1 / 48

the Dutch Guild of Multi-Media Engineers

the Dutch Guild of Multi-Media Engineers. Multi Channel Audio voor (HD) Video. the Dutch Guild of Multi-Media Engineers Peter Schut Chief Technical Officer – Axon Digital Design. Waarom deze presentatie. Omdat Hank van de Loo mij weer wist te strikken voor een klusje bij ‘de Guild’

ravi
Download Presentation

the Dutch Guild of Multi-Media Engineers

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. the Dutch Guild of Multi-Media Engineers

  2. Multi Channel Audio voor (HD) Video the Dutch Guild of Multi-Media Engineers Peter Schut Chief Technical Officer – Axon Digital Design

  3. Waarom deze presentatie • Omdat Hank van de Loo mij weer wist te strikken voor een klusje bij ‘de Guild’ • Audio is het ondergeschoven kind in de video industrie • Vooral met de introductie van HD gaat er het een en ander veranderen • Vooral meerkanaals audio is een uitdaging waar vele extra zaken onder controle gehouden moeten worden.

  4. Agenda • PCM, het SD-SDI embedded tijdperk • Dolby E • Metadata • RP2020 • Dolby Digital • Metadata • DialNorm • Upmixing • Dolby Digital plus • AAC+ (Dolby Pulse)

  5. PCM de originele embedded domein standaard • 15 jaar geleden bestond embedded audio uit 4 PCM kanalen, (2x AES/EBU – groep 1) • Dit was de standaard hoofdzakelijk gevormd door de Sony Digi-Betacam • Het NOB was een ‘early adaptor’ met een MCR en infrastructuur volledig embedded. • De trade-off opgedragen door Gerrit de Nooijer was 5000 gulden back to back, anders was een separate audio laag interessanter • Vandaag de dag is embedded audio de normaalste zaak van de wereld

  6. Dolby E

  7. Er ontstond een vraag naar meer audio kanalen • De Digi-Beta triggerde met zijn limiet van 4 audio kanalen een nieuwe uitdaging. • Dolby E was een aardig alternatief om meerdere audio kanalen in een bestaande infrastructuur te gebruiken • De compatibiliteit met metadata voor meer kanalen surround was een additionele plus, maar in eerste instantie niet de belangrijkste reden van het gebruik van Dolby E

  8. Wat is Dolby E • Dolby E is een AES/EBU compatibel signaal • De meeste AES/EBU transport apparatuur is transparant (no SRC) • Het heeft meestal video framerate van 25 of 30Hz • Het is meestal 20 bits @ 48kHz • 8 mono kanalen passen in een Dolby E stroom • Extra features • Zeer hoge kwaliteit die meerdere encodeer en decodeer slagen toelaat. • Zeer robuust bij schakelen in video • Zeer uitgebreide metadata en tijdcode

  9. 4 AES 4 AES Audio Audio D M Encode Decode pairs pairs e u m Metadata Metadata Metadata Metadata u x x Sync Sync T/C T/C Encoderen en decoderen • Tot 10 encodeer/decodeer slagen • Naadloos switchen

  10. Bit Depth 24 bits 24 bits 20 bits 20 bits 16 bits 16 bits Program Config 5.1 + stereo four stereo 5.1 + stereo four stereo 5.1 three stereo Channel Data Rate 308 kbps 274 kbps 257 kbps 228 kbps 286 kbps 243 kbps Dolby E data rates • Door de ruime data rates is Dolby E redelijk transparant

  11. Dolby E bij editen of schakelen • Elk Dolby E frame correspondeert met een video frame • Een ‘guard band’ voorziet in een safe area voor schakelen in de stroom of tussen 2 stromen.

  12. Dolby E bij editen of schakelen • Bij PCM zal het schakelen in de stroom de audio samples verminken • De Dolby E ‘guard-band’ beschermt de audio data

  13. Seamless splice Dolby E naadloze crossfade • Cross fades worden automatisch door de decoder ondersteund door een overlap functie van 5ms

  14. Dolby E Decoder metadata Dolby Digital Encoder Dolby E Metadata • De Dolby E metadata bevat (consumer-) informatie om de Dolby Digital encoder in de transmissie te sturen • Deze metadata zal uiteindelijk de set-top box of surround decoder instellen

  15. Dolby E Metadata • Deze metadata is een geintegreerd onderdeel van Dolby E • Dolby E encoders en decoders kunnen die metadata manipuleren • Encoders kunnen omgaan met errors in metadata • Als een decoder geen Dolby E ziet maar PCM, kan hij naar een preset omschakelen die de juiste metadata genereert • Er zijn twee metadata categorieën • Consumer metadata voor de transmissie van Dolby Digital (plus) • Professionele metadata voor het transmissie systeem

  16. 1 set per program 1 set per Dolby E stream 1 set per channel Dolby E Metadata velden • Consumer metadata fields: • Channel configuration • Dialogue normalization value • Dynamic range compression values • Other Dolby Digital control parameters • Professional metadata fields: • Program configuration • Video frame rate • SMPTE time code • Channel gain words • Channel meter values

  17. Dolby E Latency • Dolby E encoding en decoding kent een frame vertraging • Het decoderen kan in principe korter, maar zal nooit laag genoeg zijn om het te kunnen verwaarlozen • Om deze reden, een video frame delay

  18. To E or not to E? • Dolby E was in eerste instantie nodig omdat de gebruikte apparatuur niet compatibel was met meer dan 2 AES/EBU stromen • Ten 2e was het gebruik van metadata een enorm voordeel in deze ‘multi-channel’ toepassingen • Het nadeel zijn de encodeer en decodeer slagen die speciale hardware vergen, en de bijkomende vertragingen van een frame per coding slag. • Apparatuur kan nu vaak wel 8 mono kanalen of meer aan, dus waarom nog Dolby E? • Voor de metadata is er nu ook een alternatief: • RP2020

  19. RP2020 • RP2020 is een standaard die voorziet in het transporteren van Metadata binnen de blanking van het video signaal. • Het gebruikt deze VBI ruimte op een manier vergelijkbaar met tijdcode in de HD wereld. • Embedded data pakketten bevatten deze metadata • Nadeel: • Veel apparatuur niet transparant • Geen harde koppeling tussen audiodata en metadata • Op dit moment nog niet echt praktisch toepasbaar

  20. Dolby Digital

  21. Dolby Digital bij film • 35mm Film: Dolby Digital soundtrack • Tussen de sprocket gaten Analoge audio

  22. Bioscoop - Thuis

  23. AUDIO DATA AUDIO DATA DOLBY DIGITAL DECODER DATA STREAM DOLBY DIGITAL ENCODER USER SET-UP METADATA Dolby audio metadata • Data over audio data die beschrijft en controleert • Is een onderdeel van elke Dolby E en Dolby Digital stroom (ook Dolby Digital plus en binnenkort Dolby Pulse) • Compatibel met > 1 miljard afspeel apparaten

  24. Welke specs moest Dolby Digital hebben? • Het leveren van een betere kwaliteit! • Een betere frequentie karakteristiek • Groter dynamisch bereik • De gemiddelde luidheid zou constant moeten zijn!!! • Meer aan het einde van deze presentatie • Compatibel met alle reeds bestaande afspeel apparatuur • Mono TV’s • Stereo TV’s • Pro-Logic home cinema's • Maar ook Digitale home cinema's

  25. Het leveren van een betere kwaliteit! • Dolby Digital encoding algoritme is 24bit • S/N voor Dolby Digital is >110dB

  26. Compatibel met alle reeds bestaande afspeel apparatuur • Een aansluiting voor alle opties

  27. Analogue TV RF Out Audio System Line Out DTV Digital Out Een consumenten receiver

  28. L Lo R Ro ? LFE NOT USED Het downmix proces + + INSIDE DECODER C C mix + + S mix LS S mix RS

  29. Dynamiek controle • Verandert niet de gecodeerde code • Gain wordt berekend in de encoder, maar wordt toegepast in de decoder • Alle kanalen worden samen behandeld • Verschillende type programma's hebben verschillende DRC karakteristieken • Attack/release times • Compression slopes/thresholds

  30. Full Range Signal Line Level Outputs RF Output Dynamiek controle dBFS 0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70 -80

  31. DIGITAL HOME THEATER DIGITAL HOME THEATER SET-TOP BOX SET-TOP BOX DIGITAL PASS THROUGH DIGITAL PASS THROUGH 5.1 5.1 HOME THEATER Lt / Rt DOWNMIX PRO LOGIC A SINGLE BITSTREAM DELIVERED TO MANY RECEIVERS DOLBY DIGITAL ENCODER HI-FI VCR STEREO, HEADPHONES STEREO DOWNMIX MONO DOWNMIX TV RF REMOD Downmix voor alle uitgangen

  32. Andere metadata • Channel mode en LFE • Is dit 5.1 or stereo? • Dolby Surround mode • Is dit een stereo mix matrix encoded? • Audio production information • Mix level • Room type • Zie ‘A Guide to Dolby Metadata’ verkrijgbaar op www.dolby.com voor alle details

  33. Upmixing 2.0 naar 5.1

  34. Upmixing • In transmissie is het schakelen tussen 2.0 (stereo PCM) en 5.1 een lastige zaak. • Hiervoor is een upmixing proces gemaakt • Deze zorgt voor een constante 5.1 transmissie, zelfs als de bron 2.0 is • Linear Acoustic is een van de pioneers op dit vlak • Binnenkort ook verkrijgbaar bij Axon 

  35. Upmixing

  36. Dolby Digital Plus

  37. Dolby Digital plus • Zowel een professioneel als consumer formaat • Voor de consument de manier om 7.1 in transmissie of op een optische drager te krijgen (BlueRay) • Hogere compressie, of betere kwaliteit bij gelijke bandbreedte • Metadata structuur gelijk aan Dolby Digital • Dolby Digital plus gaat hand in hand met MPEG4/H264 • Verplicht in Frankrijk bij HD transmissie • Kan meerdere audio stromen bevatten (audio description) • Makkelijk te transcoderen naar AC3 voor compatibiliteit

  38. AAC+ (omgedoopt naar Dolby Pulse)

  39. Dolby Pulse • Door de aankoop van Coding Technologies is de zeer efficiënte AAC+ nu in handen van Dolby • Dolby Pulse is AAC in een Dolby Digital plus jasje • Net geïntroduceerd op IBC • We zullen zien …..

  40. DialNorm

  41. De gemiddelde luidheid zou constant moeten zijn !!! • dBFS Leq(A) • Leq(A) is een lange termijn gemiddelde meting van de luidheid van geluid • Leq(A) gebruikt A-weighting om de frequentie curve van het oor te simuleren • Oorspronkelijke gebruikers: • samplen het programma een paar seconden • Passen het volume aan tot het goed is • Dolby Digital gebruikt Dialogue Normalisation (DialNorm) om verschillen te corrigeren bij het afspelen

  42. Digital Full Scale 0 dBFS -10 dBFS -20 dBFS -30 dBFS -24 -40 dBFS -50 dBFS AVERAGE DIALOGUE SIGNAL PEAKS Wat is DialNorm?

  43. WITH DIALOG NORMALIZATION Digital Full Scale 0 dBFS PROGRAM LEVEL SHIFTED -7 dB -10 dBFS -20 dBFS DIALOGUE LOUDNESS AT -31 dBFS -30 dBFS -40 dBFS -50 dBFS AVERAGE DIALOGUE SIGNAL PEAKS Wat is DialNorm?

  44. ACTION FILM DRAMA SPORTS CLASSICAL ROCK NEWS ADS 0 dBFS -10 dBFS -20 dBFS -30 dBFS -40 dBFS -10 -20 -20 -7 -21 -24 -27 AVERAGE DIALOGUE SIGNAL PEAKS Enkele typische audio signalen

  45. ACTION FILM DRAMA SPORTS CLASSICAL ROCK NEWS ADS 0 dBFS -10 dBFS -20 dBFS -30 dBFS -40 dBFS AVERAGE DIALOGUE SIGNAL PEAKS Hoe worden die uitgezonden?

  46. ACTION FILM DRAMA SPORTS CLASSICAL ROCK NEWS ADS 0 dBFS -10 dBFS -20 dBFS -30 dBFS -40 dBFS -10 -20 -20 -7 -21 -24 -27 AVERAGE DIALOGUE SIGNAL PEAKS Enkele typische audio signalen

  47. ACTION FILM DRAMA SPORTS CLASSICAL ROCK NEWS ADS 0 dBFS -10 dBFS -20 dBFS -30 dBFS -40 dBFS AVERAGE DIALOGUE SIGNAL PEAKS Uitgezonden met Dolby Digital

  48. Dank U peter.schut@axon.tv

More Related