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Dolby Digital
Dolby-Digital.svg
AbreviaturaDD
Formación1986
Tipocompresión de audio
Localización
  • Estados Unidos
Área de servicio Mundial
DueñoLaboratorios Dolby
Sitio webprofesional .dolby .com / tv / dolby-digital /

Dolby Digital , originalmente sinónimo de Dolby AC-3 , es el nombre de lo que ahora se ha convertido en una familia de tecnologías de compresión de audio desarrolladas por Dolby Laboratories . Originalmente llamado Dolby Stereo Digital hasta 1995 , excepto Dolby TrueHD, la compresión de audio tiene pérdidas , según el algoritmo de transformación de coseno discreto modificado (MDCT). El primer uso de Dolby Digital fue proporcionar sonido digital en cines a partir de copias de películas de 35 mm; hoy en día, ahora también se utiliza para aplicaciones como transmisión de televisión, transmisión de radio por satélite, transmisión de video digital, DVD , Blu-ray discos y consolas de juegos.

Historia [ editar ]

La base principal del estándar de codificación de audio multicanal Dolby AC-3 es la transformada de coseno discreta modificada (MDCT), un algoritmo de compresión de audio con pérdida . [1] Es una modificación del algoritmo de transformada de coseno discreta (DCT), que fue propuesto por primera vez por Nasir Ahmed en 1972 y originalmente destinado a la compresión de imágenes . [2] La DCT fue adaptada a la transformada de coseno discreta modificada (MDCT) por JP Princen, AW Johnson y Alan B. Bradley en la Universidad de Surrey en 1987. [3]

Dolby Laboratories adaptó el algoritmo MDCT junto con los principios de codificación perceptual para desarrollar el formato de audio AC-3 para las necesidades del cine . El formato AC-3 se lanzó como estándar Dolby Digital en 1991. [4] Dolby Digital fue el primer estándar de compresión de audio basado en MDCT que se lanzó, y fue seguido por otros estándares de compresión de audio basados ​​en MDCT para uso doméstico y portátil. tales como Sony 's ATRAC (1992), el MP3 estándar (1993) y AAC (1997). [5]

Cine [ editar ]

Batman Returns fue la primera película que se anunció que utilizaba la tecnología Dolby SR-D cuando se estrenó en los cines en el verano de 1992. [6] Las bandas sonoras de cine Dolby Digital se graban ópticamente en una impresión de 35 mm utilizando bloques de datos secuenciales colocados entre cada orificio de perforación en el lado de la banda sonora de la película. Se utiliza una velocidad de bits constante de 320 kbit / s. Unescáner de dispositivo de carga acoplada (CCD) en el proyector de imágenes capta una imagen de video escaneada de esta área, y un procesador correlaciona el área de la imagen y extrae los datos digitales como un flujo de bits AC-3. Luego, los datos se decodifican en una fuente de audio de 5.1 canales. Todas las impresiones de películas con datos Dolby Digital también tienenLas bandas sonoras analógicas Dolby Stereo que utilizan la reducción de ruido Dolby SR y esas impresiones se conocen como impresiones Dolby SR-D. La banda sonora analógica proporciona una opción de respaldo en caso de daños en el área de datos o falla de la decodificación digital; también proporciona compatibilidad con proyectores que no están equipados con cabezales de sonido digitales. Casi todas las impresiones cinematográficas de lanzamiento actual son de este tipo y también pueden incluir datos SDDS y una pista de código de tiempo para sincronizar CD-ROM que llevan bandas sonoras DTS .

Un cabezal de sonido Dolby Digital Penthouse montado en un proyector Kalee modelo 20 de mediados de la década de 1950
Una foto de una película impresa de 35 mm con los cuatro formatos de audio (o pista cuádruple ), de izquierda a derecha: Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) (área azul a la izquierda de los orificios de la rueda dentada), Dolby Digital (área gris entre los orificios de la rueda dentada etiquetados con el logotipo Dolby Double-D en el medio), sonido óptico analógico (las dos líneas blancas a la derecha de los orificios de la rueda dentada) y el código de tiempo DTS (la línea punteada en el extremo derecho)

La forma más sencilla de convertir los proyectores existentes es agregar un cabezal de sonido digital llamado ático sobre el cabezal del proyector. Sin embargo, para los proyectores nuevos, tenía sentido utilizar cabezales de sonido analógicos / digitales duales en la posición normal del cabezal de sonido óptico debajo del cabezal del proyector. Para permitir la disposición de cabezal de sonido doble, los datos se graban 26 fotogramas por delante de la imagen. Si se utiliza un cabezal de sonido de ático, los datos deben retrasarse en el procesador durante el tiempo requerido, alrededor de 2 segundos. Este retardo se puede ajustar en pasos del tiempo entre perforaciones (aproximadamente 10,4 ms).

A partir de 2015 , Dolby Digital en la mezcla de sonido de películas se está reemplazando gradualmente con Dolby Surround 7.1 , y la tecnología Dolby Atmos más avanzada también está ganando popularidad. Si bien la mayoría de las salas de cine utilizan actualmente Dolby Digital, prácticamente todas las películas estrenadas hoy se mezclan en Dolby Surround 7.1 y Dolby Atmos.

Versiones [ editar ]

Dolby Digital [7] tiene tecnologías similares, incluidas en Dolby Digital EX, [8] Dolby Digital Live, [9] Dolby Digital Plus, [10] Dolby Digital Surround EX, [11] Dolby Digital Recording, [12] Dolby Digital Cinema , [13] Dolby Digital Stereo Creator [14] y Dolby Digital 5.1 Creator. [15]

Dolby Digital [ editar ]

El antiguo logotipo de Dolby Digital, titulado "Aurora", que a veces se mostraba al inicio de transmisiones, largometrajes y videojuegos.
El antiguo logotipo de Dolby Digital

Dolby Digital es la versión común que contiene hasta seis canales de sonido discretos. El modo más elaborado de uso común implica cinco canales para altavoces de rango normal ( 20 Hz - 20.000 Hz ) (derecho, central, izquierdo, envolvente derecho, envolvente izquierdo) y un canal ( 20 Hz - 120 Hz de audio asignado) para el subwoofer. efectos de baja frecuencia impulsados . [16] También se admiten los modos mono y estéreo . AC-3 admite frecuencias de muestreo de audio de hasta 48 kHz.

Este formato tiene diferentes nombres:

  • Dolby Digital
  • DD (una abreviatura de Dolby Digital, a menudo combinada con el número de canales; por ejemplo, DD 2.0, DD 5.1)
  • AC-3 (Códec de audio 3, Códec avanzado 3, Codificador acústico 3. [Estos son backronyms . Adaptive Transform Acoustic Coding 3 es un formato separado desarrollado por Sony .]) [17]
  • ATSC A / 52 (nombre de la norma) [18]
  • Antes de 1996, se comercializaba como Dolby Surround AC-3, Dolby Stereo Digital y Dolby SRD. [19]

En 1991, un lanzamiento experimental limitado de Star Trek VI: The Undiscovered Country en Dolby Digital se proyectó en 3 teatros de EE. UU. [19] En 1992, Batman Returns es la primera película que se estrena en Dolby Digital. [20] [21] En 1995, la versión LaserDisc de Clear and Present Danger presentó la primera mezcla Dolby Digital de cine en casa , seguida rápidamente por True Lies , Stargate , Forrest Gump y Interview with the Vampire, entre otros. [22] [23]

Dolby Digital EX [ editar ]

Dolby Digital EX es similar en la práctica al formato Pro Logic anterior de Dolby , que utilizaba tecnología de matriz para agregar un canal envolvente central y un canal envolvente trasero único a las pistas de sonido estéreo. EX agrega una extensión al códec Dolby Digital estándar de 5.1 canales en forma de canales traseros en matriz, creando una salida de 6.1 o 7.1 canales.

Dolby Digital Surround EX [ editar ]

Proporciona un medio económico y compatible con versiones anteriores para que las bandas sonoras 5.1 lleven un sexto canal envolvente trasero central para mejorar la localización de los efectos. El canal de sonido envolvente adicional está codificado en matriz en los canales de sonido envolvente izquierdo y derecho discretos de la mezcla 5.1, al igual que el canal central delantero en las pistas de sonido estéreo codificadas con Dolby Pro Logic. El resultado puede reproducirse sin pérdida de información en sistemas 5.1 estándar, o reproducirse en 6.1 o 7.1 en sistemas con decodificación Surround EX y altavoces añadidos. Varios DVD tienen una opción de audio Dolby Digital Surround EX.

La versión cinematográfica de Dolby Digital EX se introdujo en 1999, cuando Dolby y Skywalker Sound , una división de Lucasfilm Ltd. , desarrollaron conjuntamente Dolby Digital Surround EX ™ para el lanzamiento de Star Wars: Episodio I - La amenaza fantasma . [20] [24] Desde entonces, Dolby Digital Surround EX se ha utilizado en los lanzamientos en DVD de la precuela de Star Wars y las trilogías originales. [24]

Una placa de cine en casa Dolby en una computadora portátil

Dolby Digital Live [ editar ]

Dolby Digital Live (DDL) es una tecnología de codificación en tiempo real para medios interactivos como videojuegos. Convierte cualquier señal de audio en una PC o consola de juegos en un formato Dolby Digital de 5.1 canales de 16 bits / 48 kHz a 640 kbit / sy lo transporta a través de un solo cable S / PDIF . [25] El competidor DTS ofrece una tecnología similar conocida como DTS Connect . Un beneficio importante de esta tecnología es que permite el uso de sonido multicanal digital con tarjetas de sonido de consumo, que de otro modo están limitadas al sonido multicanal analógico o estéreo PCM digital porque S / PDIF sobre RCA, BNC y TOSLINK solo admite dos canales PCM, audio multicanal Dolby Digital y audio multicanal DTS. HDMIse introdujo más tarde y puede transportar PCM multicanal sin comprimir, audio multicanal comprimido sin pérdidas y audio digital comprimido con pérdidas. Sin embargo, Dolby Digital Live sigue siendo útil con HDMI para permitir el transporte de audio multicanal a través de HDMI a dispositivos que no pueden manejar PCM multicanal sin comprimir.

Dolby Digital Live está disponible en tarjetas de sonido que utilizan conjuntos de chips de audio de varios fabricantes. El SoundStorm , que se utiliza para la Xbox consola de juegos y ciertos nForce2 placas base, utiliza una forma temprana de esta tecnología. DDL es disponible en placas base con codecs como Realtek ALC882D 's, [26] ALC888DD y ALC888H. Otros ejemplos incluyen algunas tarjetas de sonido PCI C-Media y tarjetas de sonido de las series X-Fi y Z de Creative Labs, cuyos controladores han habilitado el soporte para DDL.

NVIDIA decidió más tarde dejar el soporte DDL en sus placas base debido al costo de las regalías involucradas, dejando un espacio vacío en este sentido en el mercado de las tarjetas de sonido. Luego, en junio de 2005, llegó Auzentech , que con su tarjeta PCI X-Mystique, proporcionó la primera tarjeta de sonido para consumidores con soporte Dolby Digital Live.

Inicialmente, ninguna tarjeta de sonido basada en Creative X-Fi admitía DDL (2005 ~ 2007), pero una colaboración de Creative y Auzentech dio como resultado el desarrollo de Auzentech Prelude, la primera tarjeta X-Fi compatible con DDL. Originalmente planeado para extender el soporte DDL a todas las tarjetas de sonido basadas en X-Fi (excepto la línea 'Xtreme Audio' que es incapaz de implementar hardware DDL), el plan se abandonó porque la licencia de Dolby habría requerido un pago de regalías para todas las tarjetas X-Fi. y, problemáticamente, los ya vendidos. [27] En 2008, Creative lanzó la serie de tarjetas de sonido X-Fi Titanium que son totalmente compatibles con Dolby Digital Live, mientras que todas las versiones PCI de Creative X-Fi aún carecen de compatibilidad con DDL.

Desde septiembre de 2008, todas las tarjetas de sonido basadas en Creative X-Fi son compatibles con DDL (excepto 'Xtreme Audio' y su línea basada, como Prodigy 7.1e, que es incapaz de DDL en hardware). El caso de X-Fi es diferente.

Mientras se olvidaban del plan, el programador Daniel Kawakami hizo un problema candente al aplicar el módulo Auzentech Prelude DDL de nuevo a las tarjetas Creative X-Fi al disfrazar la identidad del hardware como Auzentech Prelude. [28]

Creative Labs alegó que Kawakami violó su propiedad intelectual y exigió que dejara de distribuir sus controladores modificados.[29] [30] [31]

Finalmente, Creative llegó a un acuerdo con Dolby Laboratories con respecto a la regalía de la licencia Dolby al disponer que el costo de la licencia se incluyera en el precio de compra de las tarjetas PCI Creative X-Fi en lugar de una regalía pagada por los propios Creative. [27] Según el acuerdo, en septiembre de 2008 Creative comenzó a vender los paquetes Dolby Digital Live que permiten Dolby Digital Live en la serie de tarjetas de sonido X-Fi PCI de Creative. Se puede comprar y descargar de Creative. Posteriormente, Creative agregó su paquete DTS Connect al paquete DDL sin costo adicional. [32]

Dolby Digital Plus [ editar ]

Artículo principal: Dolby Digital Plus

E-AC-3 (Dolby Digital Plus) es un sistema de codificación mejorado basado en el códec AC-3 . Ofrece mayores tasas de bits (hasta 6.144 Mbit / s), soporte para aún más canales de audio (hasta 15.1 canales discretos [33] en el futuro) y técnicas de codificación mejoradas (solo a bajas tasas de datos) para reducir los artefactos de compresión , lo que permite velocidades de datos más bajas que las admitidas por AC-3 (por ejemplo, audio de 5.1 canales a 256 kbit / s). No es compatible con versiones anteriores del hardware AC-3 existente, aunque los códecs E-AC-3 generalmente son capaces de transcodificar a AC-3 para equipos conectados a través de S / PDIF.. Los decodificadores E-AC-3 también pueden decodificar flujos de bits AC-3. El Apple TV de cuarta generación es compatible con E-AC-3. [34] El sistema HD DVD descontinuado admitía directamente E-AC-3. Blu-ray Disc ofrece E-AC-3 como una opción para injertar canales agregados en una transmisión AC-3 de otro modo 5.1 , así como para la entrega de contenido de audio secundario (por ejemplo, comentarios del director) que está destinado a mezclarse con el audio principal. banda sonora en el reproductor de Blu-ray Disc.

Dolby AC-4 [ editar ]

Artículo principal: Dolby AC-4

Dolby AC-4 es un estándar de compresión de audio que admite múltiples canales de audio y / u objetos de audio. El soporte para audio de 5.1 canales es obligatorio y los canales adicionales hasta 7.1.4 son opcionales. [35] AC-4 proporciona una reducción del 50% en la tasa de bits sobre AC-3 / Dolby Digital Plus . [35]

Dolby TrueHD [ editar ]

Artículo principal: Dolby TrueHD

Dolby TrueHD, desarrollado por Dolby Laboratories, es un códec de audio avanzado sin pérdidas basado en Meridian Lossless Packing . La compatibilidad con el códec era obligatoria para HD DVD y es opcional para hardware de Blu-ray Disc . Dolby TrueHD admite profundidades de bits de 24 bits y frecuencias de muestreo de hasta 192 kHz. La tasa de bits máxima es de 18 Mbit / s, mientras que admite hasta 16 canales de audio (los estándares HD DVD y Blu-ray Disc limitan actualmente el número máximo de canales de audio a ocho). Admite metadatos, incluida la normalización de diálogo y el control de rango dinámico.

Configuraciones de canal [ editar ]

Aunque comúnmente se asocia con la configuración de 5.1 canales, Dolby Digital permite varias selecciones de canales diferentes. Las opciones son:

  • Dolby Digital 1/0 - Mono (solo en el centro)
  • Dolby Digital 2/0: estéreo de 2 canales (izquierda + derecha), opcionalmente con Dolby Surround matricial
  • Dolby Digital 3/0: estéreo de 3 canales (izquierda, centro, derecha)
  • Dolby Digital 2/1: estéreo de 2 canales con sonido envolvente mono (izquierdo, derecho, envolvente)
  • Dolby Digital 3/1: estéreo de 3 canales con sonido envolvente mono (izquierdo, central, derecho, envolvente)
  • Dolby Digital 2/2: cuadrafónico de 4 canales (izquierdo, derecho, envolvente izquierdo, envolvente derecho)
  • Dolby Digital 3/2: sonido envolvente de 5 canales (izquierdo, central, derecho, envolvente izquierdo, envolvente derecho)

Estas configuraciones incluyen opcionalmente el canal de efectos de baja frecuencia extra (LFE). Los dos últimos con sonido envolvente estéreo utilizan opcionalmente la codificación matricial Dolby Digital EX para agregar un canal envolvente trasero adicional.

Muchos decodificadores Dolby Digital están equipados con downmixing para distribuir canales codificados a los altavoces. Esto incluye funciones como reproducir información de sonido envolvente a través de los altavoces frontales si los altavoces de sonido envolvente no están disponibles y distribuir el canal central a la izquierda y la derecha si no hay altavoz central disponible. Cuando se envía a equipos separados a través de una conexión de 2 canales, un decodificador Dolby Digital puede codificar opcionalmente la salida usando Dolby Surround para preservar la información envolvente.

El '.1' en 5.1, 7.1, etc. se refiere al canal LFE, que también es un canal discreto.

Aplicaciones [ editar ]

El audio Dolby Digital se utiliza en DVD-Video y otros medios puramente digitales, como el cine en casa. En este formato, el flujo de bits AC-3 se entrelaza con los flujos de bits de video y control.

El sistema se utiliza en aplicaciones con ancho de banda limitado distintas del DVD-Video, como la televisión digital. El estándar AC-3 permite una velocidad de bits codificada máxima de 640 kbit / s. Las impresiones de película de 35 mm utilizan una velocidad fija de 320 kbit / s, que es la misma que la velocidad de bits máxima para MP3 de 2 canales . Los discos DVD-Video están limitados a 448 kbit / s, aunque muchos reproductores pueden reproducir con éxito flujos de bits de mayor velocidad (que no cumplen con la especificación de DVD). El HD DVD limita AC-3 a 448 kbit / s. Los estándares de cable digital y ATSC limitan AC-3 a 448 kbit / s. El Blu-ray Disc, la PlayStation 3 y la consola de juegos Xbox pueden emitir una señal AC-3 a 640 kbit / s completos. Algunos juegos de la consola Sony PlayStation 2 también pueden emitir audio estándar AC-3, principalmente durante las escenas de corte pre-renderizadas.

Dolby es parte de un grupo de organizaciones involucradas en el desarrollo de AAC (Advanced Audio Coding), parte de las especificaciones MPEG y considerado el sucesor de MP3.

Dolby Digital Plus (DD-Plus) y TrueHD se admiten en HD DVD, como códecs obligatorios, y en Blu-ray Disc, como códecs opcionales.

Tecnologías Dolby en formatos de medios empaquetados [ editar ]

HD DVDdisco de Blu-rayDVD-VideoDVD de audioDisco láser
CódecAsistencia al jugadorCanales (max)Tasa de bits máximaAsistencia al jugadorCanales (max)Tasa de bits máximaAsistencia al jugadorCanales (max)Tasa de bits máximaAsistencia al jugadorCanales (max)Tasa de bits máximaAsistencia al jugadorCanales (max)Tasa de bits máxima
Dolby DigitalObligatorio5.1504 kbit / sObligatorio5.1640 kbit / sObligatorio5.1448 kbit / sOpcional en la zona de video para compatibilidad de reproducción en reproductores de DVD-Video5.1448 kbit / sOpcional5.1384 kbit / s
Dolby Digital Plus7.13 Mbit / sOpcional7.11,7 Mbit / s
N / A
Dolby TrueHD7.118 Mbit / s7.118 Mbit / s

AC3RF [ editar ]

En el mundo de LaserDisc, AC3RF es el término que se utiliza ampliamente en conectores de reproductores compatibles con Dolby Digital. [36] Los demoduladores y receptores específicos de la era del LaserDisc (desde la década de 1990 hasta principios de la de 2000) también incluyen la ubicación de este término en los conectores. [36]

Los títulos de LaserDisc con pistas Dolby Digital a menudo tienen el logotipo THX en sus portadas.

Detalles técnicos [ editar ]

El diseño de datos de AC-3 se describe mediante un lenguaje simplificado " similar a C " en las especificaciones oficiales. Un flujo AC-3 es una serie de cuadros; el código de tamaño de trama se utiliza junto con el código de frecuencia de muestreo para determinar el número de palabras (de 2 bytes) antes de la siguiente palabra de sincronización. Los bloques de canal pueden ser largos, en cuyo caso el bloque completo se procesa como una sola transformada de coseno discreta modificada , o cortos, en cuyo caso se realizan dos transformaciones de media longitud en el bloque. A continuación se muestra un encabezado AC-3 simplificado. Una descripción detallada se encuentra en el ATSC "Estándar de compresión de audio digital (AC-3) (E-AC-3)" , sección 5.4.

Nombre del campo# de bitsDescripción
Syncworddieciséis0x0B77, la transmisión de datos se deja en primer lugar: big endian
Verificación de redundancia cíclicadieciséis
Frecuencia de muestreo2'11' = reservado '10' = 32 kHz '01' = 44,1 '00' = 48
Código de tamaño de cuadro6
Identificación de flujo de bits5
Modo de flujo de bits3'000' = servicio de audio principal
Modo de codificación de audio3'010' = orden de canal izquierdo, derecho
Nivel de mezcla central2
Nivel de mezcla envolvente2
Modo Dolby Surround2'00' = no indicado '01' = sin codificación envolvente '10' = sí, codificación envolvente

Licencia [ editar ]

AC3 estaba cubierto por patentes (vencidas desde marzo de 2017). Las patentes se utilizaron para solicitar el pago de una licencia comercial para publicar una aplicación que decodifica AC3. Esto llevó a algunos desarrolladores de aplicaciones de audio a prohibir AC3 en sus aplicaciones, aunque el reproductor multimedia VLC de código abierto admitía audio AC-3 sin haber pagado ningún tipo de tarifa de licencia de patente. [37]

En las presentaciones S-1 originales y enmendadas de Dolby de 2005 ante la SEC, Dolby reconoció que "las patentes relacionadas con nuestras tecnologías Dolby Digital vencen entre 2008 y 2017". [38] [39] [40]

La última patente que cubría AC-3 expiró el 20 de marzo de 2017, por lo que ahora es de uso gratuito. [41] [42]

Implementación de código abierto [ editar ]

Un decodificador de flujo ATSC A / 52 (AC3) gratuito , liba52 , está disponible bajo la Licencia Pública General GNU . FFmpeg y el reproductor multimedia VLC incluyen cada uno un código para manejar AC-3.

Ver también [ editar ]

  • C-Media : productor de conjuntos de chips de audio DDL utilizados en muchas tarjetas de sonido y placas base.
  • Dialnorm : parámetro de metadatos Dolby Digital que controla la ganancia del decodificador
  • Dolby Laboratories - historia de la empresa y desarrollo tecnológico
  • Sistema de reducción de ruido Dolby : grabación analógica en cinta magnética, incluidas cintas de casete compactas
  • Dolby Stereo : primer sistema de sonido envolvente analógico de cine
  • Dolby SR : grabación analógica profesional en cinta magnética
  • Dolby Surround - rebautizado como Pro Logic en 1987
  • Dolby Pro Logic : versión para el consumidor del sistema de sonido envolvente analógico Dolby Stereo
  • Dolby TrueHD : códec sin pérdidas para HD DVD y Blu-ray Disc
  • Dolby E : permite comprimir de 6 a 8 canales de audio en un flujo de audio digital AES-EBU
  • DTS (sistema de sonido) - anteriormente Digital Theater Systems
  • Cine en casa
  • Altoparlante
  • SoundStorm : un codificador AC-3 en tiempo real incluido en ciertas placas base nForce2
  • gracias

Referencias [ editar ]

  1. ^ Andersen, Robert Loring; Crockett, Brett Graham; Davidson, Grant A .; Davis, Mark Franklin; Fielder, Louis D .; Turner, Stephen C .; Vinton, Mark S .; Williams, Phillip (octubre de 2004). "Introducción a Dolby Digital Plus, una mejora del sistema de codificación Dolby Digital" (PDF) . Convención de la Sociedad de Ingeniería de Audio (117ª Convención AES): 1–29 . Consultado el 17 de octubre de 2019 .
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  13. ^ "Dolby - Dolby Digital Cinema Detalles" . Dolby Laboratories .
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Enlaces externos [ editar ]

  • Sitio web oficial , Dolby Laboratories
  • Estándares ATSC
  • Estándar de compresión de audio digital (AC-3, E-AC-3) en el sitio web de ATSC