Audioformate in der Unterhaltungselektronik
MM Seminar (klein)Markus Buttler
Audioformate in der Unterhaltungselektronik
Entwicklungsgeschichte
Entwicklungsgeschichte
• Kino Stereo (4 Kanäle)– ab 1950– 3 Frontkanäle + 1 Effektkanal
• Heim Stereo (2 Kanäle)– LP ab 1958– UKW Radio ab 1961
• Quadrophonie ab ca. 1970 (4 Kanäle)
Entwicklungsgeschichte
• Kino Dolby Stereo 1976 (4 Kanäle)– 3 Frontkanäle + 1 Surroundkanal– In 2 Tonspuren „encodiert“
• Video-Revolution– Mono VCR ab 1972– Stereo VCR ab 1978– Laserdisc ab 1980– Stereo Fernsehen ab Mitte 1980
Audioformate im Überblick
Dolby Surround
• Entstand Anfang der 80er Jahre• Umsetzung des Kino-Stereo-Ton für
den Heimeinsatz
• Problem :4 Kanäle Kino 2 Kanäle Heimbereich
• Lösung:Matrixcodierung und Phasenverschiebung (analog)
• Dolby Surround bietet jedoch nur 3 Kanäle2x Front ( Links/Rechts ) und 1x Surround
Decoder
Front Links Front Rechts
Surround
• Frontkanäle mit vollem Frequenzumfang(20Hz-20kHz)
• Surroundkanal mit eingeschränktem Frequenzumfang (100Hz - 7kHz)– Schlechte Rekonstruktion des Signals– Schwäche des menschlichen Gehörs– Verzögerte Wiedergabe (Delay)
• Vorteil:– Stereo Wiedergabe bleibt unbeeinflusst– Codierung bleibt beim Überspielen / TV-
Ausstrahlung erhalten– Nutzt vorhandene Stereo-Technik
• Nachteil– Verlust bei der Rekonstruktion des
Surroundkanals– Kein Center Lautsprecher– Mono Surround
Audioformate im Überblick
Dolby ProLogic
• Weiterentwicklung von Dolby Surround• Zusätzliche Decodierung des Center Kanals
Decoder
Front Links Front Rechts
Surround
Center
• Dynamische Lautstärkenanpassung=> Bessere Kanaltrennung
• DSP-Effekte:„Phanton Center“ , „Concert Hall“, etc.
• Kontrolle der Räumlichkeit(Vorne <-> Hinten)
• Vorteil:– Deutlich besseres Raumklangerlebnis– Hochwertige Steuerlogik
(Kinodecoder)– Sehr weit verbreitet
• Nachteil:– Mono Surround– Eingeschränkter Frequenzumfang– Verfälschter Klang
Audioformate im Überblick
Dolby Digital
• Eingeführt 1992• Erstmals 6 diskrete digitale Tonkanäle
Decoder
Front Links Front Rechts
Surround Links
Center
Surround Rechts
LFE
• 5.1 Format
• 5 Kanäle bieten den vollen Frequenzumfang (20Hz – 20kHz)
• Der Subwoofer-Kanal (LFE) bietet20Hz - 120Hz
• Die einzelnen Tonkanäle sind in AC3 komprimiert
• 12:1 komprimiert, verlustbehaftet
• Psychoakustische Datenreduktion
• Abtastrate 20Bit , Abtastfrequenz 48kHz( vgl. AudioCD 16Bit, 44.1kHz )
• Datenrate 384 kBps
DD5.1AC3-Stream
Decoder A
Decoder B
Decoder C
Decoder D
Downmix des 5.1 Tonsignals
Ton im 5 bzw. 5.1 Format
ProLogicDecoder
Ton im 4 KanalDolby Surround
Ton in 2 Kanal Stereo
Ton in 1 Kanal Mono
Dynamic Range Control („Midnight Mode“)
+20dB
+10dB
+00dB
-10dB
-20dB
-30dB
-40dB
-50dB
-60dB
Dialog
• Vorteile:– Getrennte Kanäle für alle
Rauminformationen– Wesentlich präzisere Effekte realisierbar– Größerer Frequenzumfang ausschöpfbar– Höheren Signalrauschabstand– Weit verbreitet
(min. eine DD Tonspur auf DVD)
• Nachteile:– Nicht kompatibel zu analogen Systemen– Sehr stark komprimiert
Audioformate im Überblick
Digital Theatre SystemsDTS
• Eingeführt 1993
• 5.1 Format
• 5 Kanäle bieten den vollen Frequenzumfang (20Hz – 20kHz)
• Der Subwoofer-Kanal (LFE) bietet20Hz - 80Hz (DD 5.1 20Hz-120Hz)
• Die einzelnen Tonkanäle sind in CAC komprimiert (Coherent Acoustics Codec)
• Im Verhältnis 5:1 komprimiert
• Psychoakustische Datenreduktion
• Abtastrate 20Bit , Abtastfrequenz 48kHz
• Datenrate bei 1509 kBps
• Vorteile:– Siehe DD5.1– Weniger stark komprimiert– Theoretisch höhere Qualität
• Nachteile:– Weniger weit verbreitet als DD5.1
Audioformate im Überblick
Dolby Surround ProLogic II
• Eingeführt 2000• Verbesserung des analogen Dolby
ProLogic• Erweiterung durch 2 Surround
Kanäle ( ProLogic Mono )• Voller Frequenzumfang auf allen
Kanälen
• Vorteile
– Höhere Kanaltrennung– Stereo Surround (hinten)– Kompletter Frequenzumfang– Voll kompatibel zu ProLogic / Stereo– Kaum verfälschtes Klangerlebnis
• Nachteile
– Codiert in 2 Kanal Stereo– Analog
Audioformate im Überblick
Digital Theatre SystemsDTS NEO:6
• Eingeführt 2000
• Vergleichbar mit ProLogic II
Audioformate im Überblick
Dolby Digital Surround EX
• Eingeführt 1999 mit Star Wars Episode 1
• Lizenzierung seit November 2001
• Erweitert Dolby Digital 5.1 um einen Surround Center
• Weiterhin 6 diskrete Kanäle
• Surround Center matrixcodiert in Surround Links und Rechts
Audioformate im Überblick
Digital Theatre SystemsDTS ES
• Eingeführt 1999 mit Star Wars Episode 1
• Erweitert DTS 5.1 um einen Surround Center
• 2 Konfigurationen:– Surround Center matrixcodiert in Surround
Links und Rechts ( vgl. DD EX )– Surround Center matrixcodiert in Surround
Links und Rechts + diskreten Surround Center(DTS ES discrete)
Audioformate im Überblick
Digital Theatre SystemsDTS 96/24
• 5.1 Format für Audioaufnahmen mit24Bit und 96kHz
• Von DTS forcierter Nachfolger der AudioCD
• Konkurrenz zur DVD Audio
• Abwärtskompatibel mit DTS u. DTS ESDownmix des DTS 96/24 auf 20Bit/48kHz
DVD-Video DVD-Video DVD-Video DVD-Audio
2 Kanal PCM24Bit 96kHz
5.1 Kanal DTS / DD20Bit 48kHz
5.1 Kanal DTS 96/2424Bit 96kHz
6 Kanal PCM24Bit 96kHz
DVD Video Player DVD Video Player
A/V Receiver A/V Receiver A/V Receiver
6 KanalAnalog
StandardDigital
DD oder DTS DTS 96/24 DD oder DTS mit6 Kanal Eingang
Links zum Thema
• www.dolby.com• www.dtsonline.com• www.heimkino-faq.de• www.cinemasite.de/tonsysteme.html• www.thx.com