются (Normalize Mantissas). Экспоненты и мантиссы коэффициентов МДКП кодируются отдельно в блоках Encode Exponent и Quantisse, Encode Mantissas.

В блоке распределения битов (Bit Allocation) учитывается эффект маскировки. В основе процедуры выделения битов лежит модель слуха, позволяющая оценить максимально допустимое (пороговое) значение уровня шума, который ещё маскируется полезным сигналом в полосе кодирования, и в соответствии с данными этих расчетов выделить при кодировании мантисс коэффициентов МДКП соответствующее число разрядов. Все указанные вычисления выполняются в блоке, называемом обычно психоакустической моделью. Каждая нормированная мантисса квантуется с числом ступеней квантования, соответствующим числу битов, определённому в модуле Bit Allocation.

Порядок кодирования коэффициента МДКП в кодере Dolby AC-3 представляет собой число, изменяющееся в пределах от 0 до 24. Поэтому кодовое слово порядка должно иметь по крайней мере m = 5 разрядов (2 5 = 32). Максимальный порядок в кодере ограничивается значением 24.

Известно, что если спектр выборки звукового сигнала анализируется при помощи банка фильтров, каждый из которых имеет достаточно узкую полосу частот, то разница в уровнях энергии сигнала между соседними фильтрами редко превышает значение 12 dB. Это обстоятельство учтено при кодировании порядков. При кодировании порядков в кодере системы Dolby AC-3 применён метод дифференциальной импульсно-кодовой модуляции, когда кодируется не сам порядок, а разность между значениями порядков соседних коэффициентов МДКП.Первое значение порядка для сигнала каждого канала в самой первой наиболее низкой по частоте полосе анализа - это всегда четырёхбитовое кодовое слово, что соответствует диапазону изменения чисел от 0 до 15. Порядок в следующей вверх по частоте полосе анализа определяется как разница между текущим и предыдущим значениями порядков соответствующих коэффициентов МДКП. В кодере Dolby AC-3 разрешающая способность дифференциальной импульсно-кодовой модуляции (дискретность изменения порядков) при кодировании ограничена значениями −2, −1, 0, +1, +2. Максимальное изменение порядков соседних коэффициентов МДКП составляет ± 2, что соответствует ± 12 dB.

Дифференциальное значение порядков коэффициентов МДКП объединяются в группы. Для процедуры группирования используются три возможных стратегии, обозначенные в стандарте как D15, D25 и D45. В стратегии D15 каждая пара , а в стратегии D45 уже каждая четвёрка дифференциальных значений порядков представлены одним значением числа M в потоке цифровых данных.

Дифференциальные значения порядков, полученные непосредственно из исходных коэффициентов МДКП, на практике не всегда дают максимальную разность соседних коэффициентов, не превышающую диапазон ± 2, что требуют соответствующие таблицы стандарта Dolby AC-3. Поэтому перед кодированием необходима дополнительная обработка массива порядков. С её помощью уменьшаются некоторые значения порядков, но при этом изменяются и соответствующие им значения мантисс так, что в их двоичном представлении впереди появляются нули. После выполнения этой операции максимальный дифференциальный порядок уже не будет превышать требуемое значение, равное ± 2.

Выбор стратегии (D15, D25 или D45) кодирования порядков коэффициентов МДКП - это компромисс между хорошим частотным разрешением, разрешением по времени и числом битов, требуемым для кодирования экспонент. Стратегии D15 и D25 могут быть использованы для кодирования сигналов, имеющих неравномерный спектр, когда значение зкспоненты изменяется довольно быстро от одной полосы анализа к другой. Если же спектр сигнала достаточно гладкий (плоский), тогда используются стратегии кодирования D45.

После выбора стратегии кодирования порядков кодер Dolby AC-3 объединяет кодовые слова, соответствующие дифференциальным значениям экспонент, в группы. Для всех режимов работы кодера наборы чисел M для трёх соседних (k, k + 1, k + 2) коэффициентов МДКП M[k], M, M группируются и кодируются как одно семибитовое слово по правилу:

Диапазон изменения мантисс коэффициентов МДКП лежит в пределах от −1 до +1.Знак коэффициента МДКП учитывается при кодировании мантиссы. Процесс квантования мантисс коэффициентов МДКП в стандарте Dolby AC-3 имеет следующие особенности:

  • число возможных ступеней квантования соответствует следующему ряду чисел:0, 3, 5, 7, 11, 15, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 16384, 65536; используется равномерное квантование мантисс;
  • при числе ступеней квантования, равном 3, 5, 7, 11 и 15, используется так называемое симметричное квантование, во всех остальных случаях - асимметричное;
  • при числе ступеней квантования, равном 3, 5 и 11, кодовые слова мантисс объединяются в группы. При трёх ступенях квантования три кодовых слова, соответствующие трём значениям мантисс, кодируются одним пятибитовым кодовым словом. При пяти ступнях квантования три кодовых слова мантисс группируются и кодируются одним семибитовым кодовым словом. При 11 ступенях квантования два кодовых слова мантисс группируются и кодируются одним семибитовым кодовым словом; в остальных случаях процедуры группирования нет.

При симметричном квантовании вместо квантованных значений мантисс в цифровой поток включены их индексы, заданные соответствующей таблицей. Например, если число ступеней квантования равно 3, а значение мантиссы лежит в пределах от −1 до −1/3, то передаваться к декодеру будет значение, равное −2/3, и ему будет соответствовать индекс mc = 0. Если значение мантиссы лежит в интервале от −1/3 до +1/3, то декодеру передаётся значение, равное нулю, и кодируется индекс mc = 1. И наконец, если значение мантиссы находится в интервале от +1/3 до +1, то декодеру передаётся значение, равное +2/3, и кодируется соответствующий ему табличный индекс mc = 2. Аналогичным образом в форме таблиц задаются интервалы значений мантисс и соответствующие им индексы для числа ступеней квантования равных соответственно 5, 7, 11 и 15. Такой способ квантования позволяет уменьшить число требуемых битов. Для всех других ступеней квантования (32, 64, …, 65536) кодируются не индексы, а сами мантиссы коэффициентов МДКП.

Следующим этапом является кодирование и упаковка в цифровой поток табличных индексов квантованных значений мантисс. При симметричном квантовании для уменьшения требуемого для кодирования индексов числа битов используется дополнительно процедура групирования. Например, при числе ступеней квантования, равном 7, индекс мантиссы изменяется в пределах от 0 до 6. Для кодирования этого ряда чисел требуется 3 бита. При 11 ступенях квантования табличный индекс мантисс лежит в интервале от 0 до 10, а при 15 ступенях квантования он находится уже в интервале от 0 до 14. При этом требуемое для кодирования каждого из них число битов соответственно равно 4 или 5. Группирование табличных индексов позволяет уменьшить требуемое для их кодирования число битов при 3, 5 и 11 ступенях квантования. При 3 и 5 ступенях квантования три табличных индекса мантисс, а при 11 ступенях квантования два табличных индекса мантисс кодируются одним кодовым словом по следующим правилам:

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

где Group_code, Group_code и Group_code - кодовые слова групп табличных индексов мантисс соответственно при 3, 5, 11 ступенях квантования; mc[a], mc[b], mc[c] - табличные индексы мантисс коэффициентов МДКП с номерами a, b и c. Итак при трёх ступенях квантования мантисс (n = 3) кодовое слово группы, состоящей из трёх индексов, будет содержать 5 битов, поэтому на кодирование каждой мантиссы в этом случае будет затрачено 5 ÷ 3 = 1,67 бита. При n = 5 кодовое слово группы мантисс будет представлено уже семибитовым числом, и на кодирование каждой мантиссы потребуется уже 7 ÷ 3 = 2,33 бита. И наконец, при n = 11 на кодирование каждой мантиссы потребуется уже 7 ÷ 2 = 3,5 бита, а при n = 15 - 4 бита и т. д.

В кодере определяется длина кодового слова каждой мантиссы или соответствующего ей табличного индекса, после чего мантиссы распаковываются по специальной процедуре.

При работе в режиме объединения звуковых сигналов кодер объединяет высокочастотные части исходных сигналов в определённой полосе частот в один общий сигнал и генерирует дополнительно так называемые координаты объединения. Последние будут использованы декодером для восстановления энергетических соотношений высокочастотных частей спектра каждого исходного сигнала, подвергнутого процедуре объединения. После декодирования объединённые части в каждом из восстановленных сигналов будут иметь одинаковый спектральный состав и отличаться только уровнем.

Кодер формирует общий сигнал путём простого сложения коэффициентов МДКП объединяемых сигналов. При этом коэффициенты МДКП с 37-го по 252-й группируются в 18 субполос (так называемых полос объединения) по 12 коэффициентов в каждой такой субполосе. Нижняя и верхняя частотные границы полос объединения задаются пользователем. Координаты объединния рассчитываются для каждого объединения субполосного сигнала. Они представляют собой отношения максимальных коэффициентов МДКП каждого объединяемого сигнала и суммарного сигнала в субполосе объединения. Далее координаты объдинения преобразовываются в формат чисел с плавающей запятой и включаются в выходной поток данных как дополнительная информация. Суммарный (объединённый) сигнал кодируется так же, как и сигнал независимых каналов.

Декодер системы Dolby AC-3

Декодер Dolby AC-3 получает порядки коэффициентов МДКП в кодированном и упакованном виде. Чтобы их распаковать и декодировать, необходимо иметь дополнительную информацию о числе передаваемых экспонент в сигнале каждого канала и о стратегии их кодирования (D15,D25,D45), использовавшейся в кодере. Процесс декодирования порядков осуществляется в блоке декодирования экспонент (Decode Exponent). После декодирования порядков выполняется процедура распаковки, деквантования и денормирования мантисс коэффициентов МДКП (Dequantize, Denormalize Mantissas). Для её выполнения используются параметры психоакустической модели, параметры, определяющие распределение битов в кодере, а также восстановление значения порядков коэффициентов МДКП. Операция денормирования мантисс производится посредством сдвигов разрядов кодового слова мантиссы вправо. При этом число сдвигов определяется порядком соответствующего коэффициента МДКП. Если в кодере была использована процедура объединения сигналов ряда каналов, то, очевидно, декодер должен выполнить обратную операцию (De-Coupling), используя переданные декодеру в поле данных дополнительной информации значения координат объединения. В блоке обратного ортогонального МДКП (Inverse Transform) осуществляется обратное преобразование реконструированного в декодере сигнала во временную область.

SI BSI Audio Block 0 Audio Block 1 Audio Block 2 Audio Block 3 Audio Block 4 Audio Block 5 AUX Data CRC

Схема 1.Структура данных аудиофрейма системы Dolby AC-3.

Block Switch Flags Dither Flags Dynamic Range Control Coupling Strategy Coupling coordinates Exponent strategy Exponent Bit Allocation Parametrs Mantissas

Схема 2.Структура данных аудиоблока системы Dolby AC-3.

Структура аудиоданных в стандарте Dolby AC-3 показана на схеме 1.Поле данных заголовка (Header) аудиофрейма содержит информацию о синхронизации SI (Syncronizator Information) и информацию о конфигурации потока данных BSI (Bit Stream Information).

Поле данных SI включает синхрослово (0000 1011 0111 0111,или OB77h), биты помехоустойчивого кодирования (CRC - код), частоту дискретизации и размер аудиофрейма. Аудиофрейм системы Dolby AC-3 включает два 16-битовых слова CRC-кода, первое из них следует в начале каждого фрейма после слова синхронизации, а второе - в его конце. Поле данных BSI содержит информацию о конфигурации потока цифровых данных, например, такую, как тип сервиса, режим работы кодера (то есть число кодируемых сигналов или тип звукового формата), абсолютный акустический уровень сигнала каждого канала, информацию о языке, о времени и другое.

Структура данных аудиоблока показана на схеме 2.Он включает в себя следующие поля битов: Block Switch Flags - параметр длины ортогонального преобразования; Dither Flags - признак наличия добавочного шума; Dynamic Range Control - данные управления динамическим диапазоном передаваемых сигналов; Coupling Strategy - информация об объединении сигналов (сигналы каких каналов объединены и начиная с какой частоты); Coupling Coordinats - координаты объединения для сигнала каждого канала; Exponent Strategy - выбранная стратегия кодирования порядков; Exponents - кодовые слова порядков коэффициентов МДКП; Bit Allocation Parametrs - параметры психоакустической модели; Mantissas - кодовые слова мантисс коэффициентов МДКП.

Технологии Dolby Digital

Dolby Digital EX

EX - это приставка, использующаяся для обозначения систем звука Dolby Digital c 6.1 каналами: двух фронтальных, центрального, низкочастотного, тылового объёмного звучания и двух боковых объёмного звучания.

Dolby Digital Surround-EX

Dolby Digital Surround-EX добавляет звуковой дорожке третий канал объёмного звука. Идея принадлежит звукорежиссёрам студии Skywalker Sound. Технология разработана совместно с Dolby Laboratories и Lucasfilm THX.

Dolby Digital Live

Dolby Digital Live (DDL) - технология кодирования многоканального (5.1) аудиосигнала в формат AC3 в реальном времени, предложенная компанией Dolby Technologies. Предназначена для передачи многоканального звука из игр и иных приложений на ресивер по интерфейсу S/PDIF(оптическому или коаксиальному).

Её использование позволяет избавиться от ограничений, из-за которых по цифровым интерфейсам могли передаваться только уже готовые (т.е. хранящиеся закодированными в формат AC3 или DTS) многоканальные дорожки, обычно являющиеся звуковым сопровождением фильмов), а в играх возможности цифрового выхода ограничивались обычным стереозвуком. (Для полноценного 5.1 в играх в таких случаях требуется трёхпроводное аналоговое подключение, если оно, конечно, возможно.)

Принципиальным и неустранимым недостатком технологии DDL является некая потеря качества звука от сжатия его в AC3 формат(сравнимая с переходом от CD-Audio к mp3 с высоким битрейтом) что, однако совершенно некритично для основного предполагаемого её применения.

В настоящее время эта технология встречается преимущественно в материнских платах, оснащённых кодеками Realtek ALC882D, ALC888DD и ALC888H, а также с некоторыми кодеками C-Media. Такие платы можно найти по фразам "AC3 Encode" или собственно "Dolby Digital Live" в описаниях товара.

Также эта технология начинает внедряться в ноутбуки, где в условиях дефицита места для "лишних" аналоговых разъёмов сулит наибольшие преимущества - один разъём позволит получить полноценный 5.1 звук во всех приложениях при условии подключения ноутбука к ресиверу или набору активных колонок со встроенным декодером.

Из отдельных звуковых карт с поддержкой этой технологии стоит отметить Terratec Aureon 7.1, а в популярных звуковых картах семейства Creative X-Fi поддержка DDL отсутствует, но (по неофициальной информации) в будущем не исключено её введение задним числом при выходе новой версии драйверов.

На 2010 год из семейства Creative X-Fi можно выделить следующие модели с поддержкой этой технологии: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

Компании MIPS Technologies и Dolby Laboratories представили новую технологию построения звука для устройств, поддерживающих воспроизведение видео и аудио высокой четкости, например HD DVD и Blu-ray проигрыватели. Аудио-технология получила название Dolby Digital Plus и сможет использоваться в микропроцессорных ядрах MIPS32.

Также Dolby Digital Plus позволит повысить качество записи звукового контента на HD DVD и Blu-ray Disk носители, благодаря поддержке еще большего количества каналов, нежели это было возможно с Dolby Digital. Компании представят разработчикам SoC-решений (System-on-Chip) разновидности интегрированного кодека Dolby Digital Plus на основе ядра MIPS.

Особенности:

  • Многоканальный звук с независимыми каналами
  • Поддерживается до 7.1 каналов* и возможность наличия нескольких аудио программ в одном потоке
  • Вывод потока Dolby Digital для совместимости со старыми устройствами
  • Максимальная скорость потока до 6 Mbps
  • Битрейт от 3 Mbps на HD DVD и до 1.7 Mbps на Blu-ray Disc
  • Поддерживается HDMI
  • В одном потоке может содержатся материал на разных языках
  • Новые возможности при кодировании для аудио профессионалов
  • Сохранение высокого качества на более эффективных для радиовещания скоростях передачи данных (200 Kbps для 5.1 каналов)

" Dolby Digital Plus поддерживает больше 8 аудио каналов. Стандарты HD DVD и Blu-ray Disc сейчас ограничивают это число до 8.

Dolby TrueHD

Dolby TrueHD является одним из первых двух форматов несжатого звука (сжатого без потерь), доступных только для оптических HD-плееров. Несмотря на то, что кодек Dolby TrueHD является опциональным, данный формат широко поддерживается плеерами и дисками Blu-ray (гораздо больше, чем DD+, который часто отсутствует на дисках Blu-ray). Dolby TrueHD использует алгоритм сжатия без потерь Meridian Lossless Packing (MLP). Цифровой поток Dolby TrueHD может вмещать до 14 отдельных звуковых каналов, но на практике работает с 6 (5.1) или 8 (7.1) каналами. Стандарт Dolby TrueHD поддерживает разрядность до 24 бит и частоту дискретизации до 192 кГц (для максимального несжатого потока 63 Мбит/с), но для Blu-ray на текущий момент доступно максимум 8 каналов с 24 бит и 96 кГц (или, в качестве альтернативы, 6 каналов с 24 бит и 192 кГц) для максимального сжатого потока 18 Мбит/с. Поиск доступных фильмов в формате Dolby TrueHD на дисках Blu-ray показал, что на сегодняшний день можно получить только половину: 6 каналов с частотой дискретизации 96 кГц и глубиной 24 бит (что соответствует несжатому потоку 13,5 Мбит/с и сжатому 9 Мбит/с, например, на дисках с концертами группы Dave Matthews and Tim Reynolds, получивших отличные баллы за качество на сайте Cinema Squid).

Характеристика дорожки Dolby TrueHD для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:

  • Аудиокодек - Dolby TrueHD.
  • Каналы (звуковая схема) почти всегда 5.1, очень редко встречаются 6.1 и 7.1.
  • Данные о чёткости звука часто отсутствуют, но обычно значения следующие: 16 бит при частоте 48 кГц или 24 бит при частоте 48 кГц; для некоторых концертных дисков эти значения составляют 24 бит при частоте 96 кГц.
  • Значение потока, как правило, отсутствует, но обычно составляет 4 608 кбит/с (4,5 Мбит/с, что соответствует шести каналам при частоте 48 кГц и 16 бит). Самое высокое значение, которое мы видели на коммерческих концертных дисках Blu-ray, составило 9,0 Мбит/с, что соответствует шести каналам при частоте 96 кГц и 24 бит. Максимальное значение для Blu-ray составляет 18 Мбит/с.

Технологии Dolby на оптических носителях

HD DVD Blu-ray Disc DVD-Video DVD-Audio Лазердиск
Кодек Аппаратная поддержка Число каналов (макс.) Макс. скорость потока Аппаратная поддержка Число каналов (макс.) Макс. скорость потока Аппаратная поддержка Число каналов (макс.) Макс. скорость потока Аппаратная поддержка Число каналов (макс.) Макс. скорость потока Аппаратная поддержка Число каналов (макс.) Макс. скорость потока
Dolby Digital Обязательно 5.1 504 кбит/с Обязательно 5.1 640 кбит/с Обязательно 5.1 448 кбит/с Дополнительно в видеочасти для совместимости с обычными DVD-плеерами 5.1 448 кбит/с Дополнительно 5.1 384 kbit/s
Dolby Digital Plus 7.1 3 Мбит/с Дополнительно 7.1 1.7 Мбит/с Не используется
Dolby TrueHD 8 18 Мбит/с 8 18 Мбит/с
  • Звук Dolby Digital впервые появился в кинотеатрах в 1992 году в фильме «Бэтмен возвращается ».
  • Толчком для разработки Dolby Digital Surround-EX послужила необходимость звуковой картины пролёта космического корабля над зрительным залом в фильме «Звёздные войны. Эпизод I. Скрытая угроза ».

См. также

  • Dolby Atmos
  • Immsound
  • Цифровой звук

Литература

  1. Digital Audio compression Standart (AC-3)/Doc.A/52, 1995-12-20
  2. И. А. Алдошина, Э. И. Вологодин, А. П. Ефимов и др. Электроакустика и звуковое вещание: учебное пособие для вузов/ Под редакцией Ю. А Ковалгина. - М.:Горячая линия-Телеком,Радио и связь, 2007.- 872 с.:ил.

Ссылки

Сжатие аудио (форматы сравнение)
Кодеки
Речь/голос
Без потерь
Стандарты
и форматы
Медиаконтейнеры
Видео/аудио
Аудио
Графические форматы (сжатие)
Растровые
Векторные
Комплексные

Более современный формат многоканального окружающего звука, получивший название Dolby Digital, был создан в 1992 году. В формате Dolby Digital, известном также как АС-3, были преодолены недостатки, присущие Dolby Surround. Это позволило поднять восприятие звука в домашнем кинотеатре на новый уровень.

Как видно из его названия, Dolby Digital является цифровым форматом, то есть подразумевает запись звуковой информации в виде последовательности нулей и единиц. Поэтому Dolby Digital применим только при использовании средств, обеспечивающих запись или передачу цифровой информации, например, DVD, лазерных дисков или систем цифрового спутникового телевидения. Фонограмму Dolby Digital нельзя записать на обычную магнитную ленту VHS (однако в порядке эксперимента она была записана на S-VHS). Тем не менее Dolby Digital был выбран в качестве формата объемного звука для северо-американских выпусков DVD, а также в качестве стандарта для телевидения высокой четкости. Dolby Digital может передаваться и с помощью системы цифрового спутникового телевидения, хотя в этом случае для приема звукового сигнала вам понадобится специальный цифровой ресивер системы Dolby Digital.

Помимо цифрового способа кодирования информации, Dolby Digital отличается тем, что в этом формате предусмотрено шесть дискретных (раздельных) звуковых каналов. Их дискретность позволяет исключить возможность нежелательного просачивания звука из одного канала в другой. Следует напомнить, что более старая система Dolby Surround была матричной: в ней использовалось сворачивание информации из фронтальных и тыловых каналов в два канала - правый и левый - и последующее разделение их при воспроизведении звука. Поскольку в системе Dolby Digital сигналы разных каналов не смешиваются, она может обеспечивать их практически идеальное разделение. В результате Dolby Digital обладает невиданными ранее возможностями точно локализовать звук в любой точке вашей гостиной.

Кроме того, в Dolby Digital используется не монофонический, а "расщепленный" канал окружения. Это означает, что левая и правая акустические системы могут воспроизводить совершенно независимые сигналы. Dolby Digital наилучшим образом передает замысел создателей фильма.

При использовании Dolby Digital все пять каналов передают полный частотный спектр звуковых сигналов, воспринимаемых человеческим слухом - от самых низких (20 Гц) до самых высоких (20 кГц). Другим преимуществом Dolby Digital является наличие абсолютно независимого канала передачи дополнительной низкочастотной информации, позволяющего обеспечить наилучшую передачу звуков, возникающих при взрывах и ударах.

Поскольку используются пять дискретных широкополосных каналов плюс отдельный канал НЧЭ, Dolby Digital определяется как 5.1-канальный формат. При этом 1 после точки (.1) обозначает канал НЧЭ, имеющий ограниченную полосу частот.

Как работает система Dolby Digital

Dolby Digital формирует единый поток данных, в котором сигналы каждогоканала располагаются один за другим, подобно шести вагонам железнодорожного состава. Скорость цифрового потока всех шести каналов составляет 384"000 бит в секунду (384 кбит/с). Для сравнения отметим, что два канала цифрового звука на компакт-диске образуют поток данных со скоростью 1"411"200 бит/с. Другими словами, в Dolby Digital каждый канал кодируется с использованием в десять раз меньшего количества битов, чем при записи на обычный CD. В результате потери такого значительного количества информации качество звучания Dolby Digital оказывается хуже, чем у CD.

Недостатки формата Dolby Digital

К недостаткам формата можно отнести высокую степень сжатия информации (11:1).

Dolby Digital EX

Dolby Digital EX - формат с дополнительным центральным тыловым каналом, полученным по принципу матричного кодирования; обозначается, как 6.1.


Тем, кто хочет получить кристально чистое звучание, рекомендуем скачать Dolby Digital Plus для Windows 10. Это легкий и понятный программный кодек, отвечающий за воспроизведение аудио на любом устройстве с динамиками.

Особенности

Обратите внимание, что ранние версии Windows 10 не поддерживают кодек Dolby Digital. Поэтому, перед тем, как скачать Dolby Digital, рекомендуем обновить вашу систему до самой последней версии. Иначе эта программа просто не установится, а значит вы не ощутите все ее прелести:
  • Преобразование звука в максимально высокое качество;
  • Тонкая настройка вывода звуков;
  • Понятный интерфейс на русском;
Dolby Digital Plus – это лишь один из звуковых кодеков для Windows 10. Существуют и другие, например . Однако, именно Dolby Digital является премиальным кодеком, и если ваше устройство его поддерживает, то рекомендуем устанавливать именно его.

Кодек распространяется бесплатно, он на русском, и работает на всех версиях Windows 10 – 32 и 64 бита. Кодек совместим с большинством современных устройств, причем не только с компьютерами, но и с планшетами.

Звук Dolby Digital впервые появился в кинотеатрах в 1992 с премьерой фильма «Возвращение Бэтмена» (Batman Returns), и с тех пор звучит в тысячах фильмов по всему миру, являясь одной из самых современных разработок от Dolby Laboratories.
Компания Dolby революционизировала в конце 80-х—начале 90-х годов бытовые устройства развлечений путем внедрения систем "домашнего театра" Dolby Surround, а позже и Dolby Pro Logic.
Современные системы Dolby Digital вышли на новый уровень, предоставляя шесть каналов кристально чистого объемного цифрового звука.

Третье поколение кодеров Dolby — AC-3
Этот кодер был разработан так, чтобы максимально использовать преимущества человеческой способности к звуковому маскированию, для чего он разбивает спектр аудио сигнала в каждом канале на узкие частотные полоски разного размера, оптимизированные с расчетом на частотную избирательность человеческого слуха. Это позволяет очень точно отфильтровывать шум оцифровки так, чтобы он оказался очень близко по частоте к частотным компонентам полезного аудио сигнала. Путем уменьшения или даже полной ликвидации шума там, где нет маскирующего аудио сигнала, качество звука исходного сигнала субъективно не изменяется.

По этому ключевому аспекту такое кодирование как AC-3 является формой очень избирательного и качественного шумоподавителя.

В бытовой электронике технологию Dolby Digital можно встретить в последнем поколении цифровых абонентских ресиверов DVB-T2, как аудио формат для телевидения высокой четкости — HDTV, а также в системах кабельного и спутникового телевидения.

Многих потребителей интересует использование DVB-T2 ресиверов, не только для приема эфирного сигнала, но и в качестве медиаплеера для просмотра фильмов, записанных с интернет сайтов. Это актуально, так как на данный момент все абонентские ресиверы DVB-T2 имеют USB вход для подключения «флешек».

Пусть нечасто, но, тем не менее, кодек АС3 используется во многих записанных медиафайлах и потребители сталкиваются с тем, что при подключении «старых» моделей телевизоров звук отсутствует. Это связано с тем, что в «старых» моделях телевизоров отсутствует декодер звука АС-3. А в простых абонентских ресиверах DVB-T2 эта функция отсутствует, так как это значительно удорожает стоимость, плюс требуются лицензионные платежи от производителя в компанию Dolby Laboratories.

Поэтому, как правило, данный функционал реализуется на флагманских моделях ресиверов или с применением в ресиверах чипов нового поколения.

В линейке цифровых ресиверов DVB-T2 от компании LUMAX существуют несколько ресиверов с поддержкой стандарта AC3, которые могут как «пробросить» сигнал на декодер домашнего кинотеатра, так и декодировать «на борту» и передать звук уже в PCM формате на телевизор.

DV3018 HD Wi-Fi

DV3206HD Wi-Fi

имеет дополнительный выход SPDIF для подключения «Домашнего Кинотеатра»

Какой объем у звука

23.03.2009 17:35 Владимир Закаменный

В прошлой статье мы подробно объяснили, что же означают обозначения различных поддерживаемых устройством воспроизведения (проигрывателем) форматов файлов и носителей . Сейчас мы продолжим наш импровизированный ликбез и расскажем вкратце о форматах многоканального звука.

Форматы Dolby

Dolby Stereo - матричный формат записи звука. При записи в формате Dolby Stereo звук, предназначенный для каждого из четырех каналов, кодируется и записывается на два канала, а при воспроизведении декодируется вновь в четыре канала: левый, центральный, правый и задний (обычно направляется на две тыловые акустические системы одновременно).

Dolby 3 Stereo – система для домашнего кинотеатра, передающая информацию каналов окружающего звучания через левый и правый фронтальные громкоговорители, а звук центрального канала - через третий громкоговоритель.

Dolby Headphone – стандарт, предназначенный для перекодирования сигнала формата 5.1 в двухканальный сигнал для наушников. Позволяет донести до слушателя объемные звуковые эффекты, обычно используется при просмотре видеофильмов в наушниках.

Dolby Surround (DSS) – система, позволяющая из закодированного двухканального сигнала выделять три звуковых канала: левый, правый и тыловой. При отсутствии декодера воспроизводится обычный двухканальный стереозвук.

Dolby Pro-Logic (DPL) - система, позволяющая из закодированного двухканального сигнала выделять четыре звуковых канала: левый, центральный, правый и тыловой. Система использует дополнительный громкоговоритель центрального канала, который «привязывает» диалоги к экрану, а эффект окружающего звучания воспроизводится через тыловые каналы.

Dolby Pro Logic II - новая усовершенствованная версия формата Dolby Pro Logic. Основное отличие DPL II от DPL заключено в том, что организуется стереофонический тыловой канал, с расширенным диапазонам частот, наличие которого позволяет создать в зрительном зале более реалистичную и стабильную звуковую сцену. Имеется независимый канал низкочастотных эффектов. В общем, декодер позволяет из звуковой дорожки 2.0 (стереофонический звук) создать объемный звук формата 5.1. DPL II имеет два режима: «Movi» (для саундтреков кинофильмов) и «Music» (для музыкальных записей, записанных, например, на CD). Пользователь получает возможность просмотра и прослушивания старых записей своей коллекции с обновленным звучанием, соответствующим новым стандартам. Конечно, полученному многоканальному звуку будет далеко до полноценного звучания Dolby Digital или DTS, но в любом случае зритель вместо плоского двухканального звука получает объемный шестиканальный.

Dolby Pro Logic IIx - дальнейшее развитие стандарта Dolby Pro Logic II. Декодер Dolby Pro Logic IIx позволяет получить объемный звук стандарта 6.1 или 7.1, используя в качестве источника сигнал в формате 5.1 или простой стереосигнал.

Dolby Pro Logic IIz – новейший стандарт, использующий фронтальные каналы для создания трехмерных эффектов, таким образом добавляя к звуковому полю еще одно измерение в 7.1- и 9.1-конфигурациях. Dolby Pro Logic IIz обратно совместима с Dolby Pro Logic IIx.

Форматы Dolby Digital (AC-3)

Dolbi Digital (AC-3) - самый популярный на сегодняшний день формат многоканального звука, принятый в качестве звукового стандарта для видеодисков формата DVD. Этот полностью цифровой формат содержит 6 независимых каналов звука, из них 5 полнодиапазонных (30 – 20 000 Гц): три фронтальных (левый, центральный и правый) и два тыловых, плюс один низкочастотный (20-120 Гц) канал сабвуфера. Звучание фонограмм, записанное в формате Dolbi Digital, характеризуется очень высоким качеством звука - полностью отсутствует шум носителя (как это явно присутствует, например, в аудио кассетах).

Dolby Digital Live – технология, позволяющая в режиме реального времени конвертировать звук от компьютера или игровой приставки в формат Dolby Digital 5.1, обеспечивая качественное звучание и простое (с помощью одного разъема) подключение к AV ресиверу для воспроизведения.

Dolby Digital Surround EX - стандарт многоканального звука формата 6.1. От Dolby Digital отличается добавлением дополнительного канала (центр-тыл). Сигнал для центрального тылового канала декодер получает из левого и правого тыловых каналов. Дополнительный канал позволяет добиться более детальной звуковой картины.

Dolby Digital Plus – стандарт, специально разработанный для видеофильмов на носителях HD DVD/Blu-Ray и телевидения высокого разрешения HDTV. Обеспечивает высокое качество объемного звука. Dolby Digital Plus поддерживает обработку потока аудиоданных со скоростью до 6.144 Мбит/с. (для сравнения, для стандарта Dolby Digital эта цифра составляет 640 кбит/с.), поддерживает до 13 независимых звуковых каналов, разрядность 24 бит на канал и частоту дискретизации 96 кГц.

Dolby TrueHD – стандарт, предназначенный для декодирования цифровой звуковой дорожки, записанной на диске, в многоканальный аналоговый сигнал. Стандарт Dolby TrueHD был специально разработан для видеофильмов на носителях HD DVD/Blu-Ray и телевидения высокого разрешения HDTV и обеспечивает высокое качество объемного звука. Он поддерживает до 14 аудиоканалов, разрядность данных 24 бит, частоту дискретизации 96 кГц, полосу пропускания до 18 Мбит/с., позволяет преобразовать звук без потери качества (lossless). Поток данных в стандарте Dolby TrueHD поддерживается интерфейсом HDMI.

Форматы DTS

DTS – аналоговый Dolby Digital формат многоканального звучания, обеспечивающий несколько более высокое по сравнению с первым качество звучания. Основное отличие стандарта DTS от Dolby Digital состоит в том, что скорость аудиоданных у DTS в три раза выше, благодаря чему появляется возможность записать звук с лучшим качеством. В результате становятся слышны все тончайшие оттенки звучания, звуковые эффекты приобретают большую выразительность.

DTS 96/24 - стандарт шестиканального звука более высокого, чем DTS, качества. Поддерживает формат звука с частотой дискретизации 96 кГц и разрядностью 24 бит. Совместим с форматом DTS. Декодер DTS 96/24 необходим для того, чтобы преобразовать цифровую звуковую дорожку, записанную в формате DTS 96/24, в многоканальный аналоговый звук.

DTS ES Matrix 6.1 - улучшенная версия цифрового формата DTS для построения системы домашнего кинотеатра на базе шести акустических систем. Как и в предыдущем случае используется матричный способ кодирования данных для организации центрального тылового канала.

DTS ES Discrete - единственный на сегодняшний день полноценный 6.1-канальный формат. Информация для тылового центра содержится в отдельно записанном звуковом канале.

DTS Neo:6 - музыкальный многоканальный формат, являющийся функциональным аналогом Dolby Pro Logic II. Он способен разложить двухканальный сигнал в 6-канальную конфигурацию.

DTS-HD High Resolution Audio – стандарт, предназначенный для декодирования цифровой звуковой дорожки, записанной на диске, в многоканальный аналоговый сигнал. Стандарт DTS-HD был специально разработан для видеофильмов на носителях HD DVD/Blu-Ray и телевидения высокого разрешения HDTV и обеспечивает высокое качество объемного звука. Он поддерживает неограниченное количество аудиоканалов, разрядность 24 бит, частоту дискретизации 96 кГц и полосу пропускания 3 или 6 Мбит/c, преобразует звук без потери качества (lossless), имеет возможность выводить многоканальный звук (семь и более каналов) в форматах 5.1 и стерео.

DTS-HD Master Audio – стандарт, разработанный специально для использования с видеоформатами высокого разрешения (HD DVD, Blu-Ray). Главное его преимущество - возможность использования звукового формата с кодированием без потерь (lossless). Звук в формате DTS-HD Master Audio соответствует качеству звука с DVD-Audio. DTS-HD Master Audio поддерживает разрядность 24 бит, частоту дискретизации 192 кГц, полосу пропускания до 24.5 Мбит/с., имеет возможность выводить многоканальный звук (семь и более каналов) в форматах 5.1 и стерео.

… и компания

THX – формат, определивший новую концепцию пространственного звучания, наиболее естественную и максимально приспособленную к условиям домашнего видеопросмотра. Используя результаты декодирования процессора Dolby Pro-Logic, который образует всего четыре канала, ТНХ дополнительно разделяет монофонический канал эффектов на два псевдостереофонических - левый и правый и создает дополнительный сверхнизкочастотный канал (канал сабвуфера - громкоговорителя специально предназначенного для воспроизведения мощных низкочастотных звуков). Одновременно достигается улучшение воспроизведения низких частот (20-80 Гц), коррекция звука фронтальных каналов, адаптирующая звуковое сопровождение к условиям прослушивания с близкого расстояния (в обычной комнате). Также используется корректирующая схема для сохранения спектрального баланса при движении мнимого источника звука от фронтальных к тыловым громкоговорителям.

MPEG Multichannel или MPEG-2 Audio – стандарт, применяющийся для записи звука на DVD видеодиски. MPEG-2 Audio и AC-3 обеспечивают примерно одинаковое качество шестиканального звука. Хотя некоторые специалисты отмечают большую гибкость последнего, вследствие возможности переменной скорости записи звуковых данных. Также MPEG-2 Audio более совместим с простыми аудиосистемами, работающими в стереорежиме.

Способ кодирования звукового материала на DVD-Audio базируется на хорошо обработанной технологии импульсно-кодовой модуляции сигнала (Linear PCM ). Этот новый формат позволяет воспроизводить с высочайшим качеством как двухканальные, так и многоканальные дорожки. Высокая чистота дискретизации и другие технологические новшества позволяют без искажений реализовать цифровые сигналы в полосе частот от 0 до 100 кГц (точнее – 96 кГц) при динамическом диапазоне 144 дБ.

В основу записей на SACD (Super Audio CD) положен принцип формирования однобитового цифрового потока, созданного на основе прямопоточного цифрового кодирования DSD (Direct Stream Digital ) с частотой дискретизации 2,8 Мгц. Количество звуковых каналов на SACD может быть от 2 до 5.

Meridian Lossless Packing (MLP , уплотнение без потерь компании Meridian) – это система кодирования без потерь, предназначенная для высококачественного аудио. Для DVD-Audio MLP осуществляет сжатие без потерь информации при числе каналов материала, достигающем 6, с разрядностью 24 бита и нормой отбора от 44.1 кГц до 192 кГц.

Circle Surround - система, являющаяся адаптацией систем Dolby специально для музыки, поскольку имеет тыловой канал c полным диапазоном частот. Современная версия системы, Circle Surround 5.2.5, может также работать в шестиканальном режиме с раздельными тыловыми каналами и каналом субвуфера. Звук, закодированный посредством системы Circle Surround (в четырехканальном режиме), полностью совместим с декодерами Dolby Pro-Logic. Кроме того, декодер Circle Surround может синтезировать объемный звук из обычного стерео.

SDDS (Sony Dynamic Digital Sound ) – цифровой формат, предназначенный исключительно для кино и в виде аудио продукции пока не встречается. Звук SDDS может быть декодирован в четыре, шесть (5.1) или восемь (7.1) каналов, в последнем случае с дополнительными левым центральным и правым центральным каналами. В формате SDDS используется звук с частотой дискретизации 44,1 кГц и применяется сжатие данных с потерями (примерно 5:1).

Похожие статьи