Dolby Digital - Dolby Digital

Dolby Digital

Forkortelse	DD
Formasjon	1986
Type	Lydkomprimeringsformat, tapskomprimering
plassering
Området servert	Verdensomspennende
Nettsted	profesjonell .dolby .com /tv /dolby-digital /

Dolby Digital , opprinnelig synonymt med Dolby AC-3 , er navnet på det som nå har blitt en familie av lydkomprimeringsteknologier utviklet av Dolby Laboratories . Opprinnelig kalt Dolby Stereo Digital til 1995 , bortsett fra Dolby TrueHD, er lydkomprimeringen tapsbasert , basert på den modifiserte diskrete cosinus transform (MDCT) algoritmen. Den første bruken av Dolby Digital var å levere digital lyd på kinoer fra 35 mm filmutskrifter; i dag brukes den nå også for applikasjoner som TV-kringkasting, radiosending via satellitt, digital videostrømming, DVDer , Blu-ray- plater og spillkonsoller.

Hovedgrunnlaget for Dolby AC-3 flerkanals lydkodestandard er den modifiserte diskrete cosinustransformen (MDCT), en tapende lydkomprimeringsalgoritme . Det er en modifikasjon av den diskrete cosinus -transformeringsalgoritmen (DCT), som først ble foreslått av Nasir Ahmed i 1972 og opprinnelig var beregnet på bildekomprimering . DCT ble tilpasset den modifiserte diskrete cosinustransformen (MDCT) av JP Princen, AW Johnson og Alan B. Bradley ved University of Surrey i 1987.

Dolby Laboratories tilpasset MDCT-algoritmen sammen med perseptuelle kodingsprinsipper for å utvikle AC-3 lydformatet for kinobehov . AC-3-formatet ble utgitt som Dolby Digital-standarden i 1991. Dolby Digital var den tidligste MDCT-baserte lydkomprimeringsstandarden som ble utgitt, og ble fulgt av andre MDCT-baserte lydkomprimeringsstandarder for hjemmebruk og bærbar bruk, for eksempel Sony 's ATRAC (1992), MP3 -standarden (1993) og AAC (1997).

Kino

Batman Returns var den første filmen som ble kunngjort for å bruke Dolby SR-D-teknologi da den hadde premiere på kinoer sommeren 1992. Lydspor fra Dolby Digital kino er optisk innspilt på en 35 mm utskrift med sekvensielle datablokker plassert mellom hvert hull i hullet lydsporsiden av filmen. En konstant bithastighet på 320 kbit/s brukes. En ladningskoblet enhet (CCD) skanner i bildeprojektoren plukker opp et skannet videobilde av dette området, og en prosessor korrelerer bildeområdet og trekker ut de digitale dataene som en AC-3 bitstrøm . Dataene dekodes deretter til en 5.1 -kanals lydkilde. Alle filmutskrifter med Dolby Digital-data har ogsåanaloge Dolby Stereo- lydspor ved bruk av Dolby SR-støyreduksjon, og slike utskrifter kalles Dolby SR-D-utskrifter. Det analoge lydsporet gir et alternativ for tilbakeslag i tilfelle skade på dataområdet eller feil i den digitale dekodingen; det gir også kompatibilitet med projektorer som ikke er utstyrt med digitale lydhoder. Nesten alle nåværende utgivelser av kinoutskrifter er av denne typen og kan også inneholde SDDS- data og et tidskodespor for å synkronisere CD-ROM-er med DTS- lydspor.

Et Dolby Digital Penthouse Soundhead montert på en vintage Kalee modell 20-projektor fra midten av 1950-tallet

Et bilde av en 35 mm filmutskrift med alle fire lydformater (eller firespor )- fra venstre til høyre: Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) (blått område til venstre for tannhjulshullene), Dolby Digital (grått område mellom tannhjul merket med Dolby Double-D- logoen i midten), analog optisk lyd (de to hvite linjene til høyre for tannhjulshullene) og DTS- tidskoden (den stiplede linjen helt til høyre)

Den enkleste måten å konvertere eksisterende projektorer på er å legge til et såkalt penthouse digitalt lydhode over projektorhodet. For nye projektorer var det imidlertid fornuftig å bruke to analoge/digitale lydhoder i den normale optiske lydhodestillingen under projektorhodet. For å gjøre det mulig å arrangere to lydhoder, blir dataene registrert 26 bilder foran bildet. Hvis det brukes et penthouse lydhode, må dataene forsinkes i prosessoren i nødvendig tid, rundt 2 sekunder. Denne forsinkelsen kan justeres i trinn av tiden mellom perforeringer, (ca. 10,4 ms).

Fra og med 2015 blir Dolby Digital i filmlydblanding gradvis erstattet med Dolby Surround 7.1 , og den mer avanserte Dolby Atmos -teknologien blir også mer populær. Mens de fleste kinoer for tiden bruker Dolby Digital, er praktisk talt alle filmene som slippes i dag blandet i Dolby Surround 7.1 og Dolby Atmos.

Versjoner

Dolby Digital har lignende teknologier, inkludert i Dolby Digital EX, Dolby Digital Live, Dolby Digital Plus, Dolby Digital Surround EX, Dolby Digital Recording, Dolby Digital Cinema, Dolby Digital Stereo Creator og Dolby Digital 5.1 Creator.

Dolby Digital

Den tidligere Dolby Digital -logoen, med tittelen "Aurora", som noen ganger ble vist ved starten av sendinger, spillefilmer og videospill

Den gamle Dolby Digital -logoen

Dolby Digital er den vanlige versjonen som inneholder opptil seks diskrete lydkanaler. Den mest utførlige modusen for vanlig bruk innebærer fem kanaler for høyttalere med normal rekkevidde ( 20 Hz-20 000 Hz ) (høyre, senter, venstre, høyre surround, venstre surround) og en kanal ( 20 Hz-120 Hz tildelt lyd) for subwooferen drevne lavfrekvente effekter . Mono- og stereomodus støttes også. AC-3 støtter lydprøvehastigheter på opptil 48 kHz.

Dette formatet har forskjellige navn:

• Dolby Digital
• DD (en forkortelse for Dolby Digital, ofte kombinert med kanaltall, for eksempel DD 2.0, DD 5.1)
• AC-3 (Audio Codec 3, Advanced Codec 3, Acoustic Coder 3. [Dette er backronymer . Adaptive Transform Acoustic Coding 3 er et eget format utviklet av Sony .])
• ATSC A/52 (standardens navn)
• Før 1996 ble den markedsført som Dolby Surround AC-3, Dolby Stereo Digital og Dolby SRD.

I 1991 spilte en begrenset eksperimentell utgivelse av Star Trek VI: The Undiscovered Country in Dolby Digital på 3 amerikanske teatre. I 1992 er Batman Returns den første filmen som ble utgitt i Dolby Digital. I 1995 inneholdt LaserDisc -versjonen av Clear and Present Danger den første hjemmekino Dolby Digital -blandingen, raskt etterfulgt av blant annet True Lies , Stargate , Forrest Gump og Interview with the Vampire .

Dolby Digital EX

Dolby Digital EX ligner i praksis på Dolbys tidligere Pro Logic -format, som brukte matriseteknologi for å legge til en midtre surroundkanal og en enkel bakre surroundkanal til stereolydspor. EX legger til en utvidelse til standard 5.1 -kanals Dolby Digital -kodek i form av matrikserte bakre kanaler, og skaper 6,1 eller 7,1 kanals utgang.

Dolby Digital Surround EX

Det gir et økonomisk og bakoverkompatibelt middel for 5.1 lydspor for å bære en sjette, midtre surround-kanal for forbedret lokalisering av effekter. Den ekstra surroundkanalen er matrise kodet på de diskrete venstre surround- og høyre surroundkanalene i 5.1 -miksen, omtrent som den fremre senterkanalen på Dolby Pro Logic -kodede stereolydspor. Resultatet kan spilles uten tap av informasjon om standard 5.1 -systemer, eller spilles i 6.1 eller 7.1 på systemer med Surround EX -dekoding og ekstra høyttalere. En rekke DVD -er har et Dolby Digital Surround EX -lydalternativ.

Kinoversjonen av Dolby Digital EX ble introdusert i 1999, da Dolby og Skywalker Sound , en avdeling av Lucasfilm Ltd. , kodeutviklet Dolby Digital Surround EX ™ for utgivelsen av Star Wars: Episode I - The Phantom Menace . Dolby Digital Surround EX har siden blitt brukt på DVD -utgivelser av Star Wars prequel og originale trilogier.

Et Dolby hjemmekino -merke på en bærbar datamaskin

Dolby Digital Live

Dolby Digital Live (DDL) er en sanntidskodingsteknologi for interaktive medier som videospill. Den konverterer alle lydsignaler på en PC eller spillkonsoll til et 5.1-kanals 16-biters/48 kHz Dolby Digital-format på 640 kbit/s og transporterer det via en enkelt S/PDIF- kabel. En lignende teknologi kjent som DTS Connect er tilgjengelig fra konkurrent DTS . En viktig fordel med denne teknologien er at den muliggjør bruk av digital flerkanalslyd med forbrukerlydkort, som ellers er begrenset til digital PCM- stereo eller analog flerkanalslyd fordi S/PDIF over RCA, BNC og TOSLINK bare kan støtte tokanals PCM, Dolby Digital flerkanalslyd og DTS flerkanalslyd. HDMI ble senere introdusert, og den kan bære ukomprimert flerkanals PCM, tapsfri komprimert flerkanalslyd og tapt komprimert digital lyd. Imidlertid er Dolby Digital Live fortsatt nyttig med HDMI for å tillate transport av flerkanalslyd over HDMI til enheter som ikke klarer å håndtere ukomprimert flerkanals PCM.

Dolby Digital Live er tilgjengelig på lydkort ved bruk av forskjellige produsenters lydbrikkesett. Den SoundStorm , som brukes for Xbox spillkonsoll og visse nForce2 hovedkort, brukte en tidlig form for denne teknologien. DDL er tilgjengelig på hovedkort med kodeker som Realtek 's ALC882D, ALC888DD og ALC888H. Andre eksempler inkluderer noen C-Media PCI-lydkort og Creative Labs 'X-Fi- og Z-serie lydkort, hvis drivere har aktivert støtte for DDL.

NVIDIA bestemte seg senere for å droppe DDL -støtte på hovedkortene på grunn av kostnaden for involverte royalties, og etterlate et tomt rom i denne forbindelse på lydkortmarkedet. Så i juni 2005 kom Auzentech , som med sitt X-Mystique PCI-kort ga det første forbrukerlydkortet med Dolby Digital Live-støtte.

Opprinnelig støttet ingen Creative X-Fi-baserte lydkort DDL (2005 ~ 2007), men et samarbeid mellom Creative og Auzentech resulterte i utviklingen av Auzentech Prelude, det første X-Fi-kortet som støttet DDL. Opprinnelig planlagt å utvide DDL-støtte til alle X-Fi-baserte lydkort (unntatt 'Xtreme Audio' -linjen som ikke er i stand til å implementere DDL-maskinvare), ble planen droppet fordi Dolby-lisensiering ville ha krevd en royaltybetaling for alle X-Fi-kort og problematisk, de som allerede er solgt. I 2008 ga Creative ut X-Fi Titanium-serien med lydkort som fullt ut støtter Dolby Digital Live mens alle PCI-versjoner av Creative X-Fi fortsatt mangler støtte for DDL.

Siden september 2008 støtter alle Creative X-Fi-baserte lydkort DDL (unntatt 'Xtreme Audio' og den baserte linjen, for eksempel Prodigy 7.1e, som ikke er i stand til DDL i maskinvare). X-Fi -saken er forskjellig.

Mens de glemte planen, gjorde programmereren Daniel Kawakami et varmt problem ved å bruke Auzentech Prelude DDL-modulen tilbake til Creative X-Fi-kort ved å forkle maskinvareidentiteten som Auzentech Prelude.

Creative Labs påsto at Kawakami krenket deres intellektuelle eiendom og krevde at han skulle slutte å distribuere sine modifiserte sjåfører.

Til slutt inngikk Creative en avtale med Dolby Laboratories angående Dolby-lisensavgiften ved å ordne at lisensieringskostnaden ble brettet inn i kjøpesummen for Creative X-Fi PCI-kortene i stedet for som en royalty betalt av Creative selv. Basert på avtalen begynte Creative i september 2008 å selge Dolby Digital Live- pakkene som muliggjorde Dolby Digital Live på Creatives X-Fi PCI-serie lydkort. Den kan kjøpes og lastes ned fra Creative. Deretter la Creative sin DTS Connect -pakke til DDL -pakken uten ekstra kostnad.

Dolby Digital Plus

E-AC-3 (Dolby Digital Plus) er et forbedret kodingssystem basert på AC-3- kodeken . Den tilbyr økte bithastigheter (opptil 6,144 Mbit/s), støtte for enda flere lydkanaler (opptil 15,1 diskrete kanaler i fremtiden) og forbedrede kodeteknikker (bare ved lave datahastigheter) for å redusere komprimeringsartefakter , noe som muliggjør lavere datahastigheter enn de som støttes av AC-3 (f.eks. 5.1-kanals lyd med 256 kbit/s). Det er ikke bakoverkompatibelt med eksisterende AC-3-maskinvare, selv om E-AC-3- kodeker generelt er i stand til å transkode til AC-3 for utstyr som er tilkoblet via S/PDIF . E-AC-3 dekodere kan også dekode AC-3 bitstrømmer. Fjerde generasjon Apple TV støtter E-AC-3. Det utgåtte HD DVD- systemet støttet direkte E-AC-3. Blu-ray- tilbud E-AC-3 som et alternativ til å pode tilføyde kanaler på en ellers 5.1 AC-3-strømmen, såvel som for tilførsel av sekundær lyd (f.eks direktør kommentar) som er ment å bli blandet med det primære lyd lydspor i Blu-ray Disc-spilleren.

Dolby AC-4

Dolby AC-4 er en lydkomprimeringsstandard som støtter flere lydkanaler og/eller lydobjekter. Støtte for 5.1 -kanals lyd er obligatorisk, og tilleggskanaler opp til 7.1.4 er valgfrie. AC-4 gir en 50% reduksjon i bithastighet over AC-3/ Dolby Digital Plus .

Dolby TrueHD

Dolby TrueHD, utviklet av Dolby Laboratories, er en avansert tapsfri lydkodek basert på Meridian Lossless Packing . Støtte for kodeken var obligatorisk for HD DVD og er valgfri for Blu-ray Disc- maskinvare. Dolby TrueHD støtter 24-biters dybder og samplingsfrekvenser på opptil 192 kHz. Maksimal bithastighet er 18 Mbit/s mens den støtter opptil 16 lydkanaler (HD DVD- og Blu-ray Disc-standarder begrenser for øyeblikket maksimalt antall lydkanaler til åtte). Den støtter metadata, inkludert normalisering av dialog og dynamisk områdekontroll.

Kanalkonfigurasjoner

Selv om det ofte er assosiert med 5.1 -kanals konfigurasjon, tillater Dolby Digital en rekke forskjellige kanalvalg. Alternativene er:

• Dolby Digital 1/0 - Mono (kun midt)
• Dolby Digital 2/0 - 2 -kanals stereo (venstre + høyre), valgfritt med matrise Dolby Surround
• Dolby Digital 3/0 - 3 -kanals stereo (venstre, senter, høyre)
• Dolby Digital 2/1 - 2 -kanals stereo med mono surround (venstre, høyre, surround)
• Dolby Digital 3/1 - 3 -kanals stereo med mono surround (venstre, senter, høyre, surround)
• Dolby Digital 2/2 - 4 -kanals quadraphonic (venstre, høyre, venstre surround, høyre surround)
• Dolby Digital 3/2 - 5 -kanals surround (venstre, senter, høyre, venstre surround, høyre surround)

Disse konfigurasjonene inkluderer eventuelt kanalen for ekstra lavfrekvente effekter (LFE). De to siste med stereomateriale bruker eventuelt Dolby Digital EX matrisekoding for å legge til en ekstra bakre surround -kanal.

Mange Dolby Digital -dekodere er utstyrt med nedblanding for å distribuere kodede kanaler til høyttalere. Dette inkluderer funksjoner som å spille av surroundinformasjon gjennom fronthøyttalerne hvis surroundhøyttalere ikke er tilgjengelige, og distribusjon av senterkanalen til venstre og høyre hvis ingen senterhøyttaler er tilgjengelig. Når du sender ut til separat utstyr over en 2-kanals tilkobling, kan en Dolby Digital-dekoder valgfritt kode utgangen ved hjelp av Dolby Surround for å bevare surroundinformasjon.

'.1' i 5.1, 7.1 etc. refererer til LFE -kanalen, som også er en diskret kanal.

applikasjoner

Dolby Digital-lyd brukes på DVD-video og andre rent digitale medier, som hjemmekino. I dette formatet er AC-3-bitstrømmen sammenflettet med video- og kontrollbitstrømmene.

Systemet brukes i andre båndbreddebegrensede programmer enn DVD-Video, for eksempel digital-TV. AC-3-standarden tillater en maksimal kodet bithastighet på 640 kbit/s. 35 mm filmutskrifter bruker en fast hastighet på 320 kbit/s, som er den samme som maksimal bithastighet for 2-kanals MP3 . DVD-videoplater er begrenset til 448 kbit/s, selv om mange spillere kan spille av bitstreams med høyere hastighet (som ikke er i samsvar med DVD-spesifikasjonen). HD DVD begrenser AC-3 til 448 kbit/s. ATSC og digitale kabelstandarder begrenser AC-3 til 448 kbit/s. Blu-ray Disc, PlayStation 3 og Xbox-spillkonsollen kan sende et AC-3-signal med hele 640 kbit/s. Noen Sony PlayStation 2-konsollspill kan også sende ut standard AC-3-lyd, først og fremst under forhåndsgitte kutt.

Dolby er en del av en gruppe organisasjoner som er involvert i utviklingen av AAC (Advanced Audio Coding), en del av MPEG -spesifikasjonene, og regnet som etterfølgeren til MP3.

Dolby Digital Plus (DD-Plus) og TrueHD støttes i HD DVD, som obligatoriske kodeker, og i Blu-ray Disc, som valgfrie kodeker.

Dolby -teknologier i pakkede medieformater

AC3RF

I LaserDisc -verden er AC3RF begrepet mye plassert på kontakter til spillere som støtter Dolby Digital. Spesifikke demodulatorer og mottakere fra LaserDisc -tiden (1990 -tallet til begynnelsen av 2000 -tallet) inkluderer også plassering av dette begrepet på kontakter.

LaserDisc -titler med Dolby Digital -spor har ofte THX -logo på forsiden.

Tekniske detaljer

Dataoppsettet til AC -3 er beskrevet med forenklet " C -lignende" språk i offisielle spesifikasjoner. En AC-3-strøm er en serie rammer; rammestørrelseskoden brukes sammen med samplingsfrekvenskoden for å bestemme antall (2-byte) ord før neste synkord. Kanalblokker kan enten være lange, i så fall blir hele blokken behandlet som enkelt modifisert diskret cosinustransform , eller korte, i så fall utføres to halvlange transformasjoner på blokken. Nedenfor er en forenklet AC-3-topptekst. En detaljert beskrivelse er i ATSC "Digital Audio Compression (AC-3) (E-AC-3) Standard" , avsnitt 5.4.

Tillatelse

AC3 var dekket av patenter (utløpt siden mars 2017). Patenter ble brukt til å be om å betale en kommersiell lisens for å publisere en applikasjon som dekoder AC3. Dette førte til at noen lydapputviklere forbød AC3 fra appene sine, selv om åpen kildekode- VLC-mediespiller støttet AC-3-lyd uten å ha betalt for noen form for patentlisensavgift.

I Dolbys originale og endrede S-1-arkiver fra 2005 med SEC, erkjente Dolby at "Patenter knyttet til våre Dolby Digital-teknologier utløper mellom 2008 og 2017."

Det siste patentet som dekker AC-3 utløp 20. mars 2017, så det er nå generelt gratis å bruke.

Åpen kildekode implementering

En gratis ATSC A/52 (AC3) strømdekoder , liba52 , er tilgjengelig under GNU General Public License . FFmpeg og VLC mediespiller inneholder hver kode for håndtering av AC-3.

Se også

• C-Media -produsent av DDL-lydbrikkesett som brukes i mange lydkort og hovedkort
• Dialnorm - Dolby Digital metadata parameter som styrer dekoderforsterkning
• Dolby Laboratories - selskapets historie og teknologiutvikling
• Dolby støyreduksjon system - analogt opptak på magnetbånd, inkludert kompaktkassettbånd
• Dolby Stereo - det første kino analoge surroundlydsystemet
• Dolby SR - profesjonell analog innspilling på magnetbånd
• Dolby Surround - omdøpt til Pro Logic i 1987
• Dolby Pro Logic - forbrukerversjon av det analoge Dolby Stereo surroundlydsystemet
• Dolby TrueHD -lossless codec for HD DVD og Blu-ray Disc
• Dolby E - gjør det mulig å komprimere 6 til 8 kanaler med lyd til en AES3 digital lydstrøm
• DTS (lydsystem) - tidligere Digital Theatre Systems
• Hjemmekino
• Høyttaler
• SoundStorm -en sanntids AC-3-encoder inkludert i visse nForce2- hovedkort
• takk

Referanser

Eksterne linker

• Offisielt nettsted , Dolby Laboratories
• ATSC standarder
• Digital lydkomprimeringsstandard (AC-3, E-AC-3) på ATSC-nettstedet