https://wiki.sj.ifsc.edu.br/api.php?action=feedcontributions&user=Ivoneduardo&feedformat=atomMediaWiki do Campus São José - Contribuições do(a) usuário(a) [pt-br]2024-03-29T05:31:15ZContribuições do(a) usuário(a)MediaWiki 1.35.9https://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15656AC-32008-12-22T11:39:01Z<p>Ivoneduardo: </p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
[[Imagem: codificador.jpg]]<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
[[ Imagem: decodificador.jpg]]<br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de casamento. <br />
<br>Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. <br />
<br>Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo.<br />
<br>Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br><br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br><br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br><br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br><br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br><br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15525AC-32008-12-17T22:46:23Z<p>Ivoneduardo: </p>
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
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<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de casamento. <br />
<br>Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. <br />
<br>Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo.<br />
<br>Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br><br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br><br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br><br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br><br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br><br />
<br />
== Imagens ==<br />
[[Imagem:AC3.jpg]]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15524AC-32008-12-17T22:45:39Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
As imagens já podem ser inseridas --[[Usuário:Moecke|Marcos Moecke]] 19:07, 16 Dezembro 2008 (BRST)<br />
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== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
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== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
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==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de casamento. <br />
<br>Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. <br />
<br>Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo.<br />
<br>Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br><br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br><br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br><br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br><br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br><br />
<br />
== Imagens ==<br />
[[Imagem:AC3.jpg]]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15523AC-32008-12-17T22:45:27Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
As imagens já podem ser inseridas --[[Usuário:Moecke|Marcos Moecke]] 19:07, 16 Dezembro 2008 (BRST)<br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de casamento. <br />
<br>Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. <br />
<br>Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo.<br />
<br>Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br><br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br><br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br><br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br><br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br><br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
[[Imagem:AC3.jpg]]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=Arquivo:AC3.jpg&diff=15521Arquivo:AC3.jpg2008-12-17T22:42:54Z<p>Ivoneduardo: Diagrama de Blocos do Codificador e do Decodificador AC-3 (5.1)</p>
<hr />
<div>Diagrama de Blocos do Codificador e do Decodificador AC-3 (5.1)</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15515AC-32008-12-17T22:41:10Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
As imagens já podem ser inseridas --[[Usuário:Moecke|Marcos Moecke]] 19:07, 16 Dezembro 2008 (BRST)<br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de casamento. <br />
<br>Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. <br />
<br>Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo.<br />
<br>Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br><br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br><br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br><br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br><br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br><br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
[[Imagem:Exemplo.jpg]]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15372AC-32008-12-14T21:40:32Z<p>Ivoneduardo: /* Aplicações */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de casamento. <br />
<br>Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. <br />
<br>Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo.<br />
<br>Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br><br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br><br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br><br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br><br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br><br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15371AC-32008-12-14T21:40:13Z<p>Ivoneduardo: /* Comparação com outros CODECs */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de casamento. <br />
<br>Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. <br />
<br>Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo.<br />
<br>Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br><br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br><br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br><br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15370AC-32008-12-14T21:39:38Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Decodificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de casamento. <br />
<br>Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. <br />
<br>Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo.<br />
<br>Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15369AC-32008-12-14T21:37:16Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15368AC-32008-12-14T21:36:27Z<p>Ivoneduardo: /* Alocação de ''Bits'' */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br><br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15367AC-32008-12-14T21:36:16Z<p>Ivoneduardo: /* Pré-Combinação de Portadora */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br><br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora.<br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15366AC-32008-12-14T21:36:01Z<p>Ivoneduardo: /* Funcionamento do CODEC */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br>Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15365AC-32008-12-14T21:35:33Z<p>Ivoneduardo: </p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas.<br><br />
Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''.<br><br />
Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<p><br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15364AC-32008-12-14T21:34:51Z<p>Ivoneduardo: /* Funcionamento do CODEC */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br><br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br><br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br><br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15363AC-32008-12-14T21:34:13Z<p>Ivoneduardo: /* Codificação/Decodificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
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==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br><br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15362AC-32008-12-14T21:26:22Z<p>Ivoneduardo: /* Resumo */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15361AC-32008-12-14T21:26:12Z<p>Ivoneduardo: /* Resumo */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
<t>O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas. </t><br />
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== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15360AC-32008-12-14T21:25:50Z<p>Ivoneduardo: /* Transformação TDAC Inversa */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
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== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com) <br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) <br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) <br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15358AC-32008-12-14T21:23:31Z<p>Ivoneduardo: /* Referências */</p>
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
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== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
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==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Dolby Laboratories (http://www.dolby.com)(#)<br><br />
#Hydrogen Audio (http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=AC3) (#)<br><br />
#Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Dolby_Digital) (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15357AC-32008-12-14T21:21:24Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15356AC-32008-12-14T21:21:09Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno de 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3/jpg Anexos]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15348AC-32008-12-14T20:14:02Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[[Imagem: http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg ]]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15347AC-32008-12-14T20:13:01Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[[Imagem:http://www.sj.cefetsc.edu.br/~ivon/tecnologo/Fase.3/TLFI/ac3.jpg ]]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15346AC-32008-12-14T20:07:32Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15345AC-32008-12-14T20:06:32Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
[[Imagem: D:\DOCUMENTOS\Ivon\Desktop\ac3.jpg]]<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15344AC-32008-12-14T20:05:21Z<p>Ivoneduardo: /* Imagens */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
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<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Imagens ==<br />
<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15343AC-32008-12-14T20:05:06Z<p>Ivoneduardo: </p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
= Imagens =<br />
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== Referências ==<br />
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#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
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==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
Os blocos que serão analisados posteriormente estão em anexo em dois arranjos, o diagrama de blocos de um codificador Dolby AC-3 (Anexo 1) e diagrama de blocos de um decodificador Dolby AC-3 (Anexo 2), que para um melhor entendimento do processo, devem ser analisados a cada menção dos mesmos.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
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===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
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===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
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===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
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===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
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===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
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===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
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[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br><br />
[2] Twiddle<br />
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== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
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== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
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== Referências ==<br />
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#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15338AC-32008-12-14T20:01:25Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
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== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
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== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
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==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
:Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele<br />
estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco<br />
codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15337AC-32008-12-14T19:59:28Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
#===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
#===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
#===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
#===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
#===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
#===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
#===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
#===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
#===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
:Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele<br />
estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco<br />
codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
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===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
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===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
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===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
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[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
[2] Twiddle<br />
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== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
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== Referências ==<br />
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#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15334AC-32008-12-14T19:58:24Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
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==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle, com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
:Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele<br />
estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco<br />
codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
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===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
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[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
[2] Twiddle<br />
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== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
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== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
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== Referências ==<br />
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#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15332AC-32008-12-14T19:57:57Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle[2], com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.<br />
O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. <br />
<br />
===== Alocação de ''Bits'' =====<br />
A principal vantagem da codificação multicanais é a habilidade da alocação em distribuir os ''bits'' de quantização entre os vários canais e freqüências conforme o necessário para atender o deslocamento requerido para os sinais e sua percepção pelo se humano, tornando a percepção espacial sonora próxima da realidade.<br />
AC-3 analisa os coeficientes TDAC e considera os seus efeitos de mascaramento auditivo e sua relação com o limiar da audição humana para computar a precisão da quantização.<br />
<br />
===== Quantização =====<br />
Os resultados do cálculo mencionado anteriormente são usados para quantizar os dados da mantissa TDAC. Ao invés de simplesmente enviar os ''bits'' mais significativos de um dado valor, é feito um escalamento do mesmo e uma operação de ''offset'' para prover níveis de quantização de simetria ímpar, com igual largura e com centro em zero, a fim de minimizar a distorção.<br />
<br />
===== Empacotamento dos Dados =====<br />
Como parte final do processo de codificação é feito o empacotamento dos dados, todos os vetores e escalares que foram originados na converção dos seis canais no domínio do tempo, e também os expoentes e mantissas quantizadas do TDAC, informações sobre a alocação de ''bits'' e coeficientes de casamento. Nesse último bloco um último cuidado é tomado, o de empacotar os dados de forma lógica, a fim de que o decodificador possa desempacotá-los e efetuar o processo que será descrito posteriormente.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele<br />
estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco<br />
codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
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<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle[2], com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
<t>A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
===== Pré-Combinação de Portadora =====<br />
<t>A pré-combinação seletiva de componentes da portadora de alta freqüência é usada para prover ganho de codificação, tendo em vista a propriedade de que a taxa média de bits para se codificar múltiplos canais é proporcional a raíz quadrada do número de canais, fazendo com que a maioria dos sinais de sistemas multicanais possam ser codificadas pela técnica de alocação de bits.</t><br><br />
<t>O fato do sistema auditivo humano detectar os sons baseados principalmente na envoltória dos sinais que atingem os ouvidos, é implementado na tecnologia Dolby AC-3, através da separação de sinais de alta freqüência em componentes de envoltória e portadora, sendo que a codificação da informação da envoltória é feita com maior precisão que a codificação da informação da portadora. </t><br />
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==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
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===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele<br />
estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco<br />
codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
===== Reinserção da Portadora de Alta Freqüência =====<br />
Os coeficientes de alta freqüência que foram codificados como informações de envoltória e portadora são reconstruídos pela combinação das portadoras com seus respectivos coeficientes de casamento.<br />
<br />
===== Transformação TDAC Inversa =====<br />
Os coeficientes convertidos da transformação TDAC de cada canal são inversamente transformados para o domínio do tempo e postos em janelas para produzir sinais de saída digitais no domínio do tempo. Os coeficientes do sinal do ''subwoofer'' são preenchidos com zeros nas freqüências médias e altas antes da transformação inversa, de forma que a saída no domínio do tempo do ''subwoofer'' contenha a taxa de amostragem completa. O resultado na saída do decodificador são 5.1 canais de áudio.<br />
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<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
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== Referências ==<br />
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#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15327AC-32008-12-14T19:30:44Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
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<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
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== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
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==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle[2], com essa implementação lógica o sistema de banco de filtros TDAC recorre a uma baixa taxa de processamento e um bom nível de seletividade das freqüências.<br />
<br />
===== Conversão para Notação de Ponto Flutuante =====<br />
A transformação TDAC pode usar pontos fixos ou flutuantes, para o AC-3 os coeficientes, caso necessário, são convertidos para a notação de ponto flutuante para posterior processamento.<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Decodificação ==== <br />
<br />
===== ''Buffer'' de Entrada =====<br />
Como o codificador, o decodificador Dolby AC-3 é estruturado em blocos, então ele<br />
estabiliza e mantém um sincronismo com o fluxo de dados de entrada, armazenando um bloco<br />
codificado inteiro em um ''buffer'' de entrada antes de proceder com sua decodificação.<br />
<br />
===== Ocultação de Erros =====<br />
Cada bloco de entrada do decodificador é analisado para assegurar a ausência de erros. Mas caso um erro seja detectado, o decodificador utilizará o último bloco íntegro no lugar do atual para ocultar o erro.<br />
<br />
===== Desempacotamento de Dados de Formato Fixo =====<br />
Os dados de formato fixo são desempacotados, incluindo os expoentes e coeficientes de<br />
casamento. Porções relevantes destes dados são então utilizadas pelo decodificador para<br />
recuperar a alocação de bits, que é utilizada para desempacotar os dados de formato variável,principalmente os vetores de mantissas da transformação TDAC.<br />
<br />
===== Decodificação da alocação de ''Bits'' =====<br />
Ela utiliza os resultados intermediários transmitidos pelo codificador para economizar tempo e, opcionalmente, modificar a alocação de bits encaminhada pelo codificador. Isto também permite que o decodificador compute a alocação de bits de cada canal por vez, o que reduz os requisitos de memória do mesmo.<br />
<br />
===== Desempacotamento dos Dados de Formato Variável =====<br />
A alocação de bits recuperada pela decodificação, que especifica o nível de<br />
quantização de cada mantissa, é utilizada para desempacotar os dados de formato variável de cada feixe de ''bits'' codificados.<br />
<br />
===== Conversão para a Notação de Ponto Fixo =====<br />
As mantissas e os expoentes recebidos são combinados para converter os coeficientes da transformação TDAC novamente para a notação de ponto fixo.<br />
<br />
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[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15318AC-32008-12-14T19:07:19Z<p>Ivoneduardo: /* Funcionamento do CODEC */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle[2]<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
[2] Twiddle<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15317AC-32008-12-14T19:07:02Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O ''Audio Coding 3'', ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, ''Surround'' Esquerda (Traseiro Esquerda) e ''Surround'' Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um ''sub-woofer''. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela ''DOLBY LABORATORIES'', o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em ''home theatres''. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits. Os 5 primeiros canais vão de 20Hz à 20000Hz (frontal direito, central, esquerdo dianteiro, traseiro direito e esquerdo da retaguarda) e o último canal vai de 20Hz à 120Hz (para os sons graves). <br />
<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
===== Banco de Filtros TDAC =====<br />
O sinal de entrada de cada canal é alocado em uma janela e filtrado em um banco de filtros com a técnica TDAC. A técnica TDAC é uma FFT (Transformada Rápida de Fourier) seguida por um estágio Twiddle[2]<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
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[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD-Vídeos, ''BLU-RAY Disc'' e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''videogames''.<br />
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== Referências ==<br />
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#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
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<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
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== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por aostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
<br />
<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
<br />
[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''video games''.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15306AC-32008-12-14T18:28:21Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
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<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
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== Resumo ==<br />
O AC-3 é uma tecnologia que revolucionou o sistema de áudio. Pelo fato de seu sistema ser multicanais, e todos independentes, proporcionou alta qualidade no áudio dos DVDs-Vídeo, ''videogames'' e cinemas. Atualmente já existem tecnologias melhores do que o AC-3, porém são de alta complexidade, o que torna o AC-3 de 5.1 canais uns dos mais utilizados na indústria dos cinemas.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por aostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
===== Detecção de Transientes =====<br />
O sinal depois de filtrado é analisado para verificar se existe a presença de transientes[1], que podem ocasionar um ruido de quantização por um curto espaço de tempo, tornando o sinal na decodificação diferente do sinal de entrada.<br />
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[1] Picos de tensão muito curtos, que podem alterar a características do sinal.<br />
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=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''video games''.<br />
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== Referências ==<br />
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#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15304AC-32008-12-14T18:21:27Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
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<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
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== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
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== Introdução ==<br />
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O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por aostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
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== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
===== Filtro de Entrada =====<br />
Os sinais de entrada são individualmente filtrados sob a ação de um filto passa-alta de freqüência de corte de 3Hz, para remover a tensão de ''Offset''. Já o sinal que é do canal de subwoofer é filtrado também por um filtro passa-baixa com freqüencia de corte de 120Hz aproximadamente.<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''video games''.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15303AC-32008-12-14T18:16:24Z<p>Ivoneduardo: /* Buffer de Entrada (Input Buffer) */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por aostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
Como o AC-3 é um codificador estruturado para blocos, o Buffer de entrada serve para captar as amostras PCM, e armazená-las em um bloco, mais exatamente 512 amostras por bloco.<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
A principal vantagem desta tecnologia é o uso do som digital em placas de som, que comparadas as outras, como PCM ''stereo'' ou multicanais analógicas, esta possui uma qualidade superior.<br />
Pela norma, o AC-3 permite uma codificação máxima de 640kbit/s. O HD-DVD e o DVD-Vídeo são limitados em 448kbit/s. Já o ''BLU-RAY Disc'', o ''Sony Playstation 3'' e o jogo do console ''Microsoft Xbox'' podem chegar à um sinal de saída pleno em 640kbit/s. <br />
O AAC (''Advanced Audio Coding''), considerado sucessor do MP3, supera o AC-3 em qualquer taxa de bit, porém é mais complexo. E ainda, o AC-3 é suportado em HD-DVD como codec obrigatório e em ''BLU-RAY Disc '' como um codec opicional.<br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídeo digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos ''Home Theatres'', dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na ''Dolby Digital Live'' (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os ''video games''.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15297AC-32008-12-14T18:10:34Z<p>Ivoneduardo: /* Blocos Lógicos de Codificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por aostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
===== Buffer de Entrada (Input Buffer) =====<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC. <br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídio digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos Home Theatres, dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na Dolby Digital Live (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os videos games.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15295AC-32008-12-14T18:07:43Z<p>Ivoneduardo: /* Codificação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por aostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
==== Codificação/Decodificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
==== Blocos Lógicos de Codificação ====<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC. <br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídio digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos Home Theatres, dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na Dolby Digital Live (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os videos games.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15291AC-32008-12-14T18:01:08Z<p>Ivoneduardo: /* Codifiação */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio. O sinal de entrada é obtido por aostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48 khz codificados em 20 bits.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
==== Codificação ====<br />
O primeiro passo no processo de codificação é a transformação do áudio a partir da sequência de amostras PCM para uma sequência de blocos de freqüências. Isso é feito no banco de filtros apresentado na imagem (Analysis Filter Bank).<br />
Blocos de sobreposição de 512 amostras temporais são multiplicadas pela janela de tempo e transformadas para o domínio da freqüencia. Depois da sobreposição, cada amostra PCM na entrada, é transformada em dois blocos seqüenciais. E cada bloco contém 256 coeficientes de freqüencia.<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC. <br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídio digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos Home Theatres, dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na Dolby Digital Live (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os videos games.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15285AC-32008-12-14T17:37:03Z<p>Ivoneduardo: /* Funcionamento do CODEC */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
Assim como o MP3, o AC-3 utiliza algumas propriedades, mascarando o som para realizar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio[1].<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
=== Codifiação ===<br />
<br />
==== Primeiro Passo ====<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC. <br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídio digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos Home Theatres, dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na Dolby Digital Live (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os videos games.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
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<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
Assim como o MP3, o AC-3 utiliza algumas propriedades, mascarando o som para realizar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio[1].<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
=== Codifiação ===<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC. <br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídio digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos Home Theatres, dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na Dolby Digital Live (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os videos games.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15282AC-32008-12-14T17:32:04Z<p>Ivoneduardo: /* Funcionamento do CODEC */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
Assim como o MP3, o AC-3 utiliza algumas propriedades, mascarando o som para realizar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio[1].<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
O AC-3 usa a propriedade de mascaramento de sons para alcançar a sua compressão. O sinal de entrada é obtido por amostras PCM que podem ser de 32, 44.1 ou 48kHz, codificados em 20 bits.<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla, Bla....<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC. <br />
<br />
== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídio digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos Home Theatres, dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na Dolby Digital Live (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os videos games.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15278AC-32008-12-14T17:23:41Z<p>Ivoneduardo: /* Introdução */</p>
<hr />
<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
<br><br />
<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
<br />
== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
<br />
== Introdução ==<br />
<br />
O Audio Coding 3, ou AC-3, é uma tecnologia de compressão de áudio que utiliza o sistema de canais 5.1. Onde são aplicados 5 canais com toda a larguda de banda, representando (Centro, Direita, Esquerda, Surround Esquerda (Traseiro Esquerda) e Surround Direita (Traseiro Direita), e um sexto canal limitado para as baixas freqüências, operando como um sub-woofer. Apesar de operar com múltiplos canais de áudio independentes, o AC-3 é de alta qualidade e baixa complexidade, por codificar uma multiplicidade de canais como uma única entrada. Ele é capaz de operar em taxas de dados baixas, como 320kbps.<br />
<br />
Desenvolvido pela DOLBY LABORATORIES, o AC-3 vem sendo cada vez mais utilizado na indústria do cinema e em home theatres. Devido à disposição de suas caixas (centrais, frontais e traseiras), permite ao espectador a sensação de estar dentro do filme.<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
Assim como o MP3, o AC-3 utiliza algumas propriedades, mascarando o som para realizar a sua compressão. Um fluxo AC-3 é feito sobre uma série de fluxos sincronizados, que são compostos por seis blocos de áudio. Cada bloco de áudio contém 256 amostras de áudio por canal, ou seja, 6 x 256 = 1536 = tamanho do fluxo de áudio[1].<br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
Descreva o funcionamento do CODEC/VOCODER. <br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla, Bla....<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
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== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC. <br />
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== Aplicações ==<br />
O AC-3 é muito utilizado na indústria do cinema. As trilhas sonoras passam por um codec AC-3, transformando-as em uma fonte de áudio de 5.1 canais associados as imagens do vídio digital. O mesmo sistema é utilizado em DVD e em aparelhos Home Theatres, dando mais emoção e realidade à quem assiste o vídeo.<br />
Numa outra versão, na Dolby Digital Live (DDL), um AC-3 é aplicado na codificação em tempo real de tecnologias de mídia interativa, como por exemplo os videos games.<br />
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== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
<br />
[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardohttps://wiki.sj.ifsc.edu.br/index.php?title=AC-3&diff=15188AC-32008-12-10T13:08:23Z<p>Ivoneduardo: </p>
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<div><center><big><big>''' Audio Coding 3 (AC-3) '''</big></big></center><br />
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<center> ''Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio''</center><br />
<center> Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina </center><br />
<center> Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações </center><br />
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== Resumo ==<br />
Resumir em 50 palavras o que será apresentado neste trabalho. Use frases curtas. Elas facilitam o entendimento. Note o use de frases longas torna a leitura cansativa especialmente se não houver pontuação adequada pois o leitor acaba ficando sem folego e muitas vezes não entendendo o que se deseja comunicar por isso não use frases longas como esta.<br />
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== Introdução ==<br />
Escreva uma pequena introdução, situando a importancia do tema a ser estudado. Se possível cite outros trabalhos correlatos.<br />
<br />
Se quiser inserir fórmulas, use a seguinte linha como base:<br />
<br><center><math>\sum_{n=0}^\infty \frac{x^{2n}}{n!}</math></center><br><br />
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== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
Descreva o funcionamento do CODEC/VOCODER. <br />
<br />
== Funcionamento do CODEC ==<br />
<br />
Descreva o funcionamento do CODEC/VOCODER. <br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla, Bla....<br />
<br />
=== Subtópico ===<br />
Bla, Bla, Bla. Bla2<br />
<br />
== Comparação com outros CODECs ==<br />
<br />
Cite algumas vantagens e desvantagens do CODEC. <br />
<br />
== Aplicações ==<br />
Exemplifique algumas aplicações nas quais ele é usado.<br />
<br />
== Referências ==<br />
<br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
#Cite as referencias precedidas pelo (#)<br><br />
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[[Categoria:Trabalhos de Alunos]]<br />
[[Categoria:Telefonia 1]]</div>Ivoneduardo