Hispanopedia WikiLa decodificación matricial es una tecnología de audio que permite decodificar un número reducido de canales de audio discretos (por ejemplo, 2) en un número mayor de canales durante la reproducción (por ejemplo, 5). Generalmente, aunque no siempre, los canales se organizan para su transmisión o grabación mediante un codificador, y se decodifican para su reproducción mediante un decodificador. Su función es permitir que el audio multicanal, como el sonido cuadrafónico o el sonido envolvente, se codifique en una señal estéreo y, por lo tanto, se reproduzca como estéreo en equipos estéreo y como sonido envolvente en equipos de sonido envolvente; esto se conoce como audio multicanal "compatible".
Proceso
La codificación matricial no permite codificar varios canales en menos canales sin perder información: no se pueden comprimir 5 canales en 2 (ni siquiera 3 en 2) sin perder información, ya que esto implica una pérdida de dimensiones : las señales decodificadas no son independientes . La idea es codificar algo que, al decodificarse, sea una aproximación aceptable del sonido envolvente y, a la vez, un estéreo aceptable (o incluso superior).
Notación
La notación para la codificación matricial consiste en el número de canales de audio discretos originales, separados por dos puntos, del número de canales codificados y decodificados. Por ejemplo, cuatro canales codificados en dos canales discretos y decodificados de nuevo a cuatro canales se notarían de la siguiente manera:
4:2:4
Algunos métodos derivan nuevos canales a partir de los existentes, sin ninguna codificación especial de la fuente de audio. Por ejemplo, cinco canales discretos decodificados en seis canales se anotarían de la siguiente manera:
5:5:6
Estos "decodificadores" de canales derivados pueden aprovechar el efecto Haas , así como las señales de audio inherentes a los canales de origen.
Se han desarrollado muchos métodos de codificación matricial:
Circuito Hafler (2:2:4)
La forma más antigua y sencilla de decodificación es el circuito Hafler , que obtiene los canales inversos a partir de una grabación estéreo normal (2:2:4). Se utilizaba únicamente para la decodificación (no se consideraba la codificación del sonido).
Matriz de decodificación
Matriz Dynaquad (2:2:4) / (4:2:4)
La matriz Dynaquad introducida en 1969 se basaba en el circuito Hafler , pero también se utilizó para una codificación específica de 4 canales de sonido en algunos álbumes (4:2:4). [ 1 ]
Matriz de codificación
Matriz de decodificación
Electro-Voice Stereo-4 matriz (2:2:4) / (4:2:4)
La matriz Stereo-4 fue inventada por Leonard Feldman y Jon Fixler, presentada en 1970 y vendida por Electro-Voice y Radio Shack . Esta matriz se utilizó para codificar 4 canales de sonido en muchos discos (4:2:4). [ 3 ]
Matriz de codificación
Matriz de decodificación
Matriz SQ, "Estéreo Cuadrafónico", CBS SQ (4:2:4)
cambio de fase,cambio de fase
La matriz SQ básica tenía anomalías mono/estéreo, así como problemas de codificación/decodificación, duramente criticados por Michael Gerzon y otros. [ 4 ]
Los intentos por mejorar el sistema llevaron al uso de otros codificadores o técnicas de captura de sonido, pero la matriz de decodificación permaneció inalterada.
Codificador de posición
Un codificador N/2 que codificaba cada posición en un círculo de 360°; tenía 16 entradas y cada una podía ajustarse a la dirección exacta deseada, generando una codificación optimizada.
Codificador orientado hacia adelante
cambio de fase,cambio de fase
El codificador Forward-Oriented hacía que el canal central trasero se codificara como canal central delantero y se recomendaba para su uso en transmisiones en vivo para una máxima compatibilidad mono; también codificaba el canal central izquierdo/centro derecho y ambas divisiones diagonales de manera óptima. Podía usarse para modificar grabaciones estéreo de 2 canales existentes y crear "SQ sintetizado" que, al reproducirse a través de un decodificador Full-Logic o Tate DES SQ, exhibía un efecto cuádruple sintetizado de 180° o 270°. Muchas estaciones de radio FM estéreo que transmitían SQ en la década de 1970 usaban su codificador Forward-Oriented SQ para esto. Para los decodificadores SQ , CBS diseñó un circuito que producía la mejora de 270° usando los desplazadores de fase de 90° en el decodificador. Los codificadores QS y los decodificadores QS Vario-Matrix de Sansui tenían una capacidad similar.
Codificador orientado hacia atrás
cambio de fase,cambio de fase
El codificador de orientación inversa era lo opuesto al codificador de orientación directa: permitía ubicar los sonidos de forma óptima en la mitad posterior de la sala, pero se sacrificaba la compatibilidad mono. Al utilizarse con grabaciones estéreo estándar, creaba un sonido estéreo "extra amplio" con sonidos que provenían de fuera de los altavoces.
Algunos mezcladores de codificación tenían tiras de canal conmutables entre codificación orientada hacia adelante y hacia atrás.
Caja de Londres
Codificaba la señal central trasera de tal manera que no se cancelaba en la reproducción mono, por lo que su salida solía mezclarse con la de un codificador de posición o un codificador orientado hacia adelante. Después de 1972, la gran mayoría de los álbumes codificados con SQ se mezclaron con el codificador de posición o el codificador orientado hacia adelante.
Micrófono de Gante
Además, CBS creó el micrófono SQ Ghent, un sistema de micrófono espacial que utilizaba el micrófono Neumann QM-69. Las señales del QM-69 se diferenciaban y luego se convertían en una matriz de fase para obtener una señal SQ de 2 canales. [ 5 ] Con el micrófono Ghent, la señal SQ se transformaba de una matriz a un núcleo, y se podía obtener una señal adicional para lograr un rendimiento N:3:4.
Universal SQ
En 1976, Ben Bauer integró sistemas matriciales y discretos en USQ, o Universal SQ. Se trataba de una matriz discreta jerárquica 4-4-4 que utilizaba la matriz SQ como banda base para transmisiones FM cuadrafónicas discretas mediante señales de diferencia adicionales denominadas "T" y "Q". Para una transmisión FM USQ, la modulación adicional "T" se colocaba a 38 kHz en cuadratura con la señal de diferencia estéreo estándar, y la modulación "Q" se colocaba sobre una portadora a 76 kHz. Para las transmisiones estándar de matriz SQ de 2 canales, CBS recomendaba que se colocara un tono piloto opcional a 19 kHz en cuadratura con el tono piloto habitual para indicar las señales codificadas en SQ y activar el decodificador Logic del oyente.
CBS argumentó que el sistema SQ debía seleccionarse como estándar para FM cuadrafónico porque, en las pruebas de escucha de la FCC de las diversas propuestas de transmisión de cuatro canales, el sistema SQ 4:2:4, decodificado con un decodificador CBS Paramatrix, superó al 4:3:4 (sin lógica) y a todos los demás sistemas 4:2:4 (con lógica) probados, acercándose al rendimiento de una cinta maestra discreta con un margen muy pequeño. [ 6 ] Al mismo tiempo, se prefirió el "pliegue" SQ a estéreo y mono en lugar del "pliegue" estéreo y mono de 4:4:4, 4:3:4 y todos los demás sistemas de codificación 4:2:4.
Decodificador Tate DES
El Sistema de Mejora Direccional, también conocido como Tate DES, era un decodificador avanzado que mejoraba la direccionalidad de la matriz SQ básica.
Primero, se procesaron las cuatro salidas del decodificador SQ para obtener señales adicionales, y luego se compararon sus envolventes para detectar la dirección predominante y el grado de dominancia. Una sección de procesamiento, implementada fuera de los chips Tate IC, aplicó una temporización variable de ataque/decaimiento a las señales de control y determinó los coeficientes de las matrices "B" (de mezcla) necesarios para mejorar la direccionalidad. Estos coeficientes fueron procesados por multiplicadores analógicos reales en los circuitos integrados multiplicadores de matrices, para multiplicar la matriz de entrada por las matrices "B" y producir salidas en las que se mejoró la direccionalidad de todos los sonidos predominantes.
Dado que el DES podía reconocer simultáneamente las tres direcciones de la Esfera de Energía y mejorar la separación, tenía un campo sonoro muy abierto y "discreto".
Además, la mejora se realizó con la suficiente complejidad adicional como para que todos los sonidos no dominantes se mantuvieran en sus niveles adecuados.
Dolby utilizó los circuitos integrados Tate DES en sus procesadores de cine hasta aproximadamente 1986, cuando desarrolló el sistema Pro Logic. Desafortunadamente, los retrasos y problemas mantuvieron los circuitos integrados Tate DES fuera del mercado hasta finales de la década de 1970, y solo se fabricaron dos decodificadores para el consumidor que los empleaban: el Audionics Space & Image Composer y el Fosgate Tate II 101A. El Fosgate utilizaba una versión más rápida y actualizada del circuito integrado, llamada Tate II, y circuitos adicionales que mejoraban la separación en todo el campo sonoro de 360 grados. A diferencia de los decodificadores Full Wave-matching Logic anteriores para SQ, que variaban los niveles de salida para mejorar la direccionalidad, el Tate DES cancelaba la diafonía de la señal SQ en función de la direccionalidad predominante, manteniendo los sonidos no dominantes y la reverberación en sus ubicaciones espaciales correctas y a su nivel adecuado.
Matriz QS, "Matriz regular", "Sonido cuadrafónico" (4:2:4)
cambio de fase,cambio de fase
Matriz H (4:2:4)
j = 20° de desfase k = 25° de desfase l = 55° de desfase m = 115° de desfase
Núcleo UHJ ambisónico (3:2:4 o superior)
cambio de fase,cambio de fase
Dolby Stereo y Dolby Surround (matriz) 4:2:4
Dolby Stereo y Dolby Surround también se conocen como Dolby MP, Dolby SVA y Pro Logic .
La matriz Dolby SVA es el nombre original de la matriz de codificación Dolby Stereo 4:2:4.
El término "Dolby Surround" se refiere tanto a la codificación como a la decodificación en el entorno doméstico, mientras que en el cine se conoce como "Dolby Stereo", "Dolby Motion Picture Matrix" o "Dolby MP". "Pro Logic" se refiere al decodificador utilizado; no existe una matriz de codificación Pro Logic específica.
El sistema Ultra Stereo , desarrollado por una compañía diferente, es compatible y utiliza matrices similares a las de Dolby Stereo.
La matriz Dolby Stereo es sencilla: los cuatro canales originales: Izquierdo (L), Centro (C), Derecho (R) y Surround (S), se combinan en dos, conocidos como Izquierdo-total (LT) y Derecho-total (RT) mediante esta fórmula:
donde j = desplazamiento de fase de 90°
La información del canal central se transmite en fase tanto por el LT como por el RT, y la información del canal envolvente se transmite por ambos, pero desfasada. El canal envolvente es un único canal trasero mono con un rango de frecuencia limitado ( filtrado de paso bajo a 7 kHz [ 8 ] ), comprimido dinámicamente y con un volumen inferior al del resto. Esto permite una mejor separación de las señales.
Esto proporciona una buena compatibilidad tanto con la reproducción mono, que reproduce L, C y R desde el altavoz mono con C a un nivel 3 dB superior al de L o R, pero la información de sonido envolvente se cancela. También proporciona una buena compatibilidad con la reproducción estéreo de dos canales, donde C se reproduce desde ambos altavoces, izquierdo y derecho, para formar un centro virtual, y el sonido envolvente se reproduce desde ambos altavoces, pero de forma difusa.
Un decodificador simple de 4 canales podría enviar la señal de suma (L+R) al altavoz central y la señal de diferencia (LR) a los altavoces traseros. Sin embargo, este decodificador ofrecería una separación deficiente entre los canales de altavoces adyacentes, por lo que cualquier sonido destinado al altavoz central se reproduciría también en los altavoces izquierdo y derecho con solo 3 dB menos que el nivel del altavoz central. De manera similar, cualquier sonido destinado al altavoz izquierdo se reproduciría tanto en el altavoz central como en los traseros, nuevamente solo 3 dB menos que el nivel del altavoz izquierdo. No obstante, existe una separación completa entre los canales izquierdo y derecho, y entre el central y los traseros.
Para superar este problema, el decodificador de cine utiliza un circuito lógico que mejora la separación. Este circuito determina qué canal de altavoz tiene el nivel de señal más alto y le da prioridad, atenuando las señales que llegan a los canales adyacentes. Dado que ya existe una separación completa entre los canales opuestos, no es necesario atenuarlos; en efecto, el decodificador alterna entre la prioridad L y R, y la prioridad C y S. Esto impone algunas limitaciones a la mezcla para Dolby Stereo, y para garantizar que los ingenieros de sonido mezclen las bandas sonoras correctamente, monitorizan la mezcla de sonido mediante un codificador y un decodificador Dolby Stereo simultáneamente. Además del circuito lógico, el canal de sonido envolvente también recibe un retardo, ajustable hasta 100 ms para adaptarse a auditorios de diferentes tamaños, para asegurar que cualquier fuga de material del programa destinado a los altavoces izquierdo o derecho hacia el canal de sonido envolvente se escuche siempre primero en el altavoz correspondiente. Esto aprovecha el efecto de precedencia para localizar el sonido en la dirección deseada.
Matriz Dolby Pro Logic II (5:2:5)
cambio de fase,cambio de fase
La matriz Pro Logic II proporciona canales traseros estéreo de frecuencia completa. Normalmente, un canal de subwoofer se controla simplemente filtrando y redirigiendo las frecuencias graves existentes de la pista estéreo original.
Véase también
Referencias
- ↑ Feldman, Leonard (1973). Sonido de cuatro canales (1.ª ed.). Indianápolis, IN: Howard W. Sams & C. Inc. págs. 49–51 . ISBN 0-672-20966-7.
- 1 2 Patterson, Tab. "Codificación de SQ en casa" . Recuperado el 13 de agosto de 2018 .
- ↑ Feldman, Leonard (1973). Sonido de cuatro canales (1.ª ed.). Indianápolis, IN: Howard W. Sams & C. Inc. págs. 44–49 . ISBN 0-672-20966-7.
- ↑ Gerzon, Michael (8 de diciembre de 1977). "No digas quad , di psicoacústica". New Scientist . págs. 634–636 .
El codificador orientado hacia adelante es una de al menos seis opciones de codificación diferentes que ofrece SQ para que los productores puedan decidir por sí mismos qué conjunto de fallos prefieren.
- ↑ Bauer, Benjamin B.; Louis A. Abbagnaro; Daniel W. Gravereaux; Trevor J. Marshall (enero-febrero de 1978). "El sistema de micrófono Ghent para grabación y transmisión cuadrafónica SQ". Journal of the Audio Engineering Society . 26 (1/2). AES : 2–11 .
- ↑ “Evaluación subjetiva de sistemas de reproducción FM cuadrafónica: pruebas de escucha”. Comisión Federal de Comunicaciones, Oficina del Ingeniero Jefe, División de Laboratorio, Laurel, Maryland. Número de proyecto 2710-1, agosto de 1977.
- ↑ PS Gaskell; PA Ratliff (febrero de 1977). "QUADRAPHONY: desarrollos en la decodificación de Matrix H" (PDF) . Departamento de Investigación, División de Ingeniería. BBC . BBC RD 1977/2. Archivado (PDF) del original el 2 de octubre de 2009. Recuperado el 13 de agosto de 2018 .
- ↑ "Principios de funcionamiento del decodificador Dolby Surround Pro Logic II" (PDF) . Dolby Laboratories . Archivado del original (PDF) el 28 de enero de 2012. Consultado el 4 de diciembre de 2009 .
- Sonido
- Sonido envolvente
- Sonido cuadrafónico