AC-3

Audio Coding 3 (AC-3)

Ivon Eduardo Esser Rosa, Juliana Camilo Inácio Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina Curso Superior de Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações

Resumo

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.

Introdução

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.

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.

Funcionamento do CODEC

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.

Funcionamento do CODEC

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.

Codificação/Decodificação

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). 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.

Blocos Lógicos de Codificação

Buffer de Entrada (Input Buffer)

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.

Filtro de Entrada

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.

Detecção de Transientes

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.

Subtópico

Bla, Bla, Bla. Bla2

[1] Transientes - Picos de tensão com duração muito curta (5 a 300 milisegundos), que podem alterar a características do sinal.

Comparação com outros CODECs

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. 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. 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.

Aplicações

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. 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.

Referências

1. Cite as referencias precedidas pelo (#)
   
2. Cite as referencias precedidas pelo (#)