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ⓘ Dolby Digital




Dolby Digital
                                     

ⓘ Dolby Digital

Il Dolby Digital è un sistema di codifica audio multicanale sviluppato da Dolby Laboratories e utilizzato al cinema, nella televisione digitale, nei Laserdisc, DVD e in altri supporti di riproduzione o trasmissione audio digitale.

                                     

1. AC-3: lalgoritmo di compressione del Dolby Digital

Il Dolby Digital è un sistema di codifica cosiddetto lossy ", ovvero in cui la codifica audio avviene con perdita di informazioni. Altri sistemi di codifica con perdita di informazioni sono lAAC, lATRAC, lMP3, il Vorbis, il WMA.

Il sistema prende in input segnali audio digitali PCM, codificati a 48 000 Hz di frequenza di campionamento e 16 bit di risoluzione, li trasforma analizzandoli nel dominio della frequenza, per poi scartare parte dei dati riducendone la risoluzione effettiva ed innalzando il livello del rumore digitale. Tutta loperazione viene eseguita cercando il più possibile di mantenere la soglia del rumore di quantizzazione al di sotto del livello udibile, utilizzando metodi di analisi di tipo "psicoacustico". Il procedimento si basa su almeno 2 principi: Il primo è che la risoluzione effettiva con cui lapparato uditivo umano è in grado di percepire uno o più suoni varia dinamicamente, e dipende dal contenuto del segnale musicale composto. Il secondo è il cosiddetto effetto di mascheramento: un tono perfettamente udibile come tono puro può essere completamente "inudibile" se mascherato da un tono vicino, magari di intensità superiore.

Il sistema di compressione psicoacustica utilizzato dal Dolby Digital si chiama AC3. Un segnale audio mono PCM lineare quindi non compresso a 48 kHz /16 bit, richiede 768 kbps per essere codificato, pertanto un segnale stereo di questo tipo necessiterebbe di 1 536 kbps, e un segnale a 5 canali di 3 840 kbps. LAC3 permette di ridurre questi valori anche di un fattore superiore a 10, richiedendo circa 400 kbit/s per codificare audio 5.1, e meno di 200 kbit/s per codificare audio stereo. Tanto maggiore è il fattore di compressione, ovviamente, tanto maggiore è la probabilità che il livello di rumore introdotto a causa della perdita di informazioni diventi udibile, causando artefatti di varia natura. Per questo motivo, tanto maggiore è la velocità di trasmissione utilizzata per la codifica tanto migliore sarà laderenza alla qualità dellaudio originale non compresso che ci si può aspettare.

LAC3 è un sistema di codifica di tipo ibrido, che impiega tecnologie di codifica backward e forward adaptive. Il decodificatore e il codificatore condividono infatti un algoritmo di codifica noto e non modificabile, che viene sempre utilizzato per la compressione e la decompressione dei dati audio digitali. Il decodificatore, quindi, sa come decodificare i dati anche in assenza di informazioni sul codificatore: questo metodo è detto "backward adaptive" e ha il vantaggio di essere molto efficiente, ma lo svantaggio di non essere rinnovabile se si cambia lalgoritmo base del codificatore si devono anche cambiare i decodificatori e di richiedere una discreta complessità nel decodificatore. Per ovviare a questo secondo problema, lalgoritmo base dellAC3 è molto semplice seppure accurato, pertanto non è troppo dispendioso in termini computazionali. Per ovviare al problema della rinnovabilità e permettere di migliorare nel tempo la qualità del sistema, si è deciso di aggiungere al core backward adaptive del codificatore, anche delle tecniche di tipo forward adaptive. I dati audio, infatti, vengono compressi nel codificatore anche utilizzando un secondo metodo, più avanzato e che utilizza algoritmi psicoacustici di qualsiasi complessità; ne risulta una seconda versione del segnale compresso che viene confrontata con quanto ottenuto con il metodo base. Se necessario, ovvero se il risultato della compressione più sofisticata è migliore rispetto a quanto ottenuto con lalgoritmo base, il codificatore può inserire nel flusso di dati compressi anche alcune informazioni necessarie al decodificatore per adattare lalgoritmo di decodifica ovvero il modello psicoacustico base nonché i dati che esprimono la differenza fra quanto il decoder può ricalcolare con le informazioni in suo possesso, e quanto calcolato del codificatore durante lelaborazione più avanzata. Questo secondo metodo di compressione si chiama forward compatible. Combinando una routine backward adaptive con un metodo forward adaptive, lAC3 permette di mantenere una buona efficienza di codifica, una relativa semplicità di decodifica e la possibilità di aggiornare e perfezionare il codificatore nel tempo mantenendo la piena compatibilità con i decodificatori più vecchi.

                                     

2. Le configurazioni del Dolby Digital

Il Dolby Digital può lavorare da un minimo di 1 a un massimo di 7 canali audio digitali a banda piena 20- 22 050 Hz, codificati a 48 000 Hz di campionamento e 16 bit di risoluzione, più un ulteriore canale destinato alla sola riproduzione delle basse frequenze canale LFE - Low Frequency Effects. Questo speciale schema si indica con "5.1" e i 5 canali sono: anteriore destro R anteriore sinistro L, centrale C, surround destro SR, surround sinistro SL. I primi due corrispondono al collocamento dei normali canali stereo, il centrale va posizionato al centro dei due canali stereo anteriori, in corrispondenza dello schermo, i surround vanno collocati lateralmente o leggermente arretrati rispetto al punto di ascolto. Il LFE non ha una collocazione precisa, in quanto le basse frequenze sono meno direzionali.

                                     

3. La codifica discreta

Il Dolby Digital 5.1 è stato uno dei primi sistemi di codifica digitali multicanali di tipo "discreto", in cui i 5+1 canali sono codificati in modo del tutto indipendente fra loro, come flussi digitali separati. Questo lo differenzia da altri sistemi, detti "matriciali", in cui più canali audio vengono mescolati fra loro e codificati con un numero inferiore di tracce indipendenti. Il Dolby Stereo al cinema, grazie al quale si è sviluppato il concetto di audio surround cinematografico, e la sua versione per il pubblico Dolby Surround che ha permesso la nascita dell home-theater, erano sistemi di codifica matriciale in cui 4 canali dx, sx, c e surround mono erano miscelati in un semplice segnale stereo. Il processo di codifica matriciale del Dolby Stereo prendeva il nome di 4-2-4.

Una recente estensione del Dolby Digital, chiamata Dolby Digital Surround EX, utilizza proprio la codifica matriciale per aggiungere un settimo canale da posizionare al centro dei due canali surround, chiamato center back surround. Il Dolby Digital, quindi, rimane un sistema di codifica 5.1, che può offrire 6.1 canali con un metodo matriciale.

Il concorrente principale del Dolby Digital, ovvero il Digital Theater System DTS, di contro permette di codificare anche 6.1 canali discreti nella variante chiamata DTS-ES Discrete 6.1, che aggiunge il canale back surround o center surround CS come segnale discreto e indipendente.



                                     

4. La velocità di trasmissione del Dolby Digital

Il Dolby Digital lavora da un minimo di 96 kbps a un massimo di 640 kbit/s. Al cinema il Dolby Digital viene utilizzato con appena 320 kbit/s di banda, poiché stampato nel poco spazio disponibile fra i fori di scorrimento delle pellicole. Generalmente su DVD viene utilizzato con una velocità di trasmissione di 192 kbit/s per codificare segnali stereo 2.0, 2.1 o stereo surround, e con una velocità di trasmissione compresa fra 384 e 448 kbit/s per i segnali 5.1. Sebbene i decoder in commercio possano lavorare fino a 640 kbit/s, tale possibilità non è permessa nella codifica Dolby Digital dei DVD-Video pertanto, attualmente, non viene utilizzata. La versione cinematografica del Dolby Digital è quella che negli anni ha subito minori affinamenti, in quanto bloccata su specifiche piuttosto vecchie e su una velocità di trasmissione ridotta. Molti ritengono che la qualità raggiunta dal Dolby Digital disponibile per il grande pubblico su DVD sia ormai palesemente superiore rispetto a quella offerta dalla versione cinematografica.

                                     

5.1. Versioni Dolby Digital Surround EX

Il Dolby Digital Surround EX è stato creato per aggiungere unaltra coppia di altoparlanti in fondo alla sala. A quanto pare, gli ingegneri della Skywalker Sound, ideatori del sistema THX, durante le fasi finali del film Star Wars: Episodio I - La minaccia fantasma del 1999, hanno proposto alla Dolby importanti modifiche al già esistente Dolby Digital. La Dolby avrebbe poi ceduto il brevetto alla THX. Però il primo film in questo formato è il secondo della trilogia di Austin Powers, Austin Powers: La spia che ci provava, uscito sempre lo stesso anno. Visto che il sistema ha aggiunto unaltra coppia di altoparlanti in fondo alla sala, esso ha migliorato notevolmente lascolto del film da parte di tutti gli spettatori. Indifferentemente da dove esso sia seduto, laudio potrà essere ascoltato da tutti alla stessa maniera, così come è stato pensato dal regista.

                                     

5.2. Versioni Dolby Digital Plus

Una evoluzione del Dolby Digital è il Dolby Digital Plus, utilizzato nei supporti per lalta definizione HD DVD, Blu-ray e nelle trasmissioni digitali HDTV. Alcune caratteristiche del Dolby Digital Plus sono: una maggiore efficienza di codifica, lestensione della velocità di trasmissione fino a 6.144 Mbps verrà tipicamente utilizzato a 640 kbit/s e laumento del numero di canali discreti a 7.1, tutto mantenendo una buona compatibilità con il Dolby Digital convenzionale il Dolby Digital Plus è "riducibile" semplicemente a un segnale Dolby Digital a 640 kbit/s compatibile con tutti i decoder attuali.

                                     
  • Il Dolby 3D Digital Cinema comunemente conosciuto come Dolby 3D è un nome commerciale per indicare i sistemi della Dolby Laboratories che trasmettono
  • EX Dolby Digital Plus Dolby E Dolby TrueHD Dolby Atmos Dolby Digital Live Decoder processori audio: Dolby Surround Dolby Surround Pro Logic Dolby Surround
  • Il Dolby Stereo Spectral Recording, spesso abbreviato in Dolby Stereo SR, è uno standard proprietario di audio multicanale sviluppato dalla Dolby Laboratories
  • da aggiungere 2 canali al Dolby Digital Il Dolby Surround è anche un encoder audio e un decoder audio sviluppati dalla Dolby Laboratories. L encoder audio
  • stereofonico. In un videogioco è noto come Dolby Digital Pro Logic II come un evoluzione del Dolby Digital Il Dolby Surround Pro Logic II è anche un encoder
  • con il Dolby Digital e ora diffuso su LaserDisc, DVD - Video, DVD - Audio, CD e sui nuovi supporti HD DVD e Blu - ray. A differenza del Dolby Digital che si
  • Dolby Digital Sistema di codifica audio multicanale. Dolby TrueHD, Standard di audio digitale multicanale. Dolby Stereo Spectral Recording o Dolby Stereo
  • film la Disney chiede la collaborazione dei Dolby Laboratories per l installazione del sistema digitale Dolby 3D in circa 100 cinema degli Stati Uniti Il
  • Il Dolby Surround Pro Logic, spesso abbreviato in Dolby Pro Logic, è un decoder processore audio sviluppato dalla Dolby Laboratories. Appartiene alla famiglia
  • teatrale ai cinefili. Aggiunge due nuovi canali all attuale Dolby Digital 5.1. Il primo film con Dolby Surround 7.1 è stato Toy Story 3 del 2010 di Disney e
  • ecc. I dati più importanti sono quelli che, una volta codificati in Dolby Digital permettono ad esempio al sintoamplificatore a casa di commutare automaticamente
  • utilizzato Dolby Digital SDDS SDDS 8 channels altre tecniche di riproduzione del suono CDS non più utilizzato Dolby Digital Dolby Digital Surround EX