A continuación se describen los diferentes bloques que conforman un codificador AC-3, prestando especial atención a los conceptos de enmascaramiento temporal y frecuencial y cómo son utilizados por el codificador para obtener una gran compresión sin pérdida de calidad.

El diagrama de bloques del codificador es el siguiente :

 

Buffer de entrada.

AC-3 es un codificador estructurado por bloques, por lo que uno o más bloques de muestras de la señal en el tiempo se almacenan en el buffer de entrada para cada canal antes de seguir con el procesado. Los bloques suelen estar formados por 512 muestras.

Filtrado.

Las señales de entrada son individualmente filtradas paso alto a una frecuencia de 3 Hz para eliminar la componente continua. La señal del canal de graves además es filtrada paso bajo a una frecuencia de 120 Hz.

Detector de transitorios.

Las señales de entrada con respuesta en frecuencia completa son analizadas con un filtro paso banda centrado en altas frecuencias que detecta la presencia de transitorios. Esta información se usa para ajustar el tamaño del bloque de muestras al que se le aplicará la TDAC ( Time Domain Aliasing Cancellation ) según las variaciones de la señal de entrada.

En el caso de una señal que varía con mucha rapidez, como por ejemplo el ataque de un platillo, necesitamos una buena resolución temporal de la misma ( lo que implica menorresolución espectral ), esto es, el tamaño del bloque a codificar debe ser pequeño para que el ruido de cuantificación asociado a esta señal quede confinado temporalmente en las cercanías de la misma, de forma que este ruido pueda ser enmascarado por dicha señal según el modelo de enmascaramiento temporal del oído humano.

El comportamiento de este modelo de enmascaramiento se puede apreciar en la figura 2, donde se evalúa cómo varía el umbral de audición de una señal de prueba de corta duración, que simula el ruido de cuantificación, en presencia de una señal de enmascaramiento relativamente larga ( 200 ms ). La duración de la señal de prueba está expresada en relación al inicio de la señal enmascarante ( t = 0 ).

Figura 2. Efectividad del enmascaramiento temporal de un tono.

Como se desprende de la figura, para que una señal sea capaz de enmascarar un ruido que aparece con anterioridad no debe haber una diferencia temporal superior a 10 ms.

Por lo tanto, en presencia de transitorios el tamaño del bloque se debe ajustar de tal forma que el pre-ruido de cuantificación aparezca dentro de la zona temporal en la que pueda ser enmascarado por la señal codificada.

El tamaño del bloque también es función de la frecuencia del transitorio, cumpliéndose que cuanto mayor sea la frecuencia menor deberá ser el tamaño del bloque.

En la figura 3 se compara el resultado de codificar el ataque de una castañuela ( A ) a 128 kb/s utilizando un bloque de longitud fija 512 muestras ( B ) y un bloque adaptativo ( C ).

Figura 3. Señal de una castañuela. (A) Original, (B) Codificado a 128 kb/s con un Codificador de longitud fija de 512 muestras, (C) Codificado a 128 kb/s con Codificador de longitud variable.

Como se puede ver el ruido de cuantificación previo al ataque de la castañuela es mucho menor en C que en B.