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[網路謠言] Dolby AC3 專利快到期了?

根據網路謠言的說法, Dolby AC3 的專利快到期了, 明年大家可以隨便用…

由於美國專利的年限規定, 大約是 17~20 年, 詳情請看 http://www.patent-tutorial.net/node/1114. 所以今年到期的美國專利, 應該是 1992 年獲准, 或是 1989 年申請的. 那麼, 謠言來源應該是針對這兩個專利吧!

“Low bit rate transform code, decoder, and encoder/decoder for high quality audio", USA Patent 5,109,417 and 5,142,656.

不過以網路上的合約範本 (Dolby Digital v.s. Sony) – http://contracts.onecle.com/sonic-foundry/dolby-license-1997-07-28.shtml (網路上真是甚麼都有), 他們簽約的時候, Dolby 授予對方的權利包含下面這些專利, 難道每一隻都過期了嗎?

好像沒有! 剛好只到 5,142,656 會在今年過期. 其中 5,235,671 竟然是 GTE 的專利, 而不是 Dolby 的.

回過頭來看, 爆料者似乎爆過頭了. 萬一大家都亂用 AC3 的專利, 然後被 Dolby 告得半死. 那麼散布此謠言的人, 也沒有好處啊?

其中, Dolby 也有申請台灣的專利. 在歐洲也有好多個同號碼的專利, 假如專利號碼不像電話號碼的可以選號的話, 應該只是互相承認的專利, 然後再不同國家之下都掛一次, 充充場面的吧!

PATENTS
                                    ——-
                   
          Country                              Patent Number
          ——-                              ————-
                                            
          Australia                                631,404      
          Australia                                644,170      
          Australia                                649,786      
          Australia                                653,582      
          Australia                                655,053      
          Australia                                655,535      
          Austria                                  0 524 264      
          Belgium                                0 208 712      
          Belgium                                0 481 374      
          Belgium                                0 524 264      
          Canada                                 1,239,701      
          Canada                                 1,301,337      
          Canada                                 2,026,213      
          Denmark                               0 208 712      
          Denmark                               0 481 374      
          Denmark                               0 524 264      
          France                                   0 208 712      
          France                                   0 455 738      
          France                                   0 481 374      
          France                                   0 524 264      
          Germany                                690 060 11.4    
          Germany                                691 078 41.6    
          Greece                                   0 524 264      
          Italy                                       0 208 712      
          Italy                                       0 524 264      
          Netherlands                            0 455 738      
          Netherlands                            0 524 264      
          Spain                                     0 524 264      
          Sweden                                  0 524 264      
          Switzerland                             0 524 264      
          Taiwan                                    52,047      
          Taiwan                                    53,726      
          Taiwan                                    56,006      
          Taiwan                                    60,430      
          United Kingdom                         0 208 712      
          United Kingdom                         0 455 738      
          United Kingdom                         0 524 264      
          United States of America               4,790,016      
          United States of America               4,914,701      
          United States of America               5,109,417      
          United States of America               5,235,671      
          United States of America               5,274,740      
          United States of America               5,291,557      
          United States of America               5,297,236      
          United States of America               5,357,594      
          United States of America               5,394,473      
          United States of America               5,463,424      
          United States of America               5,479,562  

關於 ETSI (歐洲電信標準協會)

ETSI 全名 European Telecommunications Standards Institute, 功能是制定歐洲電信業的標準, 網址是 www.etsi.org/.

我們可以用它的搜尋功能, 找到對應的規格. http://pda.etsi.org/pda/queryform.asp

只要註冊 e-mail, 就可以搜尋、下載所需要的文件. 每次 download 一個文件, 它就會寄一封到你的註冊信箱. 只要你回信, 他就不會再寄信了. 但是若你 download 了 3 個文件, 都還不回信, 下載的功能就會被封鎖住. 大概是防止機器人吧??

下載的文件有 PDF 和 word 兩種格式, 而且它的頻寬似乎相當大, 速度挺快的.

我比較有機會接觸到的是電視相關的規格, 而 ETSI 的涵蓋範圍包括以下這些:

Technologies

Broadband Wireless Access
Broadcast
DECT
Digital Mobile Radio
EMC
Emergency
Fixed-line Access
Environmental Aspects
GRID
Human Factors
Intelligent Transport
Medical
Mobile
Next Generation Networks
OSA
OSS
Powerline
Protocol Specification
Quality of Service
Quantum Key Distribution
Radio
Regulation & Legislation
Safety
Satellite
Security
Smart Cards
Testing
TETRA

Dolby Metadata 小檔案

 本文參考 “A Guide to Metadata“ , 幫助大家瞭解什麼是 metadata, 若是不瞭解它, 就不知道 Dolby Pulse 和 HE-AAC 的不同.

在 Dolby Digital (AC3) 裡面, 只支援部分的 metadata, 此為 consumer metadata. 只有 Dolby E 才支援完整的 professional metadata. 這些 metadata 有甚麼用呢? 簡言之就是提供消費性電子產品的終端使用者, 一個對音樂比較好的體驗. 比方說, 對白的音量大小 (dialogue normalization)、DRC (Dynamic Range Control) 等等.

原文所舉的例子是在足球場外面轉播時, audio 的資料和伴隨的 metadata 就被壓縮成 Dolby E stream, 傳回到電視台.  (前文提到的 Contribution)

電視台收到 Dolby E stream之後,  將它解壓縮, 就可以得到 audio data / metadata pair. 電視台的後製辦公室 (postproduction studio) 會對這個足球節目作剪接, 加入新的 element (如: 廣告、新聞快報), 再重新壓縮成 Dolby E stream. 傳到主控台 (master control). (前文提到的 Distribution)

主控台會收到一大堆的 Dolby E stream, 每一個都會依據 metadata 重新壓成 broadcast 要用的 bitstream, 此時 metadata 就已經內化在 bit stream 之中了. 這個訊號因為要用在發射, 所以不需要有可調整的 professional metadata, 只剩 consumer metadata. (前文提到的 Emission)

經過 broadcast, 足球節目完美地傳送到了家庭之中, 無論是節目、廣告、新聞快報都有自己的 metadata, 使得音量控制在最佳的狀態.

大致上來說, metadata 對使用者是透明的 (transparent), 但是 DRC 和 down-mix 一定會讓使用者有感覺, 前者可以避免吵到家人或鄰居, 後者會讓聲道變成 2 聲道.

Metadata 一覽表

Metadata Parameter  Professional  Consumer
Program Configuration X 　
Program Description Text X 　
Dialogue Level 　 X
Channel Mode 　 X
LFE Channel 　 X
Bitstream Mode 　 X
Line Mode Compression 　 X
RF Mode Compression 　 X
RF Overmodulation Protection 　 X
Center Downmix Level 　 X
Surround Downmix Level 　 X
Dolby Surround Mode 　 X
Audio Production Information 　 X
Mix Level 　 X
Room Type 　 X
Copyright Bit 　 X
Original Bitstream 　 X
Preferred Stereo Downmix 　 X
Lt/Rt Center Downmix Level 　 X
Lt/Rt Surround Downmix Level 　 X
Lo/Ro Center Downmix Level 　 X
Lo/Ro Surround Downmix Level 　 X
Dolby Surround EX Mode 　 X
A/D Converter Type 　 X
DC Filter X 　
Lowpass Filter X 　
LFE Lowpass Filter X 　
Surround 3 dB Attenuation X 　
Surround Phase Shift X 　
time code note 　
pitch shift note 　

 

note: 表示這個功能存在, 但是 user 無法設定. Pitch shift 滿有趣的. 若是收音的速度比播出的速度慢, 聲音會變尖. 所以用一個小小的 pitch shift 可以讓聲音的音高恢復正常.

 

歐洲的下一代數位電視廣播音訊標準 (Next DVB – Audio Standard)

由於歐洲國家的地面廣播向來各行其是, 因此在規格上比較混亂. 到了數位廣播的時代, 大家的看法也沒有太收斂. 因此幾個不同聯盟都出來制定規範.

根據 EBU (歐洲廣播聯盟) 的文件, 他們把 broadcast chain 分得很細, 包括 production, contribution, distribution 和 emission 等階段. 每個階段又分成 radio, television 和 internet 等不同的應用.

Production: 節目製作.

Contibution: 從 OB van (outside broadcast van, 戶外轉播車) 傳到 broadcast house.

Distribution: 從 broadcast house 到 playout.

Emission: 從 transmitter 到 receiver. 指無線廣播.

經過 phase 1 的篩選, phase 2 只剩下這幾個標準被留下來:

Dolby Digital

Dolby Digital Plus

MPEG Surround Layer 2

AAC/HE-AAC

DTS/DTS-HD

由於 EBU 所制定的規範管不到 home theater, 所以在規範中增加了 transcoding 的條件. 亦即非典型的 AAC, DD+ 之類的 decoder, 不能直接用 raw data 輸出, 要先轉成 DTS 的 1.5 Mbit/s 或 Dolby Digital 的 448 kbit/s. 這樣可以使得舊式的 AV receiver 延續生命, 而不會被民眾痛罵到昏頭.

在評比項目當中, 除了聽覺品質的之外, 實際的壓縮 bit rate 也很重要. 比方說系統給 256 kbps, encoder 老是會多壓出 0.1 kbps, 這樣的系統也會掛掉. 相對地, 無法達到所要求的 bit rate 也不行 (the quality performance cannot be achieved if the bitrates used are not sufficient. ).

最後的評比結果, HE-AAC 可說是大獲全勝. 在 128 kbps 的 extra low bit rate, 還是能夠得到 good~excellent 的評價. HE-AAC 壓在 160 Kbps 的品質, 和其他 decoder 在 320 kbps 表現得一樣好 (除了在一個名叫 “applause" 的 file, HE-AAC 怎麼壓都是 fair 之外, 其他都是  excellent).

相對的, MPEG Surround 雖然用到了一些先進技術, 但是被評價為不合  TV broadcast 的水準, 只能用在 DAB 之類的場合.

根據 Dolby 所提供的資料, 他們自稱 Dolby Digital 和 Dolby Pluse 是在這個測試中表現最好的 decoeder. 其實呢? DTS 的分數在 phase 1 是最高的. 不過這是一場不公平的比較, DTS 用的 bit rate 是 Dolby 的 3、4 倍之多, 因此 phase 2 根本就沒有人和 DTS 一起比較, 算是無視它的存在!

EICTA (Eroupe Information and Communication Technology Industry Association), HD Forum (法國), Nordig (瑞典、挪威、冰島、丹麥、芬蘭), Spanish HD Forum (西班牙), Italian HD Forum (義大利) 這些國家都選了 Dolby Digital PLus 或 HE-AAC + tanscoding 作為他們下一代的 audio 廣播標準.

在某些場合, HE-AAC 的名字可能會被 Dolby Pulse 所取代. 因為打不過 HE-AAC 的 Dolby, 已經把它收錄旗下, 換個名字. 加一點料 (metadata) 後, 重新包裝成自家的產品. 這招著實利害!

CIT 小檔案

Constrained Image Trigger (CIT)  2005 年出現在 ITU 的 draft 標準 “High level Requirements for a Digital Rights Management Bridge to a Home Network" 中. 裡面的文字大概是這樣:

Constrained Image Trigger or “CIT" The field or bits used to trigger the output of a “Constrained Image" in the High Definition Analogue Output of Set Top Boxes.

Constrained Image The visual equivalent of not more than 520,000 Pixels per frame (e.g. an image with resolution of 540 vertical lines by 960 horizontal lines for a 16:9 aspect ratio). A Constrained Image can be output or displayed using video processing techniques such as line doubling or sharpening to improve the perceived quality of the image.

當這個功能打開, Set Top Box (STB) 只能從類比輸出較小的畫面 (960 x 540).

ITU 這邊的進展我還沒有去查證, 不過它已經是 OpenCable 規格的一部分. http://www.cablelabs.com/specifications/archives/OC-SP-MC-IF-C01-050331.pdf

在好萊塢的方面, 他們也在推這個 feature 給美國聯邦政府. 請參考: Arrows in Hollywood’s Video Restrictions Bow, 看來是還沒有通過. 若是一個叫做 SOC (Selectable Output Control) 的功能打開, CIT 就會在類比輸出生效.

如果這個功能被通過了, 當我們從 cable 或是衛星接收藍光光碟片的內容時, 類比輸出只剩 960×450, 縱然使用者買了昂貴的 Full HD LCD TV, 也只能看到 scale up 的較低品質畫面. 至於 SOC 會不會影響到數位輸出呢? 我想是不會, 因為數位的部分可以交由後端的裝置 (如 TV) 把關, 讓高品質畫面不被複製. (假如有山寨 BD player 或 TV 呢?)

我還有個疑問? 現在大家都可以 rip 藍光光碟片, 做出一大堆我們解不完 bug 的 TS (Transport Stream) 檔. 光是加上 CIT, SOC 可以擋住他們嗎?