Úvod do metód spracovania zvuku v súčasnom multimediálnom prostredí

<< Späť - Časť 4.7: Dolby Digital (DD, AC-3) <<
^^ Hore - Kapitola 4: Prehľad stratových zvukových formátovu ^^
>> Ďalej - Časť 4.9: Ogg Vorbis >>

Časť 4.8: Coherent Acoustics (CAC, DTS)

Algoritmus a formát DTS Coherent Acoustics, alebo len DTS (marketingové označenie), resp. CAC (kódové označenie formátu; obe označenia budeme považovať za ekvivalentné) pochádza z dielní firmy Digital Theatre SystemsPozn. 1.

CAC umožňuje zakódovať až 7.1 kanálov s rozlíšením 24 bitov na vzorku pri vzorkovacej frekvencii 8 až 192 kHz a dátových tokoch siahajúcich od 32 kbps do 6 144 kbps. Pre uľahčenie implementácie však CAC rozdeľuje tok dát na tzv. jadrový zvuk (angl. core audio) a rozšírený zvuk (angl. extended audio). Tok dát jadrového zvuku ponúka možnosť prenášať len 5 kanálov s frekvenciami pod 24 kHz a 1 LFE kanál (pod 80, resp. 150 Hz – presnú hodnotu určuje kodér) – dokopy 5.1. Dodatočné informácie, potrebné na rekonštrukciu ostatných kanálov a frekvenčných zložiek (pri vzorkovacej frekvencii vyššej než 48 kHz), prenáša tok dát rozšíreného zvuku.

CAC rozdeľuje okná veľkosti 4096, 2048, 1024, 512 alebo 256 vzoriek (veľkosť je zvolená podľa náročnosti signálu), použítím kvadratúrnych zrkadlových filtrov, na 32 uniformných frekvenčných subpásiem (pri vzorkovacej frekvencii 48 kHz je šírka jedného pásma 750 Hz). Na každé sa jednotlivo hľadajú najvhodnejšie koeficienty lineárnej predikciePozn. 2 štvrtého rádu a ak má reziduálny signál po kvantovaní dostatočne nízku varianciu, prenesie sa na výstup spolu s vhodnými koeficientmi, zakódovanými vektorovým kvantovanímPozn. 3. Ide teda o vylepšenú formu ADPCM kódovania. Ak nie je predikcia dostatočne úspešná, kvantujú sa priamo hodnoty vzoriek. Na vysokofrekvenčné subpásma sa predikcia neaplikuje. LFE kanál sa najprv podrobí decimácii, potom kvantovaniu na osembitové čísla. Na škálovacie faktory v rámci subpásma možno aplikovať jednoduché diferenčné kódovanie (ADPCM). Samotné hodnoty vzoriek (aj reziduálov, ako bolo spomenuté vyššie) sa kódujú spätne adaptívnym kvantovaním, zvyšovaním dátového toku teda možno kompresiu „posúvať bližšie k bezstratovosti“.

Ak je potrebný nízky dátový tok, možno aj hodnoty vzoriek (najmä vysokofrekvenčných subpásiem) kódovať vektorovým kvantovaním. Tiež možno aplikovať spojené kódovanie kanálov, dokonca aj stereofonické kódovanie intenzity. Súčasťou kódovania je aj kompresia akustickej hladiny, aplikovaná za účelom zmenšenia dynamiky signálu.

DTS, uvedený na trh v r. 1993, používa dodnes mnoho filmových štúdií. Stabilná podpora na trhu a zahrnutie do špecifikácie HD-DVD a BD zaručujú jeho prežitie. Treba však spomenúť, že bol a asi vždy ostane v tieni DD. Jeho výhodou je otvorenosť štandardu, nízka výpočtová náročnosť, vysoká vernosť (pri použití dostatočne vysokých dátových tokov). Nevýhodou ostáva práve vysoký potrebný dátový tok, ktorý ho robí nepraktickým. Jednoduchý popis formátu možno nájsť na http://www.dtsonline.com/media/uploads/pdfs/whitepaper.pdf, presnejšia specifikácia je dostupná napr. na stránkach ETSI (priama linka: http://webapp.etsi.org/action/PU/20020827/ts_102114v010101p.pdf).


Poznámka 1: Stručný úvod do histórie a uplatnenia CAC možno nájsť v odseku 3.5.2 Priestorový zvuk a zvukové kanály.

Poznámka 2: P. odsek 3.4.2 Kódovanie lineárnou predikciou.

Poznámka 3: Teda čísla sú vybrané z tabuľky (v tomto prípade má 4096 záznamov) a prenáša sa len ukazovateľ na vhodný záznam. P. odsek 3.3.4 Vektorové kvantovanie (VQ).


<< Späť - Časť 4.7: Dolby Digital (DD, AC-3) <<
^^ Hore - Kapitola 4: Prehľad stratových zvukových formátovu ^^
>> Ďalej - Časť 4.9: Ogg Vorbis >>

(c) 2006 Pavol Adam
kontakt
Powered by:
ATRIP software