Dolby Atmos, HDMI, SPDIF

Introduction Dolby Audio

Codec

Dolby Digital (AC-3) atau DD menggunakan codec barbasis MDCT (Modified Discreete Cosine Transform), pada tahun 1991, diama kemudian digunakan juga oleh codec MP3 (1993) dan codec AAC (1998).

Dolby Digital (AC-3) umumnya menggunakan 6 channel (5.1) yaitu 3 normal speaker [20 Hz - 20 kHz] di depan (left, center, right), 2 speaker disamping (left surround, right surround), serta 1 subwoofer low frequency [20 Hz - 120 Hz] di depan.

Dolby Digital di-encode biasanya di 192 kbps (stereo) dan 384 - 600 kbps (5.1).

Dolby Digital Plus (E-AC-3) atau DD+ menggunakan codec yang lebih efisien daripada DD.  Untuk stereo hanya 96 kbps - 128 kbps dan 192 kbps - 256 kbps (untuk 5.1).

Disamping itu DD+ juga bisa membawa channel 7.1, juga bisa support Dolby Atmos.

Decoders yang support DD+ pasti support DD, namun tidak sebaliknya.

Dolby TrueHD (MLP) adalah codec yang lossless yang digunakan oleh UHD Blueray. Dolby TrueHD mensupport 24 bit audio sampling pada rate 44.1 kHz sampai 192 kHz. Sehingga bitrate nya maksimum bisa mencapai 18 Mbps.

Broadcaster saat ini menggunakan DD ataupun DD+. Jika Broadcaster ingin implementasi Dolby Atmot satu-satunya cara adalah menggunakan coded DD+.

Dolby Atmos

Dolby Atmos bukan codec! Tapi deskripsi tentang bagaimana menrekonstruk audio disisi penerima sehingga memberikan efek yang lebih baik. Codec yang digunakan pilihannya hanya DD+ atau Dolby TrueHD.

S/PDIF

Sony/Philips Digital Interconnect Format adalah interface yang digunakan untuk mendeliver audio PCM dengan 2 channel uncompressed, atau DD 5.1 compressed. S/PDIF tidak mampu membawa DD+, sehingga otomatis tidak mensupport Dolby Atmos.

Alasan lain kenapa S/PDIF tidak support untuk Atmos, arena dari Sink Device (SoundBar) tidak ada return channel ke Source Device (STB, TV) tentang kemampuan decoder Sink Device, karena S/PDIF sifatnya satu arah, dari Source ke Sink. Disamping itu bandwidht juga terbatas 6 Mbps.

Kesimpulan

	Dolby Digital	Dolby Digital Plus	Dolby TrueHD
Stereo	✔	✔	✔
5.1	✔	✔	✔
7.1		✔	✔
Dolby Atmos		✔	✔
Lossless			✔
S/PDIF	✔

 

SIGNALLING DOLBY 

HDMI menambahkan kemampuan forward E-EDID (Enhanced Extended Display Identification Data) bagi Sink Device (TV atau Soundbar) untuk "menginformasikan" Source Device (spt STB) kemampuan apa yang dimiliki oleh Sink Device (misal hanya support untuk mendecode DD dan DD+ saja).

Audio parameter dikirimkan dalam satu atau lebih SAD (Short Audio Descriptor). Setiap SAD menggambarkan sebuah format audio yang di support spt sampling rate, bit rate dan (untuk PCM) bit depht.

 

Karena Dolby Atmos bukan codec, tetapi informasi Dolby Atmos ini di bawa oleh ekstensi dari Codec nya, dimana dibagian SAD nya ada "audio format specific" yang berisi informasi tentang parameter Dolby Atmos ini.

Kabel HDMI support untuk bisa membawa PCM uncompressed dua channel (stereo), DD 5.1, dan DD+ 7.1, termasuk Dolby TrueHD dan Dolby Atmos.

Sudah umum saaat ini perangkat TV support PCM, DD, dan DD+. Dan sudah umum bagi Sound Bar juga support Dolby TrueHD.

Membawa Dolby di HDMI

Sebagaimana diketahui HDMI memiliki 2 channel dengan 16 bit per channel. Sedangkan Dolby melakukan codec dengan sampling clock 48 kHz, 192 kHz, dan 768 kHz. Dengan demikian bitrate yang tersedia:

2 x 16 bit x 48 kHz = 1.5 Mbps

2 x 16 bit x 192 kHz = 6 Mbps

2 x 16 bit x 768 kHz = 24.5 Mbps

Sample Rate	Max Bit Rate	Supported Dolby Audio Formats
48 kHz	1.5 Mbps	Dolby Digital
192 kHz	6 Mbps	Dolby Digital Plus (with or without Dolby Atmos)
768 kHz	24.5 Mbps	Dolby True HD (with or without Dolby Atmos)

 

Kenapa Tidak Kirim PCM Saja? 

Sebab Dolby memberikan banyak fitur lebih. Selain codec yang lebih efisien, juga ada metadata untuk men-down-mix kan ke stereo, atau bagaimana dynamic range akan di apply di banyak speaker. Disamping itu jika dikirim pakai codec PCM, maka sudah tentu Dolby Atmos tidak bisa digunakan.

HDMI Audio Return Channel

Gambar dibawah antara Sound Bar dengan TV ada HDMI ARC (Audio Return Channel). Jika dikonfigurasi seperti ini maka SoundBar bisa mendapatkan codec yang high speed spt DD+ atau Dolby TrueHD, termasuk bisa mengirimkan balik Dolby Atmos.

HDMI ARC bekerja mirip Forward Channel E-EDID untuk mengindikasikan format audio codec apa saja yang disupport. Bedanya ARC hanya support clock 48 kHz dan 192 kHz, sehingga ARC hanya support DD, DD+ saja, tetapi tidak support Dolby TrueHD, karena TrueHD clock nya 768 kHz.

Gambar dibawahnya pada sebelum ada HDMI ARC maka dari TV ke Soundbar mengguanakan S/PDIF, dimana akan terjadi downgrade dari DD+ atau Dolby TrueHD ke DD, atau PCM. Sudah pasti dalam konteks ini tidak dapat lagi benefit Dolby, tapi hanya bisa stereo 2.0, bukan DD+ 7.1, atau Dolby TrueHD.

Benefit lain dari HDMI ARC ini adalah bisa dimanfaatkan CEC. Dimana Remote yang digunakan hanya Remote TV saja, untuk menghidupkan TV dan Sound Bar sekaligus.

Bagaimana dengan Dolby Atmos, apakah bisa menggunakan HDMI ARC? Jawabannya: bisa! Tetapi codec yang digunakan oleh si Dolby Atmos nya terbatas kepada DD+ saja, tidak bisa Dolby TrueHD.

Source:

https://developer.dolby.com/blog/dolby-audio-over-hdmi-part-1-codecs/

https://developer.dolby.com/blog/dolby-audio-over-hdmi-part-2-signaling-and-carriage/

https://developer.dolby.com/blog/dolby-audio-over-hdmi-part-3-reality/