Dolby digital
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Otro problema muy común es la variación de volumen existente entre diferentes cadenas de televisión o formatos de vídeo ( VHS, LaserDisc... ), que nos obliga a cambiar el volumen al conmutar de unos a otros.
El sistema Dolby Digital presenta una función de normalización de diálogos, mediante la que se detecta la diferencia de volumen entre diferentes fuentes, para adaptarlo automáticamente al pasar de unas a otras.
Otra característica de este formato es la flexibilidad con que se maneja el canal de graves, pudiendo dirigirlo a un único altavoz, si se dispone de un woofer, o repartiéndolo entre el resto de los altavoces, en caso de carecer del woofer.
La codificación de audio digital que se usa en el Compact Disc ( 16-bit PCM ) consigue un rango dinámico de 96 dB a costa de trabajar a una frecuencia 44,1 kHz con muestras de 16 bits, lo que supone una cantidad de datos excesiva para ser almacenada o transmitida de forma económica, sobre todo en sistemas multicanal. Por ello surge la necesidad de utilizar otros métodos de codificación, también llamados algoritmos de ‘codificación perceptiva’, que reduzcan la tasa de bits con una mínima degradación de la calidad del sonido ; se trata por tanto de sistemas de codificación con pérdidas. El algoritmo de codificación Dolby AC-3 cumple estos requisitos, consiguiendo tasas de compresión 10:1 además de permitir diferentes tasas de bits según el número de canales codificados o la calidad que se necesite, por lo que es la base de los sistemas Dolby Digital. Gracias a este algoritmo se consiguen almacenar los 5.1 canales en el espacio que un CD dedicaría a una sola pista de audio.
- El Algoritmo de Codificación Dolby AC-3
Dolby AC-3es el sucesor de otros dos sistemas de codificación perceptiva - Dolby AC-1 y Dolby AC-2 - y ha sido diseñado para aprovechar al máximo el enmascaramiento temporal y frecuencial que caracteriza a la audición humana, codificando las componentes frecuenciales del sonido en lugar de su característica temporal. Para ello cada canal es filtrado en pequeñas bandas de diferentes tamaños antes de ser codificado, tratando así de imitar el comportamiento del oído humano ; con esto conseguimos que las componentes frecuenciales del sonido y su correspondiente ruido de cuantificación queden dentro de una misma banda, con lo que se consigue un mejor aprovechamiento de las características de enmascaramiento del oído humano, minimizando así la tasa de bits necesaria para una codificación libre de ruido.
Reduciendo o eliminando el ruido de cuantificación donde no haya señal que lo enmascare la calidad del sonido no se verá afectada.
El algoritmo Dolby AC-3 distribuye los bits con que se cuantificarán las componentes frecuenciales de las diferentes bandas teniendo en cuenta las características espectrales de la señal codificada. Un modelo interno que simula el enmascaramiento frecuencial y temporal del oído permite al codificador variar su resolución espectral-temporal dependiendo de la naturaleza del sonido, de forma que se asegure un número mínimo de bits para describir la señal en cada banda garantizando que el ruido quede totalmente enmascarado. Este modelo de enmascaramiento frecuencial hace que aquellas componentes espectrales del sonido que vayan a quedar enmascaradas por otras no sean codificadas. AC-3 también distribuye los bits entre los diferentes canales de manera que se consiga una tasa de bits estable, asignando más bits a los canales con un mayor contenido frecuencial.
Como se puede apreciar el modelo de enmascaramiento y el algoritmo de distribución de bits son factores clave en la gran eficiencia espectral del sistema.
El algoritmo AC-3 considera los seis canales como una entidad única incluyéndolos en una única trama de bits, con lo que se consigue una tasa de bits menor que separando cada canal en una trama distinta.
Otra característica a destacar del sistema AC-3 es su gran versatilidad, permitiendo frecuencias de muestreo de 32, 44.1 y 48 kHz y velocidades de transmisión de entre 32 kb/s, para un único canal mono, hasta 640 kb/s, cuando el sistema trabaja a su máxima capacidad. La velocidad de transmisión en un sistema Dolby Digital doméstico de 5.1 canales es de 384 kb/s y de 192 kb/s para sistemas de dos canales.
- Diagrama de Bloques del Codificador AC-3
