DTS-HD

Format kodowania dźwięku DTS powstał w roku 1996 z założeniem, że kodowanie ma poprawić jakość, a główne parametry sygnału mają być łatwo skalowane po to,  aby zapewnić szeroką współpracę zarówno ze sprzętem konsumenckim jak i profesjonalnym. 

Struktura DTS-u, co jest jego główną i podstawową zasadą, składa się z dwóch części: jądra (z ang. „core”) i rozszerzenia. Struktura taka zapewnia pełną kompatybilność wstecz ze wszystkimi starszymi wersjami dekoderów DTS. Jądro zawiera 5.1 kanałowy strumień danych, nagranych z częstotliwością próbkowania 44,1 lub 48kHz. Taki strumień jest w stanie przetworzyć każdy dekoder DTS. Rozszerzenie zawiera dane uzupełniające: dodatkowe kanały, dane dla wyższych częstotliwości próbkowania lub inne dodatkowe usprawnienia które mogą pojawić się  w przyszłości.

Wszystkie dekodery będą wykorzystywały jądro, podczas gdy najnowsze dekodery będą wykorzystywały jądro oraz jego rozszerzenie. Rozszerzenie będzie natomiast ignorowane przez dekodery, które nie są w stanie go wykorzystać. Dla przykładu jedno z rozszerzeń może zawierać DTS-ES oraz DTS 94/24. DTS-HD High Resolution Audio oraz DTS-HD Master Audio wprowadza kolejne rozszerzenia, poprawiające w znacznym stopniu jakość sygnału audio oraz zawierające dodatkowe możliwości.

Na rysunku poniżej przedstawiono zasadę struktury DTS-u:

Rozszerzenia formatu DTS można opisać następująco:

• Rozszerzenie XLL odpowiedzialne za bezstratne kodowanie audio, uzyskanie kopii bit na bit oryginalnej, źródłowej ścieżki audio o maksymalnej przepływności sięgającej 24,5 Mbps dla płyt Blu-ray oraz 18,0 Mbps dla płyt HD-DVD.
• Rozszerzenie XXCH odpowiedzialne za zwiększenie liczby kanałów, powyżej 6.1.
• Rozszerzenie XBR  odpowiedzialne za większą stałą przepływność danych, wynoszącą maksymalnie dla płyt Blu-ray 6,0 Mbps oraz 3,0 Mbps dla płyt HDDVD.
• Rozszerzenie XSA odpowiedzialne za Secondary Audio/ Sub Audio Content określane także jako DTS-HD LBR (low bit rate).

Format DTS-HD Audio obsługuje także wyższą częstotliwość próbkowania (do 192 kHz w przypadku DTS-HD Master Audio) różną kwantyzację sygnału (16, 20 lub 24 bity) oraz różne możliwości konfiguracji głośników (zostanie to opisane i wyjaśnione w dalszej części).

Nagranie DTS-HD Audio zawiera 2 strumienie danych: jądro DTS oraz dodatkowy strumień będący „różnicą” pomiędzy oryginalnym sygnałem i  jądrem DTS. Oryginalny sygnał audio jest rozdzielany na dwie części na wejściu kodera. Jedna część wędruje do kodera DTS (jądra) w celu uzyskania sygnału kompatybilnego wstecz i następnie dekodowana. Druga część jest wykorzystywana do porównania ze zdekodowanym wcześniej jądrem. W ten sposób powstaje sygnał różnicowy który posłuży do uzyskania oryginalnego sygnału audio (bit na bit). Sygnał różnicowy jest następnie kodowany bezstratnie i łączony z jądrem DTS. Proces dekodowania będzie przebiegał w odwrotnej kolejności. Należy nadmienić, że proces kodowania audio przebiega zawsze ze zmienną przepływnością.
 
Jakie są zalety zespolonego sygnału DTS-HD Audio?

1. Kompatybilność wstecz z istniejącymi dekoderami DTS.
2. Zmniejszona złożoność obliczeniowa procesu kodowania: do uzyskania jądra i rozszerzenia koder jest wykorzystany tylko jeden raz. W ten sposób oszczędza się czas i wydatki w porównaniu do innych konkurencyjnych formatów audio.
3. Rozmiar danych jądra oraz rozszerzenia jest zwykle mniejsza niż rozmiar jakiegokolwiek innego bezstratnego formatu dźwięku.
4. Jądro DTS samo w sobie jest bardzo wydajnym systemem kodowania.   

Format DTS-HD Audio w zależności od możliwości posiadanego systemu audio obsługuje trzy poziomy wydajności: DTS-HD Master Audio, DTS-HD High Resolution Audio oraz DTS Digital Surround.

Możliwości formatu DTS-HD Master Audio:

• Niezdegradowany sygnał audio o zmiennej przepływności do 24,5 Mbps dla płyt Blu-ray oraz 18,0 Mbps dla płyt HD-DVD
• Do 7.1 niezależnych kanałów charakteryzujących się sygnałem o częstotliwości próbkowania 96kHz  i rozdzielczości 24 bitów
• Maksymalna częstotliwość próbkowania dla trybu 2 kanałowego:192kHz
• Rożne możliwości konfiguracji głośników w systemie 7.1
• Dodatkowe możliwości dzięki Secondary Audio/ Sub Audio*

* Secondary Audio/ Sub Audio to wysokiej jakości, opcjonalny format o niskiej przepływności zaprojektowany na potrzeby sieci komputerowych, transmisji radiowych oraz internetu.

Możliwości formatu DTS-HD High Resolution Audio:

• Wysokiej jakości sygnał audio o stałej przepływności wynoszącej od 1,5 Mbps do 6,0 Mbps dla płyt Blu-ray oraz od 1,5 Mbps do 3,0 Mbps dla płyt HD-DVD
• Do 7.1 niezależnych kanałów charakteryzujących się sygnałem o częstotliwości próbkowania 96kHz  i rozdzielczości 24 bitów
• Rożne możliwości konfiguracji głośników w systemie 7.1
• Dodatkowe możliwości dzięki Secondary Audio/ Sub Audio

 Warto także wspomnieć, że ze względu na ograniczenia pojemności formatu DVD, wiele filmów ze ścieżką audio nagraną w systemie DTS miało ograniczoną przepływność fonii do 768 kbps. Nowe formaty nie mają takich ograniczeń i odbiorca będzie mógł oglądać filmy wykorzystując jądro DTS Digital Surround z lepszą przepływnością audio wynoszącą 1,5 Mbps. Oznacza to, że dźwięk będzie czystszy, pełniejszy o większej dynamice. DTS-HD daje więc większe możliwości na nowym ale także i na starym sprzęcie audio.

Możliwości formatu DTS Digital Surround Audio:

• Dekoder DTS pracujący z pełną przepływnością 1,5 Mbps, co oznacza prawie dwukrotnie wyższą wartość w stosunku do przepływności sygnału audio na płytach DVD.
• Do 6.1 kanałów audio charakteryzujących się sygnałem o częstotliwości próbkowania 48kHz  i rozdzielczości 24 bitów, lub 5.1 kanałów o parametrach 96kHz, 24bity.

Porównanie formatów DTS