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Dolby Digital 5.1 (AC-3)
Dolby Digital 5.1 ist ein 1992 von den Dolby Labo-
ratories unter dem Namen AC-3 für den Ton von
Kinofilmen entwickeltes digitales Mehrkanal-Tonformat
und arbeitet mit maximal sechs eigenständigen Ka-
nälen: zwei Frontkanälen, einem Centerkanal, zwei
Surroundkanälen und einem eigenständigen Gesamt-
Bass-Kanal. Der Einsatz von 5 unabhängigen Tonka-
nälen und eines separaten Bass-Kanals wird durch die
Bezeichnung „5.1" verdeutlicht. Die erstgenannten fünf
Kanäle übertragen den gesamten hörbaren Frequenz-
bereich von 20 bis 20.000 Hz, der Bass-Kanal (LFE)
überträgt Frequenzen im absoluten Tiefbassbereich von
20 bis 120 Hz. Die digitalen Signale aller sechs Kanäle
werden in einen einzigen digitalen Datenstrom verwo-
ben, der dann über EIN Kabel übertragen werden kann.
Um die riesigen Datenmengen zu beherrschen, werden
alle Daten um den Faktor acht komprimiert, die
Datenrate beträgt 384 und 448 kbit/s. Dolby Digital
5.1 ist der Standard für DVD und HDTV.
Dolby Digital Surround EX 6.1
Dolby Digital Surround EX 6.1 (extended surround) gibt
den Filmton über sieben Kanäle wieder. Im Vergleich zu
Dolby Digital 5.1 kommt ein rückwärtiger Centerkanal
hinzu. Das gespeicherte Signal enthält weiterhin 5.1
Kanäle und wird von bisherigen Dekodern als Dolby
Digital 5.1 Signal erkannt und wiedergegeben. Den
beiden Rear-Signalen ist ein weiteres, ein Center
Surround Signal phasenverschoben beigemischt. Durch
die Phasenverschiebung können die drei Signale bei
der Wiedergabe ordentlich von einander getrennt wer-
den. Das zusätzliche Signal wird als reiner Effektkanal
zur Unterstützung der beiden regulären rückwärtigen
Lautsprecherkanäle verwendet. Auch wenn im
Tonmaterial keine EX-Codierung vorliegt, um den
zusätzlichen Kanal bereitzustellen, leitet der spezielle
Algorithmus ein Signal für den rückwärtigen mittleren
Kanal ab. Dieses Tonverfahren wurde von den Dolby
Laboratories und Lucasfilm gemeinsam entwickelt, kam
zum ersten Mal 1999 in „Star Wars - Episode I" zum
Einsatz und wurde bisher nur in Verbindung mit THX
vermarktet. Diese Kopplung wurde aber inzwischen
aufgehoben. Mit den Dolby Digital Professional
Encodern ab 2001 wurde es auch möglich ein EX Flag
im Datenstrom zu setzen, was einen entsprechenden
Decoder, der dieses Flag auswertet, automatisch in den
EX Modus schaltet. Bisher musste dieses Umschalten
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immer manuell durchgeführt werden, weil keine Ken-
nung im Datenstrom vorhanden war und Dolby Digital
5.1 und Dolby Digital Surround EX keine erkennbare
Unterscheidung aufwiesen.
DTS Digital Surround 5.1
„Digital Theater Systems Digital Surround" (genannt
DTS) ist ein digitales Mehrkanal-Audio-Signalformat
alternativ zu Dolby Digital 5.1, wurde wie dieses für
Kinosäle konzipiert und später modifiziert für Heimkino-
systeme weiterentwickelt. Es arbeitet mit derselben
Kanaleinteilung und ähnlichen Frequenzbereichen
(20Hz bis 20kHz bei 20Bit, der Basskanal reicht aber
nur von 20Hz bis 80Hz). Es kann höhere Datenraten
als Dolby Digital verarbeiten (768kbps oder 1,5Mbps)
und benötigt deshalb auf den Datenträgern mehr
Speicherplatz. Da aber die Datenreduktion im Bild-
bereich immer besser wird und dadurch weniger
Speicherplatz für das Bild benötigt wird, werden immer
mehr DVD mit diesem Ton ausgestattet. Man glaubt,
dass Discs mit dem DTS-Symbol eine bessere Klang-
qualität liefern, weil die verwendete Audiokompression
(4:1) niedriger ist. Im Gegensatz zum DTS-Kinover-
fahren (20 Bit Auflösung und 5-Kanal-System - der Tief-
tonkanal ist in den Surroundkanälen gespeichert) arbei-
tet der Heimkino DTS Surround Ton als echtes 5.1 Sys-
tem mit bis zu 24 Bit Auflösung. Dts darf nur als Bonus-
Ton gespeichert werden (Standard ist Dolby Digital).
DTS ES Digital Surround 6.1
Erweiterung von DTS Digital Surround 5.1. Es gibt ver-
schiedene Ausführungen von DTS ES (extended sur-
round). Bei DTS ES Matrix 6.1 gibt es genau wie bei
Dolby Digital Surround EX 6.1 im Vergleich zu dts
einen zusätzlichen Surround-Centerkanal, auch hier
wird dieser zusätzliche Kanal bei der Aufnahme er-
zeugt, in die zwei Surround-Kanäle gemischt und ist
nicht separat auf der Disc gespeichert. Dadurch können
auch ältere dts-Dekoder dieses siebenkanalige Ton-
material abspielen. Über ein spezielles Matrixdeko-
dierverfahren wird bei der Wiedergabe das Signal des
Surround Center von ES-Dekodern aus diesen beiden
rückwärtige Kanälen errechnet. Bei DTS ES Discrete 6.1
sorgt, wie der Name schon sagt, nicht eine Matrix für
die Zuweisung des Signals für den Rear Surround
Center. Da DTS für insgesamt 8 Kanäle konzipiert war,
wurde im Jahr 2000 das Verfahren DTS-ES Discrete 6.1
eingeführt, welches den Rear Center Kanal nun in einem
diskreten Datenkanal überträgt. Zwecks Abwärtskom-
patibilität muss dieses Verfahren aber auch auf alten
DTS Decodern abspielbar sein. Dazu hat man wie bei
„DTS-ES Matrix 6.1" den Rear Center Kanal zusätzlich
per Matrix Kodierung den beiden Stereo Rear Surround
Kanälen beigemischt. Bei alten DTS Decodern wird der
neue zusätzliche Kanal einfach ignoriert und so hört
man hier eigentlich ein DTS-ES Matrix 6.1 Format. Das
Klangbild ist noch realer, denn neue Effektkombina-
tionen, die nur mit Hilfe einer Matrix nicht darstellbar
sind, können nun erstellt werden: kombinierte Effekte
können so zum Beispiel aus dem linken Surround-
lautsprecher und dem Surround-Center-Lautsprecher
kommen, während der rechte Surroundlautsprecher
schweigt. Ebenfalls ist die Dynamik des diskreten Kanals
weitaus höher als die des Matrixkanals, da der zusätz-
lich Kanal das volle Frequenzspektrum von 20 Hz bis
20 kHz abdeckt. Zeigt ein AV-Gerät das Logo „DTS ES
Compatible 6.1" und nicht das DTS-ES-Logo auf der
Gerätefrontplatte, ist ein vom betreffenden Hersteller selbst
entwickelter und ohne offizielle DTS-Lizenz eingebauter
Matrixdekoder für den Back Surround-Kanal enthalten.
PCM
Das PCM Format ist das Urformat aller digitalen
Tonsignale. Es ist der Begriff für die gewöhnliche digi-
tale Darstellung eines Signals, mit Abtastwerten einer
konstanten Auflösung in bit und konstanter Abtast-
frequenz. Jedes analoge Signal, egal ob Audio- oder
Videosignal, kann so dargestellt und auf digitalen
Medien gespeichert werden. Das ursprüngliche analoge
Signal wird mit einer bestimmten Frequenz in zeitglei-
chen Abständen abgetastet, es entsteht ein pulsamplitu-
denmoduliertes Signal mit zunächst beliebig vielen
Amplitudenwerten. Dieses wird nun im AD-Wandler
quantisiert; dazu werden die Amplitudenwerte in eine
begrenzte Zahl von Quantisierungsstufen (=Sampling-
tiefe) eingeteilt. Wird beim Digitalisierungsprozess
lineare Quantisierung (Signalwertunterschiede benach-
barter Stufen sind gleichgroß) angewendet, was meist
der Fall ist, spricht man von LPCM (linearer Pulscode-
modulation). Aus jedem quantisierten Abtastwert wird
ein Codewort berechnet, das die Amplituden-
information beinhaltet. Aus der zeitlichen Folge der
binären Codeworte wird ein Digitalsignal erzeugt.
Allerdings spricht man für Videosignale nicht von PCM,
da hier für die Darstellung eines Farbbildes meist meh-
rere Komponentensignale verwendet werden, die zu
einem Datenstrom vermischt werden. Meist ist damit das
Stereo-Audio-Signal in digitaler Form gemeint, das auf
Audio-CDs oder auch im WAV-Dateiformat gespeichert
ist. Bei einer CD beträgt die Auflösung (Samplingtiefe)
16 Bit was 65.536 Abstufungen in der Lautstärke ent-
spricht bei einer Abtastrate (Samplingrate) von 44,1
kHz, was eine maximale Frequenzauflösung von 22.05
kHz erlaubt, aber intern auf 20 kHz begrenzt wird. Bei
der DVD Video ist eine Abtastfrequenz von bis zu 96
kHz möglich, was somit maximal 48 kHz Frequenz-
auflösung ermöglicht, sowie einer Auflösung von 24 Bit,
entspricht 16,7 Millionen Lautstärke Abstufungen. DVD
Audio erlaubt sogar Abtastfrequenzen bis 192 kHz und
erreicht somit eine maximale Frequenzauflösung von bis
zu 96 kHz. Digitaler PCM-Ton kann auch mehr als zwei
Kanäle enthalten und Abtastfrequenzen von 44,1kHz,
48kHz, 96kHz und 192kHz besitzen.
DSP
steht für „Digital Signal Processor" (digitaler Signal-
prozessor). Dies ist ein Kleinrechner (Chip) der ein digi-
tales Signal bearbeiten kann und somit beispielsweise
das Hinzufügen von Hall und Echo erreicht. Einer der
wichtigsten Faktoren der Klangwahrnehmung ist der
Nachhall, also die Art, wie Klanganteile im Raum von
verschiedenen Stellen als Echo zurückgeworfen werden.
HDCD
(High Definition Compatible Digital)
Hörtests zeigten, dass eine Erhöhung der Auflösung
digitaler CD-Aufnahmen ausgehend von 16 bit klangli-
che Verbesserungen darstellt. HDCD ist ein Aufnahme-
/Wiedergabeverfahren für normale Audio-CDs mit
einer Sampletiefe von 20 Bit und Datenkompression.
Bei diesem patentierten Verfahren wird das Tonmaterial
mit einer 20-Bit-Abtastrate aufgezeichnet. Dadurch wird
die Klangqualität im Vergleich zu Standard-Audio-CDs
verbessert. Diese Discs mit der Aufschrift HDCD sind
abwärtskompatibel zu normalen Playern, lassen sich in
voller Qualität aber nur in speziellen Geräten abspie-
len. In den niederwertigen Bits der herkömmlichen
Soundsamples ist eine HDCD-Signalisierung gespei-
chert, die dort nicht hörbare Verfälschungen darstellt.
Nur sehr wenige CD-Titel sind in diesem erweiterten
Format erhältlich.
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