Dolby Digital Plus

Logotipo de Dolby Digital Plus

Dolby Digital Plus, también conocido como Mejorada AC-3 (y comúnmente abreviado como DD + o E-AC-3, o EC-3) es un esquema de compresión de audio digital desarrollado por Dolby Labs para el transporte y almacenamiento de audio digital multicanal. Es un sucesor a Dolby Digital (AC-3), también desarrollado por Dolby, aumentó un número de mejoras incluyendo soporte para una amplia gama de tipos de datos (32kbit/s 6144kbit/s), Conde de canal y multiprograma apoyo (a través de componentes) y compresión herramientas adicionales (algoritmos) para representar datos y contrarrestar artefactos. Mientras lleno-ancho de banda de hasta 5 soporta Dolby Digital (AC-3) canales de audio a una velocidad de bits máxima de 640kbit/s, E-AC-3 soporta hasta 15 canales de audio de ancho de banda completo en un bitrate máximo de 6.144 Mbit/s..

El completo conjunto de especificaciones técnicas para E-AC-3 (y AC-3) son estandarizados y publicado en el Anexo E de ATSC A / 52:2012, así como el Anexo E de ETSI TS 102 366 V1.2.1 (2008-08), publicado por el Comité de sistemas avanzados de televisión.

Detalles técnicos

Especificaciones

Dolby Digital Plus es capaz de lo siguiente:

• Codificado Bitrate: 0.032 a 6.144 Mbit/s.
• Canales de audio: 1.0 a 15.1 (es decir, de mono a 15 canales de rango completo y un canal de efectos de baja frecuencia)
• Número de programas de Audio por bitstream: 8
• Frecuencia de muestreo: 32, 44.1 o 48 kHz
• Profundidad de bits: hasta 24 bits por canal.

Estructura

Un servicio de Dolby Digital Plus se compone de uno o más subsecuencias. Existen tres tipos de componentes:

• Componentes independientes, que pueden contener un solo programa 5.1. Hasta ocho componentes independientes pueden estar presentes en una corriente de Dolby Digital Plus. Los canales presentes en una subsecuencia independiente son los tradicionales 5,1 canales: izquierdo (L), derecho (R), centro (C), canales de sonido envolvente izquierdo (Ls) y derecho Surround (Rs), así como un canal de efectos de baja frecuencia (Lfe).
• Legado subsecuencias, que contienen un solo programa 5.1, y que corresponden directamente al contenido de Dolby Digital. A lo sumo una subsecuencia legado solo puede estar presente en una corriente DD +.
• Subsecuencias dependientes, que contienen canales adicionales más allá de los tradicionales 5.1 canales. Como componentes dependientes tienen la misma estructura como componentes independientes, cada subsecuencia dependiente puede contener hasta cinco canales de ancho de banda completo y un canal de baja frecuencia; Sin embargo estos canales pueden asignarse a colocaciones diferentes altavoces. Metadatos en la subsecuencia describen el propósito de cada canal incluido.

Todas las corrientes DD + deben contener al menos una subsecuencia independiente o subsecuencia obsoleta, que contiene los primeros (o únicos) 5.1 canales del principal programa de audio. Subsecuencias independientes adicionales pueden usarse para programas de audio secundarios como bandas sonoras de la lengua extranjera, comentario o descripciones/voz en OFF para los invidentes. Subsecuencias dependientes pueden ser proporcionados para los programas que tienen canales de sonido adicional más allá de 5.1.

Dentro de cada subsecuencia, se prevén para la codificación de cinco canales de ancho de banda completo, un canal de baja frecuencia y canal uno acoplamiento. Los canales de acoplamiento se utiliza para medio-a-alta frecuencia información que es común a varios canales de ancho de banda completo. Su contexto es mezclado con los demás canales de manera prescrita por los metadatos, no se reproduce como un canal discreto por el decodificador.

Dolby Digital Plus incluye metadatos bitstream integral control decodificador de volumen de salida (vía dialnorm), mezcla y control de rango dinámico reversible (vía la República Democrática del Congo).

Sintaxis

Dolby Digital Plus es nominalmente un protocolo alineado de 16 bits, aunque muy pocos campos en la sintaxis de respetan los límites de cualquier byte o palabra. Como muchos elementos de sintaxis opcional o de longitud variable, incluyendo algunos cuya presencia o longitud es dependiente de los anteriores cálculos complejos, y hay poca redundancia en la sintaxis, DD + puede ser extremadamente difícil de analizar correctamente, con análisis sintácticamente válidas pero incorrecta fácilmente producido por codificadores defectuosos.

Una secuencia DD + es una colección de longitud fija syncframe paquetes, cada uno de los cuales corresponde a 256, 512, 768 o 1536 consecutivas muestras de dominio de tiempo de audio. (El caso de 1536-muestra es el caso más común y corresponde a Dolby Digital, las longitudes más cortas del bastidor están diseñadas para uso en aplicaciones interactivas como juegos de video donde reducir latencia codificador es una preocupación importante). Cada syncframe está decodificable independientemente y pertenece a una subsecuencia específico dentro del servicio. Un syncframe se compone de los siguientes elementos de sintaxis (algunos de los cuales pueden cicatrizar cuando un servicio de Dolby Digital Plus está encapsulado en otro formato o transporte):

• Una palabra de 16 bits de sincronización, que tiene el valor 0x0b77.
• Una sección de Bitstream información (BSI), que incluye metadatos clave tales como el tamaño de fotograma, el modo de canal Dolby, el identificador de la subsecuencia, el nivel de diálogo codificado (dialnorm) y metadatos para guiar la producción de un downmix decodificador.
• Una sección del marco de Audio, que contiene descifrar información común a todos los bloques de audio dentro de la syncframe, incluyendo la información necesaria para determinar cómo se embalan exponentes y mantisas.
• Uno, dos, tres o seis secciones de bloque de Audio. Estas secciones contienen metadatos adicionales de decodificación, así como los coeficientes de frecuencia codificada y cuantificada. Cada bloque de Audio corresponde a 256 muestras PCM en cada canal.
• Una sección final que contiene datos auxiliares definidos por el usuario, cualquier relleno necesario para producir uniformes syncframe longitudes y un 16-bit comprobación de redundancia cíclica Código de detección de errores.

Almacenamiento de los coeficientes de transformación

En el corazón de Dolby Digital y DD + es un Transformada de coseno discreta modificada, que se utiliza para transformar la señal de audio en el dominio de la frecuencia; dentro de cada bloque hasta 256 frecuencia coeficientes pueden ser transmitidos. Los coeficientes son transmitidos en un formato binario de coma flotante, con exponentes transmitidas por separado de mantisas. Esto permite la codificación altamente eficiente.

Exponentes de cada canal están codificados en un formato diferencial muy lleno, con los deltas entre contenedores frecuencia consecutivos (excepto la primera) se presenta en la secuencia. Tres formatos, o exponente estrategias, se utilizan; Estos son conocidos como "D15", "D25" y "D45". En D15, cada compartimiento tiene un único exponente, D25 y D45, delta valores corresponden a pares o quads de cubos de frecuencia. Bloques de audio que no sea el primero en un syncframe Adicionalmente pueden reutilizar el conjunto exponente bloques anteriores (esto es necesario para los canales que utilizan el Adaptive transformar híbrido).

Los exponentes descodificados, junto con un conjunto de parámetros de metadatos, se utiliza para derivar los punteros de asignación de bits (BAPs), que especifican el número de bits asignados a cada mantisa. Recipientes que corresponden a las frecuencias en la cual oído humano es más preciso se asignan más bits; recipientes que corresponden a las frecuencias que son menos sensibles a los seres humanos se asignan menos. En cualquier lugar entre cero y 16 bits puede ser asignado para cada mantisa; Si se transmiten bits de cero, una función de "dither" puede aplicarse opcionalmente para generar el coeficiente de frecuencia.

Algoritmo

Dolby Digital Plus, al igual que muchos codecs de audio con pérdida, utiliza una representación cuantificada pesadamente en dominio de frecuencia de la señal para lograr ganancia de codificación; Esta sección describe el funcionamiento de la transformación de base, así como varias "Herramientas opcionales" especificadas por la norma, que se utilizan para lograr cualquier compresión mayor o para reducir los artefactos audibles de codificación.

Transformada de coseno discreta modificada

Codificador Dolby Digital tanto DD + convierte una señal de audio multicanal en el dominio de frecuencia utilizando el Transformada de coseno discreta modificada (MDCT), con una longitud de bloque conmutable de 256 o 512 muestras (el último se usa con señales fijas, el anterior con señales transitorias). La representación del dominio de la frecuencia es quantized según un modelo psico-acústico y transmitida. Se utiliza un formato de punto flotante para los coeficientes de frecuencia y mantisas y exponentes son almacenados y transmitidos por separado, con ambos siendo fuertemente comprimido.

Transformación híbrido adaptable (HTA)

Para señales altamente estacionarias, como notas largas en interpretación musical, se utiliza el híbrido de transformar adaptativo (AHT). Esta herramienta es exclusiva de Dolby Digital Plus (y no compatible con Dolby Digital) y utiliza un tipo adicional II Transformada de coseno discreta para combinar seis cuadras adyacentes transformar (ubicados dentro de un syncframe) en un bloque más eficazmente. Además de la transformación de dos etapas, se utiliza una estructura diferente de asignación de bits, y se implementan dos maneras de representar mantisas codificados: uso de Vector quantization, que da la codificación más alta ganancia y uso de adaptados al aumento de cuantización (GAQ) cuando se requiere la mayor señal de fidelidad. Cuantización adaptativa ganancia puede activarse independientemente para cada compartimiento de frecuencia dentro de un canal y permite la codificación de longitud variable mantisa.

Acoplamiento

Como muchos programas de audio multicanales tienen alto grado de correlación entre canales individuales, un canal de acoplamiento se utiliza normalmente. Información de alta frecuencia que es común entre dos o más canales se transmite en un canal separado (uno que no se reproducen por un decodificador, pero los mixtos en los canales originales) conocido como el canal de acoplamiento; junto con los coeficientes conocidos como "acoplamiento coordenadas" que guían el decodificador sobre cómo reconstruir los canales originales.

Dolby Digital Plus es compatible con una versión más elaborada de la herramienta de acoplamiento conocida como Enhanced acoplamiento (ECPL). Este algoritmo, que es considerablemente más caro al proceso (tanto de codificadores y decodificadores) permite que la información de fase ser incluidos en las coordenadas, teniendo en cuenta las relaciones de fase entre los canales que se juntan para preservarse de acoplamiento.

Extensión espectral

Dolby Digital Plus proporciona otra herramienta para las frecuencias altas. Como componentes de alta frecuencia son a menudo armónicos de sonidos de baja frecuencia, extensión espectral (SPX) permite que los componentes de alta frecuencia que se sintetizarán algorítmico de componentes de baja frecuencia. Esta herramienta también es exclusiva de Dolby Digital Plus y no es compatible con Dolby Digital.

Rematrixing

Programas estéreo son típicamente rematrixed y codifican como un canal L-R y L + R. Esto se hace para aumentar la ganancia de codificación (el L-R del canal se puede generalmente ser fuertemente comprimido y la voluntad posterior ONU-matrización causan muchos artefactos de compresión cancelar) tanto para conservar relaciones de fase necesaria para la correcta reproducción de Dolby Surround-material codificado.

Procesamiento de ruido pre transitoria

Procesamiento de ruido pre transitoria (TPNP) es una herramienta de Dolby Digital Plus-específicos para reducir los artefactos resultantes de cuantización de la señal y otras técnicas de compresión. A diferencia de las otras herramientas descritas anteriormente, que operan en el dominio de la frecuencia y preceden a la conversión en muestras PCM, TPNP es una herramienta que esencialmente realiza una operación de cortar y pegar con ventanas en la señal de dominio de tiempo para borrar ciertos artefactos de cuantización predecible.

Relación con Dolby Digital

Bitstreams Dolby Digital Plus no son directamente compatible con versiones anteriores con legado Dolby Digital decodificadores. Sin embargo, Dolby Digital Plus es un supraconjunto funcional de Dolby Digital y decodificadores incluyen un componente obligatorio que convierte directamente (sin descodificación y Recodificación) el bitstream Dolby Digital Plus a un Dolby Digital bitstream (funcionamiento a 640kbit/s) para el transporte vía legadas conexiones S/PDIF (incluyendo S/PDIF por HDMI) a descodificadores externos (por ejemplo AVRs, etc.). Todos los decodificadores Dolby Digital Plus pueden decodificar Dolby Digital bitstreams.

Compresión de rango dinámico

Un objetivo de diseño de DD + es reproducción de calidad en una variedad de ambientes, que van desde teatros en casa y otros ambientes controlados acústicamente donde es factible, portables y automotrices entornos donde existe un montón de ruido de fondo, y compresión de rango dinámico puede ser necesaria realizar todas las partes de un programa de audio audible Reproducción de alto rango dinámico.

DD + proporciona los siguientes modos de funcionamiento para el oyente/espectador diferente ambientes.

Dolby Digital Plus decodificador de modos de funcionamiento:

Modo	Volumen de referencia (LKFS)	Aplicación
Línea	-LKFS 31	Reproducción de teatro casero - proporciona completa "cine" Dynamic Range
RF	-LKFS 20	Reproducción de los altavoces de la TV - proporciona una gama de "difusión" dinámica típica
Portable	-LKFS 11	Portátil dispositivo de altavoces y auriculares reproducción - proporciona mínimo rango dinámico (similar a las técnicas de producción/mezcla/mastering de música)

Nota: Todos los modos de funcionamiento decodificador (mencionados) están disponibles en cada decodificador Dolby Digital Plus. El modo de funcionamiento por defecto es gobernado por aplicación y dispositivo categoría. En algunos dispositivos, los usuarios también pueden tener una opción (menú) para seleccionar un modo alternativo que se adapte a su gusto particular o aplicación.

Además, Dolby Digital y DD + contienen metadatos adicionales para permitir la traducción libre de errores en canales de aguas abajo gama restringida, como modulación RF, donde la amplitud de la señal de salida excesiva puede resultar en errores significativos de distorsión o modulación.

Encapsulación, uso y almacenamiento de los arroyos Dolby Digital

Transporte físico para dispositivos de consumo

IEC 61937-3: define cómo transmitir Dolby Digital (AC-3) y Dolby Digital Plus (E-AC-3) bitstreams vía un interfaz IEC 60958/61937 (S/PDIF). Sin embargo, la S/PDIF interfaz tiene suficiente ancho de banda para transportar trenes Dolby Digital Plus (E-AC-3) en el 3.0Mbit / s velocidad de datos especificados por el HD-DVD; posible más baja es posibles.

Mucho del consumidor del engranaje y ni siquiera un equipo profesional, no reconoce Dolby Digital Plus como un formato codificado y tratará DD + señales S/PDIF o interfaz similar o almacenado en una.Formato de archivo WAV o recipiente similar, como si fueran datos PCM lineales. Esto no es problemático si los datos se pasan sin cambios, pero cualquier aumento escalado o conversión de tasa de muestreo, operaciones auditivamente inocuos para los datos de PCM, corromper y destruir una corriente Dolby Digital Plus. (Codecs mayores como DTS o AC-3 son más propensos a ser reconocido como formatos comprimidos y protegido de tal transformación).

Dolby Digital Plus puede ser transmitida a través de HDMI 1.3 o posterior, según la norma IEC 61937-3.

Transporte físico para aplicaciones y dispositivos profesionales

Como el AES-3 el interfaz es el análogo profesional para S/PDIF, Dolby Digital Plus corrientes podrán ser transportadas sobre AES-3 conexiones con suficiente ancho de banda, o sobre otras interfaces que encapsulan AES-3 (como SMPTE 259 M y SMPTE 299 M audio embebido). Normas adicionales promulgadas por SMPTE especifican la codificación de transportes Dolby, Dolby Digital, Dolby Digital Plus, incluyendo y Dolby E (un códec profesional sólo utilizado en aplicaciones de audio/vídeo) en una interfaz AES. La norma SMPTE 337 especifica la señalización y transporte de señales que no son audio PCM sobre una interfaz AES-3 y el SMPTE 340-2008 estándar especifica cómo deben transmitirse sobre esa interfaz Dolby Digital Plus y Dolby Digital. La combinación de SMPTE 340-2008 y 337M permiten el bitstream Dolby Digital Plus ser almacenados y transportados dentro de flujos de producción, contribución y distribución profesionales antes de la emisión a los consumidores.

Consumidor emitido en sistemas de televisión digital

DD + o Dolby Digital es especificado por el Comité de sistemas avanzados de televisión como el códec de audio primario para el ATSC televisión digital sistema y es comúnmente usado para otras aplicaciones de DTV (por ejemplo, difusión por cable y satélite) en los países que usan ATSC para la televisión digital.

Para su difusión (emisión) a los consumidores, el bitstream Dolby Digital Plus paquetizado en una corriente primaria MPEG y multiplexado (con vídeo) en un flujo de transporte MPEG. En sistemas de ATSC, se describe la especificación para llevar Dolby Digital Plus en ATSC A/53 parte 3 y parte 6. En los sistemas de DVB, la especificación para Dolby transporte Digital Plus es descrita en ETSI TS 101 154 y ETSI EN 300 468

Dolby Digital Plus está viendo creciente uso en los sistemas de televisión digital, particularmente en los sistemas de cable y satélite, como un reemplazo para Dolby Digital. Muchas de estas aplicaciones no toman ventaja de su mayor recuento de canal o capacidad para soportar múltiples programas independientes; en su lugar se utiliza como un codec de mayor eficiencia que AC-3.

HD DVD y Blu-ray Disc

Artículo principal: Comparación de disco óptico de alta definición formatos § detalles técnicos

Tanto el ahora extinto HD DVD estándar, y Disco Blu-ray incluyen Dolby Digital Plus. Es un componente obligatorio de HD-DVD y un componente opcional de Blu-ray. El número máximo de canales codificados discretos es el mismo para ambos formatos: 7.1. Sin embargo, Blu-ray y HD DVD imponen limitaciones técnicas diferentes de los códecs de audio compatibles. Por lo tanto, el uso de DD + difiere sustancialmente entre HD DVD y Blu-ray Disc.

Dolby Digital (AC-3) y la comparación de velocidad de bits de Dolby Digital Plus (E-AC-3)

Códec	HD DVD			Disco Blu-ray
	Decodificación	Canales	Tasa de bits	Decodificación	Canales	Tasa de bits
AC-3	obligatorio	1 a 5.1	504 kbit/s.	obligatorio	1 a 5.1	640 kbit/s.
E-AC-3	obligatorio	1 a 7.1	3.0 Mbit/s.	opcional, disponible para canales traseros sólo	6.1 a 7.1	1.7 Mbit/s.
TrueHD	obligatorio opcional	1 o 2 3 a 8	18.0 Mbit/s. 18.0 Mbit/s.	opcional	1 a 8	18.0 Mbit/s.

El HD DVD, DD + se señala un códec de audio obligatorio. Puede utilizar una película HD DVD DD + como la pista de audio principal (o única). Un reproductor de HD DVD es necesario para apoyar DD + audio mediante la decodificación y mostrar a tomas de salida del jugador. Como almacenados en disco, el DD + bitstream puede llevar para cualquier número de canales de audio hasta el máximo permitido, en cualquier bitrate hasta 3.0 Mbit/s.

En Blu-ray Disc, DD + es un codec opcional y se implementa como una extensión a un "núcleo" AC-3 5.1 audiotrack. El núcleo de AC-3 está codificado a 640 kbit/s, lleva 5 canales principales (y 1 LFE) y es jugable independientemente como una pista de audio de películas en cualquier reproductor de Blu-ray Disc. El bitstream DD + extensión se utiliza en los jugadores que lo apoyan, mediante la sustitución de los canales traseros en la configuración 5.1 con versiones mayor fidelidad, junto con ofrecer una extensión posible canal 6.1 ó 7.1. La pista completa de audio es permitida un bitrate combinado de 1,7 Mbit/s: 640 kbit/s para el núcleo de AC-3 5.1 y 1 Mbit/s para la extensión DD +. Durante la reproducción, bitstreams tanto el núcleo y la extensión contribuyen a la salida de audio final, según reglas incrustadas en los metadatos de bitstream.

Mezcla y reproductores multimedia

Generalmente, un bitstream Dolby Digital Plus sólo puede ser transportado por un HDMI 1.3 o mayor vínculo. Receptores de mayores apoyo las versiones anteriores de HDMI o sólo tienen soporte para el S/PDIF sistema de audio digital, o entradas analógicas.

Para los enlaces no - HDMI 1.3, el jugador puede decodificar el audio y luego transmitirla vía una variedad de métodos diferentes.

• Las versiones anteriores de HDMI, como HDMI 1.1, soportan audio PCM, donde el jugador decodifica el audio y lo transmite losslessly como PCM por HDMI al receptor.
• Algunos receptores y reproductores de sonido envolvente analógico de apoyo, y el jugador puede decodificar el audio y transmitirla al receptor como audio analógico.

Mayoría de los receptores y reproductores soportan S/PDIF. Esta conexión digital de ancho de banda inferior no es capaz de transmitir audio PCM sin pérdidas con más de dos canales, pero un jugador puede transmitir un flujo de audio compatible con S/PDIF para el receptor en una de las siguientes maneras:

• Disco Blu-ray los jugadores pueden aprovechar el legado bitstream AC-3 5.1 incrustado en el E-AC-3 bitstream, transmitiendo sólo el bitstream AC-3 sin modificaciones.
• Los jugadores apoyan la HD DVD estándar puede convertir el audio a otro formato decodificado. Dependiendo del método y las opciones disponibles para el jugador, esto puede hacerse con relativamente poca pérdida de calidad. Decodificador de Dolby de referencia, disponible para todos los concesionarios, explota el patrimonio común entre AC-3 y DD + mediante la realización de la operación en el dominio de la frecuencia. La compresión híbrido evita innecesaria descompresión-to-end y posterior recompresión (DD + → LPCM → AC-3.) Además de AC-3, algunos audio de transcodificación de reproductores HD DVD compatible con S/PDIF en 1,5 Mbit/s Audio DTS. Mientras S/PDIF puede llevar Dolby Digital Plus en bitrates inferiores, el HD-DVD estándar especifica un bitrate para DD + que es demasiado alta para una interfaz S/PDIF transmitir.

Si el jugador necesita decodificar el audio para un receptor no - HDMI 1.3, los resultados deben ser predecibles. La DD + especificación define explícitamente mezcla en menos canales modos y mecánica, así que cualquier fuente soundfield (hasta 14,1) puede reproducirse como era de esperarse para cualquier entorno de audición (a un solo canal).

Véase también

• DTS-HD High Resolution Audio

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