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ドルビーデジタルは、もともとドルビーAC-3（下記参照）と同義で、ドルビーラボラトリーズが開発した音声圧縮技術のファミリーの名前です。 1995年まではドルビーステレオデジタルと呼ばれ、非可逆圧縮です（ドルビーTrueHDを除く）。ドルビーデジタルは、映画館で35mmフィルムプリントからデジタルサウンドを提供するために最初に使用されました。それ以来、テレビ放送、衛星経由のラジオ放送、デジタルビデオストリーミング、DVD、ブルーレイディスク、ゲームコンソールにも使用されています。
ドルビーAC-3はドルビーデジタルコーデックのオリジナルバージョンです。ドルビーAC-3マルチチャンネルオーディオコーディング規格の基礎は、非可逆オーディオ圧縮アルゴリズムである修正離散コサイン変換（MDCT）です。 [1]これは、1972年にNasir Ahmedによって画像圧縮用に提案された離散コサイン変換（DCT）アルゴリズムの修正版です。 [2] DCTは、1987年にサリー大学のJP Princen、AW Johnson、Alan B. BradleyによってMDCTに採用されました。[3]
ドルビー研究所は、 MDCTアルゴリズムと知覚符号化原理を採用し、映画用のAC-3オーディオフォーマットを開発しました。AC-3フォーマットは、1991年2月にドルビーデジタル規格としてリリースされました。[4] [5]ドルビーデジタルは、最も早くリリースされたMDCTベースのオーディオ圧縮規格であり、その後、ソニーのATRAC（1992年）、MP3規格（1993年）、AAC （1997年）など、家庭用およびポータブル用の規格が続きました。[6]
シネマ
バットマン リターンズは、1992年夏にすべての選ばれた映画館で初公開されたとき、ドルビーSR-D（スペクトルレコーディングデジタル）技術を使用していると発表された最初の映画でした。 [7]ドルビーデジタルシネマサウンドトラックは、フィルムのサウンドトラック側にあるすべてのパーフォレーションホールの間に配置された連続データブロックを使用して、 35mm リリースプリントに光学的に記録されます。320 kbit/sの固定ビットレートが使用されます。画像プロジェクターの電荷結合素子（CCD）スキャナーがこの領域のスキャンされたビデオ画像をピックアップし、プロセッサが画像領域を相関させてデジタルデータをAC-3ビットストリームとして抽出します。次に、データは5.1チャンネルオーディオソースにデコードされます。ドルビーデジタルデータを含むすべてのフィルムプリントには、ドルビーSRノイズリダクションを使用したドルビーステレオアナログサウンドトラックもあり、このようなプリントはドルビーSR-Dプリントとして知られています。アナログ サウンドトラックは、データ領域が破損した場合やデジタル デコードが失敗した場合に代替オプションを提供します。また、デジタル サウンドヘッドを備えていないプロジェクターとの互換性も提供します。最近の映画プリントのほとんどがこのタイプであり、 DTSサウンドトラックを収録した CD-ROM を同期するためのSDDSデータとタイムコード トラックも。
既存のプロジェクターを改造する最も簡単な方法は、プロジェクター ヘッドの上にいわゆるペントハウス デジタル サウンドヘッドを追加することです。ただし、新しいプロジェクターの場合は、プロジェクター ヘッドの下の通常の光学サウンドヘッドの位置にデュアル アナログ/デジタル サウンドヘッドを使用するのが合理的です。デュアル サウンドヘッド配置を可能にするために、データは画像の 26 フレーム先に記録されます。ペントハウス サウンドヘッドを使用する場合、データはプロセッサ内で必要な時間 (約 2 秒) だけ遅延される必要があります。この遅延は、パーフォレーション間の時間 (約 10.4 ミリ秒) のステップで調整できます。
2010 年にドルビーサラウンド 7.1、2012年に ドルビーアトモスが導入されたにもかかわらず、ドルビーデジタルは依然として映画の主流のサウンドミキシング形式です。
バージョン
ドルビーデジタル[8]にも同様の技術があり、ドルビーデジタルEX、[9]ドルビーデジタルライブ、[10]ドルビーデジタルプラス、[11]ドルビーデジタルサラウンドEX、[12]ドルビーデジタルレコーディング、[13]ドルビーデジタルシネマ、[14]ドルビーデジタルステレオクリエーター[15]およびドルビーデジタル5.1クリエーター[16]に含まれています。
ドルビーAC-3
| ファイル名拡張子 |
.ac3 |
|---|---|
| インターネットメディアの種類 |
オーディオ/ac3 |
| 統一型識別子 (UTI) | パブリック.ac3-オーディオ[17] |
ドルビーAC-3（Audio Codec 3、Advanced Codec 3、またはAcoustic Coder 3の頭字語）は、 ATSC A/52（規格名）[18]または単にドルビーデジタル（DD ）としても知られ、最大6つの個別のサウンドチャンネルを含む一般的なバージョンです。1996年以前は、ドルビーサラウンドAC-3、ドルビーステレオデジタル、ドルビーSRDとして販売されていました。[19]
一般的に使用されているこのコーデックの最も複雑なモードは、通常範囲のスピーカー（20 Hz〜20,000 Hz ）用の5つのチャンネル（右、中央、左、右サラウンド、左サラウンド）と、サブウーファー駆動の低周波効果用の1つのチャンネル（20 Hz〜120 Hzの割り当てられたオーディオ）で構成されます。[20]モノラルモードとステレオモードもサポートされています。AC-3は最大48 kHzのオーディオサンプルレートをサポートします。
1991年、ドルビーデジタルによる『スタートレック6 未知の世界』の限定試験版が米国の3つの劇場で上映された。 [19] 1992年、『バットマン リターンズ』がドルビーデジタルで公開された最初の映画となった。[21] [22] 1995年、レーザーディスク版の『今際の国のアリス』に初のホームシアター用ドルビーデジタルミックスが採用され、その後すぐに『トゥルーライズ』、 『スターゲイト』 、 『フォレスト・ガンプ』、『インタビュー・ウィズ・ヴァンパイア』などが続いた。[23] [24]
ドルビーデジタルサラウンドEX
ドルビーデジタルサラウンドEX（ドルビーデジタルEXと略されることもある）は、マトリックス技術を利用してステレオサウンドトラックにセンターサラウンドチャンネルと単一のリアサラウンドチャンネルを追加したドルビーの以前のプロロジックフォーマットに似ています。 [25] EXは、マトリックス化されたリアチャンネルの形で標準の5.1チャンネルドルビーデジタルコーデックに拡張機能を追加し、 6.1または7.1チャンネル出力を作成します。
これは、5.1 サウンドトラックに 6 番目のセンター バック サラウンド チャネルを追加して、効果の定位を向上させるための経済的で下位互換性のある手段を提供します。追加のサラウンド チャネルは、Dolby Pro Logic でエンコードされたステレオ サウンドトラックのフロントセンター チャネルと同様に、5.1 ミックスの個別の左サラウンドチャネルと右サラウンドチャネルにマトリックス エンコードされます。結果は、標準の 5.1 システムで情報を失うことなく再生できます。また、Surround EX デコードと追加スピーカーを備えたシステムでは、6.1 または 7.1 で再生できます。多くの DVD には、Dolby Digital Surround EX オーディオ オプションがあります。
ドルビーデジタルサラウンドEXの劇場版は1999年に導入され、ドルビーとルーカスフィルムの一部門であるTHXが、スターウォーズ エピソード1/ファントムメナスの公開のためにドルビーデジタルサラウンドEX ™を共同開発しました。[21] [26]ドルビーデジタルサラウンドEXはそれ以来、スターウォーズの前編とオリジナル三部作のDVDリリースで使用されています。[26]
ドルビーデジタルライブ
ドルビーデジタルライブ（DDL）は、ビデオゲームなどのインタラクティブメディア用のリアルタイムエンコード技術です。PCまたはゲームコンソール上のあらゆるオーディオ信号を、640 kbit/sで5.1チャンネル16ビット/ 48 kHzドルビーデジタル形式に変換し、単一のS/PDIFケーブルで転送します。[27] DTS Connectと呼ばれる同様の技術は、競合他社のDTSから提供されています。この技術の重要な利点は、RCA、BNC、およびTOSLINK経由のS/PDIFが2チャンネルPCM、ドルビーデジタルマルチチャンネルオーディオ、およびDTSマルチチャンネルオーディオのみをサポートできるため、デジタルPCMステレオまたはアナログマルチチャンネルサウンドに制限されるコンシューマーサウンドカードでデジタルマルチチャンネルサウンドを使用できるようになることです。後にHDMIが導入され、非圧縮マルチチャンネルPCM、ロスレス圧縮マルチチャンネルオーディオ、およびロッシー圧縮デジタルオーディオを伝送できます。ただし、Dolby Digital Live は、HDMI と組み合わせて使用すると、非圧縮マルチチャンネル PCM を処理できないデバイスに HDMI 経由でマルチチャンネル オーディオを転送できるため、依然として便利です。
Dolby Digital Liveは、さまざまなメーカーのオーディオチップセットを使用したサウンドカードで利用できます。Xboxゲームコンソールや特定のnForce2マザーボードで使用されているSoundStormは、この技術の初期の形式を使用していました。DDLは、 RealtekのALC882D、[28] ALC888DD、ALC888Hなどのコーデックを備えたマザーボードで利用できます。他の例としては、一部のC-Media PCIサウンドカードやCreative LabsのX-FiおよびZシリーズのサウンドカードがあり、これらのドライバーはDDLのサポートを有効にしています。
NVIDIA はその後、関連するロイヤルティのコストを考慮して、マザーボードでの DDL サポートを中止することを決定し、サウンド カード市場にはこの点に関して空白が残りました。その後、2005 年 6 月にAuzentech が登場し、X-Mystique PCI カードで Dolby Digital Live をサポートする最初の消費者向けサウンド カードを提供しました。
当初、Creative X-FiベースのサウンドカードはDDLをサポートしていませんでした（2005〜2007年）が、CreativeとAuzentechのコラボレーションにより、DDLをサポートする最初のX-FiカードであるAuzentech Preludeが開発されました。当初は、すべてのX-Fiベースのサウンドカード（DDLハードウェア実装ができない「Xtreme Audio」ラインを除く）にDDLサポートを拡張する予定でしたが、ドルビーのライセンスではすべてのX-Fiカード、そして問題なことにすでに販売されているカードに対してロイヤリティの支払いが必要になるため、この計画は中止されました。[29] 2008年に、Creativeは、Dolby Digital Liveを完全にサポートするX-Fi Titaniumシリーズのサウンドカードをリリースしましたが、すべてのPCIバージョンのCreative X-Fiは依然としてDDLをサポートしていません。
2008 年 9 月以降、すべての Creative X-Fi ベースのサウンド カードは DDL をサポートしています (ハードウェアで DDL に対応していない「Xtreme Audio」とその派生製品 (Prodigy 7.1e など) を除く) 。X-Fiの場合は異なります。
彼らが計画を忘れていた間に、プログラマーのダニエル・カワカミは、ハードウェアのアイデンティティをAuzentech Preludeに偽装して、Auzentech Prelude DDLモジュールをCreative X-Fiカードに再度適用し、大きな問題を引き起こしました。[30]
クリエイティブラボは川上氏が同社の知的財産権を侵害していると主張し、改造ドライバーの配布をやめるよう要求した。[31] [32] [33]
最終的にクリエイティブはドルビーのライセンス使用料に関してドルビーラボラトリーズと合意し、ライセンス費用をクリエイティブ自身が支払う使用料としてではなく、クリエイティブX-Fi PCIカードの購入価格に組み込むことにした。[29]この合意に基づき、クリエイティブは2008年9月にクリエイティブのX-Fi PCIシリーズのサウンドカードでドルビーデジタルライブを有効にするドルビーデジタルライブパックの販売を開始した。これはクリエイティブから購入およびダウンロードできる。その後、クリエイティブは追加費用なしでDTSコネクトパックをDDLパックに追加した。[34]
ドルビーデジタルプラス
| インターネットメディアの種類 |
オーディオ/eac3 |
|---|---|
| 統一型識別子 (UTI) | パブリック.拡張AC3オーディオ[35] |
E-AC-3 (ドルビーデジタルプラス) は、AC-3コーデックをベースにした拡張コーディングシステムです。ビットレートの向上 (最大 6.144 Mbit/s)、さらに多くのオーディオチャンネルのサポート(将来的には最大 15.1 ディスクリートチャンネル[36] )、圧縮アーティファクトを削減するコーディング技術の改善 (低データレートのみ) を提供し、AC-3 でサポートされているよりも低いデータレート (例: 256 kbit/s で 5.1 チャンネルオーディオ) を可能にします。既存の AC-3 ハードウェアとの下位互換性はありませんが、E-AC-3コーデックは一般にS/PDIF経由で接続された機器用に AC-3 にトランスコードできます。E-AC-3 デコーダーは AC-3 ビットストリームをデコードすることもできます。第 4 世代の Apple TV は E-AC-3 をサポートしています。[37]製造中止となったHD DVDシステムは E-AC-3 を直接サポートしていました。 Blu-ray ディスクでは、 5.1 AC-3 ストリームに追加のチャンネルを結合するオプションとして、またBlu-rayディスク プレーヤーでプライマリ オーディオ サウンドトラックとミックスすることを目的としたセカンダリ オーディオ コンテンツ (監督の解説など) を配信するためのオプションとして、E-AC-3 が提供されています。
ドルビーAC-4
ドルビーAC-4は、複数のオーディオチャンネルやオーディオオブジェクトをサポートするオーディオ圧縮規格です。5.1チャンネルオーディオのサポートは必須で、7.1.4までの追加チャンネルはオプションです。[38] AC-4は、AC-3/ドルビーデジタルプラスに比べてビットレートが50%削減されます。[38]
ドルビーTrueHD
Dolby TrueHD は、Dolby Laboratories によって開発された、 Meridian Lossless Packingに基づく高度なロスレス オーディオ コーデックです。このコーデックのサポートは HD DVD では必須でしたが、Blu-ray Discハードウェアではオプションです。Dolby TrueHD は、24 ビットのビット深度と最大 192 kHz のサンプル レートをサポートします。最大ビットレートは 18 Mbit/s で、最大 16 のオーディオ チャネルをサポートします (HD DVD および Blu-ray Disc 規格では現在、最大オーディオ チャネル数が 8 に制限されています)。ダイアログ正規化やダイナミック レンジ コントロールなどのメタデータをサポートします。
チャネル構成
一般的には 5.1 チャンネル構成に関連付けられますが、ドルビー デジタルではさまざまなチャンネルを選択できます。オプションは次のとおりです。
- ドルビーデジタル 1/0 – モノラル（センターのみ）
- Dolby Digital 2/0 – 2チャンネルステレオ（左+右）、オプションでマトリックスDolby Surroundを搭載
- ドルビーデジタル 3/0 – 3チャンネルステレオ（左、中央、右）
- ドルビーデジタル 2/1 – モノラルサラウンド付き 2 チャンネルステレオ (左、右、サラウンド)
- ドルビーデジタル 3/1 – モノラルサラウンド付き 3 チャンネルステレオ (左、中央、右、サラウンド)
- ドルビーデジタル 2/2 – 4 チャンネル クアドラフォニック (左、右、左サラウンド、右サラウンド)
- ドルビーデジタル 3/2 – 5 チャンネル サラウンド(左、中央、右、左サラウンド、右サラウンド)
これらの構成にはオプションで低周波効果（LFE）チャンネルが追加されますが、少なくとも3つのチャンネルが存在する場合に限られます[39]。ステレオサラウンドの最後の2つでは、オプションでドルビーデジタルEXマトリックスエンコーディングを使用して、2ビットフラグで示される追加のリアサラウンドチャンネルを追加できます。
多くのドルビー デジタル デコーダーには、エンコードされたチャンネルをスピーカーに分配するダウンミックス機能が搭載されています。これには、サラウンド スピーカーが利用できない場合にフロント スピーカーからサラウンド情報を再生したり、センター スピーカーが利用できない場合にセンター チャンネルを左右に分配する機能が含まれます。2 チャンネル接続で別の機器に出力する場合、ドルビー デジタル デコーダーは、サラウンド情報を保持するために、オプションでドルビー サラウンドを使用して出力をエンコードできます。
5.1、7.1 などの「.1」は LFE チャンネルを指し、これも個別のチャンネルです。
アプリケーション
Dolby Digital オーディオは、DVD-Video やホーム シネマなどの純粋にデジタルなメディアで使用されます。この形式では、AC-3 ビット ストリームがビデオ ビット ストリームおよび制御ビット ストリームとインターリーブされます。
このシステムは、デジタルテレビなど、DVD-Video以外の帯域幅が制限されるアプリケーションで使用されます。AC-3規格では、最大640 kbit/sの符号化ビットレートが許容されます。35 mmフィルムプリントは320 kbit/sの固定レートを使用し、これは2チャンネルMP3の最大ビットレートと同じです。DVD-Videoディスクは448 kbit/sに制限されていますが、多くのプレーヤーはより高いレートのビットストリーム（DVD仕様に準拠していない）を正常に再生できます。HD DVDはAC-3を448 kbit/sに制限しています。ATSCおよびデジタルケーブル規格はAC-3を448 kbit/sに制限しています。Blu-ray Disc、PlayStation 3、およびXboxゲームコンソールは、AC-3信号をフル640 kbit/sで出力できます。一部のSony PlayStation 2コンソールゲームは、主にプリレンダリングされたカットシーン中にAC-3標準オーディオも出力できます。
Dolby は、MPEG 仕様の一部であり、MP3 の後継と考えられている AAC (Advanced Audio Coding)の開発に携わる組織グループの一員です。
Dolby Digital Plus (DD-Plus) と TrueHD は、HD-DVD では必須コーデックとして、Blu-ray ディスクではオプション コーデックとしてサポートされています。
パッケージメディアフォーマットにおけるドルビーテクノロジー
AC3RF
レーザーディスクの世界では、AC3RFという用語はドルビーデジタルをサポートするプレーヤーのコネクタに広く使用されています。 [40]レーザーディスク時代（1990年代から2000年代初頭）の特定の復調器と受信機にも、この用語がコネクタに配置されています。[40]
Dolby Digital トラックを含むレーザーディスクタイトルのカバーには、 THXロゴが付いていることがよくあります。
技術的な詳細
AC-3 のデータ レイアウトは、公式仕様では簡略化された「Cのような」言語で記述されています。AC-3 ストリームは一連のフレームです。フレーム サイズ コードは、サンプル レート コードとともに、次の同期ワードの前の (2 バイト) ワード数を決定するために使用されます。チャネル ブロックは、長いブロック (ブロック全体が単一の修正離散コサイン変換として処理される場合) または短いブロック (ブロックに対して 2 つの半分の長さの変換が実行される場合) のいずれかになります。以下は、簡略化された AC-3 ヘッダーです。詳細な説明は、ATSC「デジタル オーディオ圧縮 (AC-3) (E-AC-3) 標準」のセクション 5.4 にあります。
ライセンス
AC3は2017年3月に期限切れとなった特許で保護されていました。特許はAC3をデコードするアプリケーションを公開するために商用ライセンスの支払いを要求するために使用されました。これにより、オープンソースのVLCメディアプレーヤーは特許ライセンス料を支払うことなくAC-3オーディオをサポートしていたにもかかわらず、一部のオーディオアプリ開発者はアプリからAC3を禁止しました。[41]
ドルビーは2005年にSECに提出したS-1書類の原本および修正版において、「ドルビーデジタル技術に関する特許は2008年から2017年の間に失効する」と認めている。[42] [43] [44]
AC-3に関する最後の特許は2017年3月20日に失効し、無料で使用できるようになりました。[45] [46]
オープンソース実装
無料のATSC A/52 (AC3) ストリーム デコーダー liba52 は、GNU General Public Licenseに基づいて利用できます。FFmpegと VLC メディア プレーヤーにはそれぞれ、AC-3 を処理するためのコードが含まれています。
参照
- C-Media – 多くのサウンドカードやマザーボードで使用されているDDLオーディオチップセットのメーカー
- Dialnorm – デコーダーゲインを制御するドルビーデジタルメタデータパラメータ
- ドルビーラボラトリーズ– 会社の歴史と技術開発
- ドルビーノイズリダクションシステム-コンパクトカセットテープを含む磁気テープへのアナログ録音
- ドルビーステレオ– 最初のアクティブマトリックスアナログサラウンドサウンドフォーマット
- ドルビーSR – 従来のAタイプシステムよりも優れた忠実度を備えた録音プロセス、ノイズ低減、および拡張
- ドルビーサラウンド– 劇場用ドルビーステレオアナログサラウンドフォーマットの一般消費者向け名称
- ドルビープロロジック– ドルビーステレオサウンドトラックとドルビーサラウンドで使用されるリファレンスアクティブ2:4マトリックスデコードシステム[1987年以降]
- Dolby TrueHD – HD DVD および Blu-ray ディスク用のロスレス コーデック
- ドルビーE – 6～8チャンネルのオーディオをAES3デジタルオーディオストリームに圧縮できます。
- DTS (サウンド システム) – 旧 Digital Theater Systems
- ホームシネマ
- スピーカー
- SoundStorm – 特定のnForce2マザーボードに搭載されているリアルタイムAC-3エンコーダー
- THX
参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ドルビーデジタルに関連するメディアがあります。
- 公式サイト 、ドルビーラボラトリーズ
- ATSC規格
- ATSC ウェブサイトのデジタル オーディオ圧縮規格 (AC-3、E-AC-3)