Dolby Digital Plus
El sistema Dolby Digital Plus, també conegut per les sigles DD+, AC3+ o E-AC-3 (esta última llegit com Enhanced AC-3) és un esquema de compressió d'àudio digital desenrollat pels laboratoris Dolby en l'idea de donar soport a les necessitats de l'àudio que requerix la televisió d'alta definició (HDTV) i els nous formats digitals HD DVD i Blu-ray[1]
Consistix en una millora presentada en 2004[2] del sistema Dolby Digital (este últim també denominat AC-3) que soporta taxes de bits entre 0,032 i 6,144 Mbit/s i fins a 13.1 canals de sò envolvente (surround) front als anteriors rancs entre 0,032 i 0,640 Mbit/s i fins a 5.1 canals.
L'increment de prestacions s'ha realisat a costa de perdre part de la compatibilitat cap a arrere ya que els decodificadores de AC-3 no són capaços de reconéixer la senyal E-AC-3 encara que el contrari sí és cert.[3] Per a habilitar la planta d'equips existents s'ha previst un “E-AC3/AC3 to AC-3 Converter/Decoder”[2] que permet transformar la senyal de HDTV i HD DVD/Blu-ray en l'antic AC-3 que reconeixen els equips de sò 5.1 més habituals. Este conversor deu implementar-se en els decodificadores o “set top boxes” a colocar entre els equips moderns i els antics.
Especificacions
[editar | editar còdic]- Taxa de bits (bitrate): entre 0,032 i 6,144 Mbit/s
- Canals d'Àudio: fins a 13.1; és dir 13 canals directes més un de baixos (subwoofer)
- Muestreado a: 32; 44,1; o 48 kHz
- Profunditat de Bit: fins a 24 bits per canal
Canvis en la codificació
[editar | editar còdic]Encara que el codificador (códec) utilisat es basa en l'original de Dolby Digital s'han utilisat diverses millores per a aumentar la seua eficiència.
Els laboratoris Dolby diuen que estos canvis poden produir millores en la taxa de bits de fins al 50% mantenint la compatibilitat cap a arrere en el ya mencionada
Transformada d'alta resolució i ferramentes de cuantización
[editar | editar còdic]- Transformada híbrida adaptativa denominada AHT[2]
La AHT es compon de dos transformades llineals en cascada. La primera és una transformada coseno discret modificada (MDCT) en una finestra Kaiser Bessel derivada, tot això similar a lo utilisat en AC-3, que genera 256 coeficients.
El segon bloc consistix en una transformada discreta coseno Tipo II (DCT) sense finestra ni solape que millora el guany de codificació per a senyals d'àudio estacionarias. Encara que en teoria la llongitut de la DCT pot variar-se en temps i freqüència per a adaptar-se a les condicions de la senyal l'implementació de la AHT en E-AC-3 fixa l'ocupació de la DCT en sis blocs i permet el seu us o no (AHT on o off) per a donar compatibilitat cap a arrere.
L'efecte de la segona transformada és incrementar la resolució en la relació temps-freqüència, és dir la resolució espectral.
Adicionalment s'implementa una millora en el repartiment de bits (bit-allocation) per a cada coeficient basada en la cuantización vectorial (VQ) que utilisa una busca de selecció de bits adicional a l'empleat en AC-3 que es denomina hebap.
- Cuantización de guany adaptatiu (GAQ)
Consistix en un método per a cuantizar les mantissa dels coeficients extrets de les transformades que utilisa paraules de còdic de llongitut variable quan la precisió desijada excedix la obtenible pel mencionat procés de cuantización vectorial (VQ).
La tècnica es basa en amplificar les mantissa chicotetes dels coeficients i representar-les en un coeficient més curt de lo que s'amprava en AC-3 i de llongitut uniforme. En canvi les mantissa majors passen per l'amplificador sense cap efecte. A pesar de que açò genera còdics majors per a les mantissa grans hi ha una millora mija en la taxa de bits perque les mantissa chicotetes són molt més freqüents.
L'amplificament - de valor 1, 2 o 4 i per tant adaptativa - es realisa en una paraula de guany denominat Gk que selecciona el codificador per a cada bloc DCT (vore secció anterior). El valor d'amplificament se selecciona en funció de la distribució de amplitut, elegint-se major quant major distribució mostra la funció de densitat de provabilitat associada a dites amplitut.
El codificador utilisa 4 modos de transmissió per a indicar l'us o no de GAQ i el ranc de valors de hebap (vore secció anterior) associats.
Millores en l'us de la tècnica d'Extensió Espectral
[editar | editar còdic]Este procés consistix en sintetisar els coeficients espectrals de les altes freqüències a partir dels de les freqüències baixes de manera que solament es transmeten metadatos de les altes freqüències en relació en els de la banda base, sent possible crear un espectre que sona de forma similar a l'original a pesar de que les altes freqüències no són transmeses.
En E-AC-3 es prenen coeficients d'una part de la banda base que es denomina la regió de còpia (CR) que serà típicament menor que la regió d'extensió i per tant s'utilisarà en còpies modificades successives fins a completar l'ample de banda objectiu.
La transformació llineal simple no és adequada per a este procés perque normalment les senyals s'assemblen a soroll a mida que es desplacen a freqüències altes,[2] per tant els coeficients de les transformades modificats per a les altes freqüències es mesclen en soroll d'acort en una funció de mescla de soroll. Esta funció és llineal en una envolvente que depén de l'ample de banda de la senyal original i utilisa un paràmetro de mescla calculat a partir de la similitut de la regió d'extensió en el soroll.
Esta tècnica de sintetisar la banda d'altes freqüències també és utilisable per a l'acoplament de diferents canals en un únic i de fet en AC-3 s'utilisa un únic procés alguna cosa més simple per a abdós casos al contrari que en E-AC-3, a on són processos independents.
Acoplament de canals millorat
[editar | editar còdic]L'acoplament de canals en este context consistix en una tècnica d'aforro de bits que permet que els sons d'alta freqüència es combinen i transporten en un únic canal de codificació compost en lloc d'en els múltiples canals que formen l'àudio (fins a 13.1 en E-AC-3). L'informació de canal, o costat (és dir, d'altaveu) s'envia al decodificador i s'utilisa per a regenerar els canals individuals per sub-bandes de freqüències, que consistixen en grups de 6, 12 o múltiples de 12 coeficients de la transformació adjacents en freqüència.
Esta codificació de canals composts reduïx l'ample de banda efectiu de l'àudio codificat i per tant la taxa de bits mantenint la mateixa calitat de sò. Per una atra part esta tècnica pot generar problemes si s'elegix una freqüència excessivament baixa per a escomençar a combinar canals.
Per a E-AC-3 s'utilisa una tècnica d'acoplament millorada que afig compensació de fase, un mecanisme de correlació, possibilitat de variar constants en el temps i una representació de amplitut més compacta que en AC-3. L'objectiu d'esta combinació de canvis és ajustar la fase entre canals abans de separar els canals per a millorar la dimensionalidad espacial dels mateixos restaurant els ànguls de les fases i les correlació de sò entre canals.
Processat del transitori «soroll previ»
[editar | editar còdic]S'ha dissenyat E-AC-3 per a operar i donar millor resultat a baixes taxes de bit que AC-3. U dels majors problemes en taxes baixes són els transitoris (picos o valls de curta duració), que resulten especialment difícils de codificar pel llimitat número de bits disponibles per a codificar el canvi. Açò genera pèrdua de definició en el transitori o artefactes audibles com el “soroll previ al transitori”
Per a això s'ha implementat una ferramenta de codificació d'este transitori basada en una síntesis de l'escala temporal que reduïx estos sorolls en baixes taxa de bit.
Degut a que el soroll previ transitori està relacionat en l'esgambi de la finestra de codificació reemplaçant el principi de la finestra codificada per àudio sintetisat utilisant l'àudio situat just abans de el “soroll previ”. Esta tongada es per mig de l'anàlisis d'escenes d'oïment (ASA) i processat de màxima similitut sobre la coa (buffer) de síntesis d'àudio, quan es precisa s'escala el temps de manera que s'incrementa la duració de la finestra lo suficient com per a reemplaçar l'àudio que conté el “soroll previ”. Açò permet a E-AC-3 eliminar el canvi de tamany de blocs (256 i 128 coeficients) que utilisa AC-3 per al mateix fi millorant l'eficiència de codificació.
Vore també
[editar | editar còdic]Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Dolby Digital plus FAQ
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Introduction to Dolby digital Plus, an Enhancement to the Dolby Digital Coding System, Louis D. Fielder et al, 117th Convention of the Àudio Engineering Society, Convention Paper No 6196, 2004 October 28-31
- ↑ https://web.archive.org/web/20070927214213/http://www.dolby.com/assets/pdf/tech_library/DDplus_FAQ.pdf
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Dolby Digital Plus» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.