돌비 디지털

Dolby Digital(중국어명 杜比数字)은 돌비 연구소에서 개발한 손실형 디지털 오디오 코딩 시스템으로, 그 기본 비트스트림은 AC-3라고도 불립니다. 이 시스템은 1개에서 5개까지의 풀레인지 채널과 선택 가능한 저주파 효과 채널을 지원할 수 있어, 주로 1.0, 2.0 및 5.1 채널 프로그램에 사용됩니다. AC-3의 인코딩 및 디코딩 방식은 이후 ATSC, ETSI 등의 표준 체계에 채택되었습니다.

杜比数字은 영화 상영 분야에서 최초로 상용화되었으며, 1992년에 개봉한 《배트맨 리턴즈》는 이 시스템을 조기에 도입한 영화 중 하나입니다. 35mm 필름 버전에서는 디지털 데이터를 필름의 구멍 사이에 기록하는 동시에 아날로그 광학 사운드트랙도 함께 보존했습니다. 디지털 영역을 읽을 수 없을 경우, 상영 시스템은 아날로그 사운드트랙으로 전환할 수 있다. 가정용 미디어 버전에서는 AC-3 비트스트림을 DVD, 방송 전송 스트림 또는 파일 컨테이너에 직접 기록하며, 더 이상 필름상의 물리적 기록 방식을 따르지 않는다.

AC-3는 청각 모델을 기반으로 한 손실 압축 방식을 채택한다. 오디오는 단시간 주파수 계수로 나뉘며, 인코더는 가림 효과와 사용 가능한 비트율을 바탕으로 양자화 정밀도를 할당한 뒤, 지수, 자릿수 및 제어 정보를 동기 프레임으로 구성한다. 디코더는 연속적인 PCM을 복원할 수 있지만, 인코딩 전의 데이터를 비트 단위로 재현할 수는 없다. 갑작스러운 소리를 처리하기 위해 인코딩 과정에서 변환 블록 길이를 변경하여 주파수 분해능과 시간 분해능 간의 균형을 조정할 수 있습니다. 기본 사양은 32, 44.1 및 48 kHz의 샘플링 주파수와 32 kbit/s에서 640 kbit/s에 이르는 다양한 고정 비트율을 지원합니다. DVD-Video의 5.1채널 Dolby Digital은 일반적으로 384 또는 448 kbit/s를 사용하며, Blu-ray는 최대 640 kbit/s까지 사용할 수 있습니다. 더 높은 비트율은 인코더에 더 많은 데이터 예산을 제공하지만, 최종 결과는 채널 수, 프로그램 콘텐츠, 인코더 버전 및 마스터링 처리의 영향을 받습니다.

5.1 채널에서 0.1은 볼륨이나 물리적 스피커 수로 계산된 10분의 1 채널이 아니라, 대역폭이 제한된 저주파 효과 채널을 의미합니다. AC-3는 또한 3/2, 2/1, 듀얼 모노 등 다양한 인코딩 모드를 지원합니다. 비트스트림의 채널 모드는 인코딩된 채널의 구성 방식을 나타내며, 실제 재생 장치는 출력 구성에 따라 이를 스테레오 또는 모노로 다운믹스할 수 있습니다.

杜比数字에는 오디오 데이터와 함께 전송되는 메타데이터가 포함됩니다. dialnorm은 프로그램 대사의 기준 레벨을 나타내는 데 사용되며, 다이내믹 레인지 제어 매개변수는 다양한 재생 환경에 맞는 압축 곡선을 제공하며, 센터 및 서라운드 다운믹스 계수는 다중 채널 프로그램을 더 적은 수의 채널로 변환할 때의 비율에 영향을 미칩니다. 이러한 매개변수는 무손실 또는 손실 압축 속성을 변경하지는 않지만, 동일한 비트스트림이 서로 다른 장치 설정에서 상이한 재생 레벨과 동적 성능을 나타내게 합니다.

DVD-Video는 Dolby Digital을 널리 사용되는 기본 오디오 시스템에 포함시켰으며, 디지털 TV, 위성 방송 및 게임 콘솔에서도 AC-3가 광범위하게 채택되었습니다. 블루레이 플레이어는 Dolby Digital을 디코딩할 수 있으며, 더 높은 640 kbit/s 상한선으로 호환 가능한 오디오 트랙을 저장할 수 있습니다. 압축 비트스트림은 S/PDIF 또는 HDMI를 통해 외부 디코더로 전송될 수 있으며, 재생 장치에서 PCM으로 변환될 수도 있습니다.

Dolby Digital Plus는 E-AC-3 인코딩을 사용하는 AC-3를 기반으로 확장된 또 다른 포맷으로, 더 유연한 프레임 구조, 더 높은 비트레이트, 최대 7.1개의 개별 채널을 제공합니다. E-AC-3를 지원하는 시스템은 규정된 변환 또는 호환 메커니즘을 통해 구형 기기를 지원할 수 있지만, AC-3 디코더는 완전한 E-AC-3 확장 데이터를 직접 해석할 수 없습니다. 패키지나 미디어 정보에 표기된 DD, AC-3, E-AC-3 및 DD+는 각각 별도로 구분해야 합니다.

Dolby TrueHD는 무손실 인코딩 방식을 채택하고 있으며, 손실 압축 방식인 Dolby Digital과는 다른 압축 방식에 속합니다. 일부 블루레이 출시판은 TrueHD 메인 오디오 트랙 외에 별도로 Dolby Digital 호환 오디오 트랙을 포함하기도 하는데, 이는 단일 비트스트림 내에서 흔히 볼 수 있는 DTS-HD Master Audio의 ‘손실 압축 코어 + 무손실 확장’ 구조와는 다릅니다. Dolby Atmos 역시 AC-3의 다른 명칭이 아닙니다. 가정용 Atmos는 일반적으로 Dolby TrueHD, Dolby Digital Plus 또는 공간 메타데이터를 지원하는 기타 매체를 통해 출시됩니다.