Кіріспе
Матрицалық декодирование – бұл аудио технологиясы, онда дискретті аудио арналардың шағын саны (мысалы, 2) ойнату кезінде көптеген арналарға (мысалы, 5) айналдырылады. Арналар әдетте, бірақ әрқашан емес, кодтағыш арқылы беру немесе жазу үшін реттеледі және декодер арқылы ойнату үшін декодталады. Бұл технологияның мақсаты – квадрофониялық дыбыс немесе айналмалы дыбыс сияқты көп арналы аудионы стерео сигналда кодтауға және осылайша стерео жабдықта стерео ретінде, ал айналмалы дыбыс жабдықта айналмалы дыбыс ретінде ойнатуға мүмкіндік беру. Бұл "үйлесімді" көп арналы аудио.
Процесс
Матрицалық кодтау бірнеше арнаны аз арнаға ақпарат жоғалтпай кодтауға мүмкіндік бермейді: 5 арнаны 2-ге (немесе тіпті 3 арнаны 2-ге) ақпарат жоғалтпастан сыйдыру мүмкін емес, себебі бұл өлшемдерді қысқартады: декодталған сигналдар тәуелсіз болмайды. Мақсаты – декодталғанда қоршаған дыбысқа жақын, сонымен қатар жақсы (немесе тіпті одан да жақсы) стерео дыбыс беретін нәрсені кодтау.
Хафлер схемасы (2:2:4)
Декодтаудың ең ерте және қарапайым түрі – Hafler схемасы, ол қалыпты стерео жазбадан (2:2:4) кері арналарды шығаруға арналған. Ол тек декодтау үшін қолданылды (дыбысты кодтау қарастырылмады).
Декодтау матрицасы
Декодтау матрицасы Сол Алдыңғы Оң Алдыңғы Сол Артқы Оң Артқы Сол Жалпы 1.0 0.0 1.0 1.0 Оң Жалпы 0.0 1.0 1.0 1.0
Динаквадтық матрица (2:2:4) / (4:2:4)
1969 жылы ұсынылған Dynaquad матрицасы Hafler схемасына негізделген, бірақ кейбір альбомдарда 4 дыбыс арнасын (4:2:4) ерекше кодтау үшін де қолданылған.
Кодтау матрицасы
Матрица Сол алдыңғы Оң алдыңғы Сол артқы Оң артқы Сол жалпы 1,0 0,25 1,0 0,5 Оң жалпы 0,25 1,0 0,5 1,0
Декодтау матрицасы
Матрица Сол алдыңғы Оң алдыңғы Сол артқы Оң артқы Сол жалпы 1.0 0.0 0.64 0.36 Оң жалпы 0.0 1.0 0.36 0.64
Электро- дауысты стерео-4 матрицасы (2:2:4) / (4:2:4)
Stereo 4 матрицасын Леонард Фельдман мен Джон Фикслер 1970 жылы ойлап тапты және Electro Voice мен Radio Shack компаниялары сатты. Бұл матрица көптеген винилдік альбомдарда 4 дыбыс арнасын кодтау үшін қолданылды (4:2:4).
Кодтау матрицасы
Матрица Сол Алдыңғы Оң Алдыңғы Сол Артқы Оң Артқы Сол Жалпы 1.0 0.3 1.0 0.5 Оң Жалпы 0.3 1.0 0.5 1.0
Орындық кодтаушысы
360° шеңбердегі барлық позицияны кодтайтын N/2 кодтаушысы 16 кіріс портына ие болды, олардың әрқайсысын қажетті бағытқа дәл реттеуге болады, нәтижесінде оңтайландырылған кодтау жасалады.
Лондондық қоршау
Ол орталық қорғаушыны (Center Back) осылай кодтады, моно ойнату кезінде оның әсері жойылмады, сондықтан оның шығысы көбінесе Позициялық кодтаушы (Position Encoder) немесе Алға бағытталған кодтаушымен (Forward Oriented encoder) біріктірілді. 1972 жылдан кейін SQ кодталған (SQ Encoded) альбомдардың көп бөлігі Позициялық кодтаушы немесе Алға бағытталған кодтаушымен біріктірілді.
Гент микрофоны
Сонымен қатар, CBS Neumann QM 69 микрофонын қолданатын кеңістіктік дыбыс жүйесі – SQ Ghent микрофонын жасады. QM 69 микрофонынан алынған сигналдар айырмашылыққа түсіріліп, содан кейін 2-арналы SQ үшін фазалық матрицаға өңделді. Ghent микрофоны SQ-ны матрицадан ядроға түрлендірді, сондай-ақ N:3:4 деңгейіндегі өнімділікті қамтамасыз ету үшін қосымша сигнал алуға мүмкіндік берді.
Жалпыға бірдей SQ
1976 жылы Бен Бауэр USQ, немесе Universal SQ-ға матрицалық және дискретті жүйелерді біріктірді. Бұл 4x4x4 дискретті матрицасы, ол SQ матрицасын негізгі жолақ ретінде пайдаланып, "T" және "Q" деп аталатын қосымша айырмашылық сигналдарын қолдана отырып, дискретті квадрофоникалық FM хабарларын таратуға мүмкіндік берді. USQ FM хабарларын тарату үшін қосымша "T" модуляциясы стандартты стерео айырмашылық сигналына квадратурада 38 кГц жиілігінде, ал "Q" модуляциясы 76 кГц жиілігіндегі тасымалдаушыға орналастырылды. Стандартты 2 арналы SQ Matrix хабарларын тарату үшін CBS, SQ кодталған сигналдарды көрсету және тыңдаушылардың логикалық декодерін қосу үшін, әдеттегі пилоттық тонға квадратурада 19 кГц жиілігінде қосымша пилоттық тонды орналастыруды ұсынды. CBS, FCC жүргізген төрт каналды хабар тарату ұсыныстарының тыңдау сынақтарында, CBS Paramatrix декодерімен кодталған 4:2:4 SQ жүйесі, логикасыз 4:3:4 және басқа барлық 4:2:4 (логикамен) жүйелерден жоғары нәтиже көрсеткендігіне және дискретті мастер-таспаның өнімділігіне өте жақын болғандықтан, SQ жүйесін төрт дауысты FM стандарты ретінде таңдауды ұсынды. Сонымен қатар, SQ жүйесінің стерео және моноға "қайта оралуы" 4:4:4, 4:3:4 және басқа 4:2:4 кодтау жүйелеріне қарағанда жақсырақ болды.
Tate DES декодері
Тейт ДЭС деп те аталатын Бағытты жақсарту жүйесі – негізгі SQ матрицасының бағыттылығын күшейтуге арналған жетілдірілген декодер болды. Ол бастапқыда SQ декодерінің төрт шығысын матрицалап, қосымша сигналдарды тудырды, содан кейін олардың амплитудаларын салыстырып, басым бағытты және оның күшін анықтады. Тейт интегралды схемаларынан тыс іске асырылған процессорлық бөлім, басқару сигналдарына өзгермелі шабуыл/тоқтату уақытын қолданды және бағыттылықты күшейту үшін қажетті "B" (Blend) матрицаларының коэффициенттерін есептеді. Бұл сигналдар Matrix Multiplier интегралды схемаларындағы нақты аналогты көбейтушілер арқылы өңделді, кіріс матрицасын "B" матрицаларымен көбейтіп, барлық басым дыбыстардың бағыттылығын арттырған шығыстарды жасады. DES энергия сферасының үш бағытын бір мезгілде тани білгендіктен және дыбыстарды жақсырақ ажырата алғандықтан, өте кең және "дискретті" дыбыс өрісін құрды. Сонымен қатар, күшейту жеткілікті күрделілікпен жасалғандықтан, басым емес дыбыстар өз деңгейінде сақталды. Dolby компаниясы 1986 жылға дейін өз театр процессорларында Тейт ДЭС интегралды схемаларын пайдаланды, содан кейін Pro Logic жүйесін әзірледі. Алайда, кешігулер мен мәселелер Тейт ДЭС интегралды схемаларын 1970 жылдардың соңына дейін нарыққа шығармай кешіктірді, және оларды қолданатын тек екі тұтынушы декодері жасалды: Audionics Space & Image Composer және Fosgate Tate II 101A. Fosgate жаңартылған, жылдамырақ нұсқасын – Тейт II интегралды схемасын және толық 360 градусқа дейін дыбыстарды ажыратуды жақсартатын қосымша схемаларды қолданды. SQ декодерлеріне тән, бағыттылықты күшейту үшін шығыс деңгейлерін өзгертуге қарағанда, Тейт ДЭС басым бағыттылыққа байланысты SQ сигналының араласуын жойды, басым емес дыбыстар мен реверберацияны олардың дұрыс кеңістіктік орналасуында, дұрыс деңгейде сақтап қалды.