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

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