IEC 61937 伝送の形式の表現

[アーティクル]
05/16/2023

圧縮オーディオ形式を必要とするメディアストレージデバイスの増加に伴い、アプリケーションでは、PC から HDMI や DisplayPort レシーバーなどのデバイスにコンテンツを送信するために、さまざまな新しいエンコードされたオーディオコンテンツを識別、記述、および使用する必要があります。

IEC 61937 互換インターフェイス経由で送信されるエンコードされたオーディオストリームを表すには、アプリケーションで以下を提供する必要があります。

送信するエンコードされたオーディオストリームの特性。
ターゲットデバイス上のデコードされたオーディオストリームの特性。

Windows Vista 以前の Windows オペレーティングシステムでは、アプリケーションは、チャネルの数、サンプルサイズ、および形式を使用するオーディオストリームのデータレートからオーディオ形式の品質レベルを推測することができます。 PCM 形式の場合、この情報は、形式を指定する WAVEFORMATEX 構造体の nChannels、nSamplesPerSec、および nAvgBytesPerSec メンバーから入手できます。 PCM 以外の形式の場合、これら 3 つのメンバーは、圧縮されたデータに関する情報をオーディオストリームに格納するようにコマンドが実行されています。このため、WAVEFORMATEX 構造体には、ストリームの圧縮解除と再生後の非 PCM オーディオストリームの有効なチャネル数、サンプルサイズ、およびデータレートに関する情報が不足しています。この構造の情報に基づいて、ユーザーまたはアプリケーションが、非 PCM ストリームの品質レベルを推測するのが困難な場合があります。

WAVEFORMATEX は、追加のストリーム特性を提供するために WAVEFORMATEXTENSIBLE 構造体に拡張されました。ただし、この構造も、単一の特性セットを表し、非圧縮のマルチチャネル PCM データに使用されるため、IEC 61937 伝送のストリームを記述する場合に適切なものではありません。

Windows 7 では、オペレーティングシステムは、WAVEFORMATEXTENSIBLE 構造体を拡張して 2 セットのオーディオストリーム特性 (転送前のエンコードされたオーディオ形式とデコード後のオーディオストリームの特性) を格納する新しい構造体、WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 のサポートを提供することで、この問題に対処しています。新しい構造体は、非 PCM 形式の有効なチャネル数、サンプルサイズ、およびデータレートを明示的に指定します。この情報を使用するとアプリケーションでは、圧縮解除して再生した後に、PCM 以外のストリームの品質レベルを推測できます。

WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 構造体は、Windows 7 SDK に含まれる KsMedia.h ヘッダーで宣言されています。 FormatExt メンバーは、送信するストリームの特性を格納する WAVEFORMATEXTENSIBLE 構造体です。 WAVEFORMATEXTENSIBLE 構造体の Format メンバーは、WAVEFORMATEX 構造体です。この WAVEFORMATEX および WAVEFORMATEXTENSIBLE の内容は、構造体を WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 構造体として解釈できるかどうかをアプリケーションに示します。 WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 構造体の場合:

WAVEFORMATEX の wFormatTag メンバーには、WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE (FormatExt.Format.wFormatTag = WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE) が含まれている必要があります。
WAVEFORMATEXTENSIBLE 構造体の SubFormat メンバーは、送信するエンコードされた形式の GUID を指定します。たとえば、FormatExt.SubFormat = KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_DIGITAL は、Dolby Digital Plus 形式を示します。サポートされている GUID については、「SubFormat GUID」を参照してください。
WAVEFORMATEX の cbSize メンバーによって示されるサイズは 34 バイトです。 (FormatExt.Format.cbSize = 34). WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 の合計サイズは 52 バイトです。

WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 の dwEncodedSamplesPerSec、dwEncodedChannelCount、dwAverageBytesPerSec メンバーは、デコード後のオーディオストリームのストリームのサンプリングレート、チャネル数、バイト単位でのビットレートを記述します。

SubFormat GUID

Windows 7 では、KsMedia.h ヘッダーには、CEA-861-D によって定義された圧縮オーディオ形式の SubFormat GUID の定義が含まれています。 GUID は、WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 構造体 (WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937.FormatExt.Subformat) の FormatExt メンバーで指定された WAVEFORMATEXTENSIBLE の SubFormat メンバーで指定されます。

標準の IEC 61937 でエンコードされたオーディオ形式として使用できる圧縮オーディオ形式の GUID を、次の表に示しています。これらの形式は、Windows の既存の Active Coding 3 (AC-3) 形式と Digital Theater Sound (DTS) 形式に似ています。

CEA 861 型	SubFormat GUID	説明
0x00		ストリームを参照してください。
0x01	00000000-0000-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_WAVEFORMATEX	IEC 60958 PCM
0x02	00000092-0000-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_DIGITAL	AC-3
0x03	00000003-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_MPEG1	MPEG-1 (階層 1 と 2)
0x04	00000004-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_MPEG3	MPEG-3 (階層 3)
0x05	00000005-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_MPEG2	MPEG-2 (マルチチャネル)
0x06	00000006-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_AAC	高度なオーディオコーディング (ADTS の MPEG-2/4 AAC)
0x07	00000008-0000-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DTS	DTS
0x0a	0000000a-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_DIGITAL_PLUS	Dolby Digital Plus
0x0a	0000010a-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_DIGITAL_PLUS_ATMOS	Dolby Digital Plus でエンコードされた Dolby Atmos
0x0f		未使用の予約済み

高ビットレートのオーディオサンプルパケットで送信される圧縮オーディオ形式の GUID を、次の表に示しています。

CEA 861 型	SubFormat GUID	説明
0x0b	0000000b-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DTS_HD	DTS-HD (24 ビット、96 Khz)
0x0c	0000000c-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_MLP	Dolby MAT 1.0: Dolby TrueHD (MLP: メリディアンロスレスパッキング) – 24 ビット 192KHz/最大 18 Mbps、8 チャネル)
0x0c	0000010c-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_MAT20	Dolby MAT 2.0: Dolby TrueHD – 24 ビット 192KHz/最大 18 Mbps、8 チャネル、または最大 24 Mbps の LPCM。
0x0c	0000030c-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_MAT21	Dolby MAT 2.1: Dolby TrueHD – 24 ビット 192KHz/最大 18 Mbps、8 チャネル、または最大 24 Mbps の LPCM。
0x0e	00000164-0000-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_WMA_PRO	Windows Media Audio (WMA) Pro
0x0b	0000000b-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DTS_HD	DTS HD
0x0b	0000010b-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DTSX_E1	DTS:X E1
0x0b	0000030b-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DTSX_E2	DTS:X E2

Microsoft が提供する HD オーディオクラスドライバーは、PCM、AC3、DTS、AAC、Dolby Digital Plus、WMA Pro、MAT(MLP) 形式をサポートしています。 HD オーディオクラスドライバーでサポートされておらず、サードパーティのソリューションで実装することがが可能な圧縮オーディオ形式の GUID を、次の表に示しています。

CEA 861 型	SubFormat GUID	説明
0x08	00000008-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_ATRAC	アダプティブトランスフォームアコースティックコーディング (ATRAC)
0x09	00000009-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_ONE_BIT_AUDIO	1 ビットオーディオ
0x0D	0000000d-0cea-0010-8000-00aa00389b71 KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DST	ダイレクトストリームトランスポート (DST)—可逆圧縮 DSD (ダイレクトストリームデジタル)。

Dolby Digital Plus 形式

Dolby Digital Plus コンテンツが IEC 60958 経由で送信される場合、リンクサンプリングレートはコンテンツのサンプリングレートの 4 倍である必要があります。 Dolby Digital Plus は、32 KHz、44.1 KHz、48 KHz のコンテンツサンプルレートをサポートしています。 HDMI などのインターフェイスは、128 KHz (32 KHz x 4) をサポートしていないため、サポートできるコンテンツサンプルレートが 44.1 および 48 KHz のみとなっています。

次の例では、48 KHz のコンテンツサンプルレートで Dolby Digital Plus 形式を表す WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 構造体のアプリケーションによって設定された値を示しています。

WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 wfext;
Wfext.FormatExt.Format.wFormatTag = WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE;
wfext.FormatExt.Format.nChannels = 2;              // One IEC 60958 Line.
wfext.FormatExt.Format.nSamplesPerSec = 192000;    // Link runs at 192 KHz.
wfext.FormatExt.Format.nAvgBytesPerSec = 768000;   // 192 KHz * 4.
wfext.FormatExt.Format.nBlockAlign = 4;            // 16 bits * 2 channels.
wfext.FormatExt.Format.wBitsPerSample = 16;        // Always at 16 bits over IEC 60958.
wfext.FormatExt.Format.cbSize = 34;                // Indicates that Format is part of a 
                                                   // WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 structure.
wfext.FormatExt.Samples.wValidBitsPerSample = 16;
wfext.FormatExt.dwChannelMask = KSAUDIO_SPEAKER_5POINT1;    // Dolby 5.1 Surround.
wfext.FormatExt.SubFormat = KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_DIGITAL_PLUS;
wfext.dwEncodedSamplesPerSec = 48000;                       // Sample rate of encoded content.
wfext.dwEncodedChannelCount = 6;                            // Encoded data contains 6 channels.
wfext.dwAverageBytesPerSec = 0;                             // Ignored for this format.

Dolby TrueHD (MAT)

Dolby TrueHD コンテンツは、コンテンツのサンプルレートが 44.1、88.2、176.4kHz の場合は、176.4 kHz/8 チャネル (IEC 60958 フレームレート 705.6 kHz が必要) で、コンテンツのサンプルレートが 48、96、192 kHz の場合は 192kHz/8 チャンネル (IEC 60958 フレームレート 768 kHz が必要) で、IEC 60958 経由で伝送されます。

次の例では、96 KHz のコンテンツサンプルレートで Dolby TrueHD を表すために、WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 構造体のアプリケーションによって設定された値を示しています。

Dolby MAT 1.0

WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 wfext;
Wfext.FormatExt.Format.wFormatTag = WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE;
wfext.FormatExt.Format.nChannels = 8;                // Four IEC 60958 Lines.
wfext.FormatExt.Format.nSamplesPerSec = 192000;      // Link runs at 192 KHz.
wfext.FormatExt.Format.nAvgBytesPerSec = 3072000;    // 192 KHz * 16.
wfext.FormatExt.Format.nBlockAlign = 16;             // 16-bits * 8 channels.
wfext.FormatExt.Format.wBitsPerSample = 16;          // Always at 16 bits over IEC 60958.
wfext.FormatExt.Format.cbSize = 34;                  // Indicates that Format is part of a 
                                                     // WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 structure.
wfext.FormatExt.Samples.wValidBitsPerSample = 16;
wfext.FormatExt.dwChannelMask = KSAUDIO_SPEAKER_7POINT1;    // Dolby 7.1 Surround.
wfext.FormatExt.SubFormat = KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_MLP; // This structure indicates MLP (MAT 1.0) support.
wfext.dwEncodedSamplesPerSec = 96000;                       // Sample rate of encoded content.
wfext.dwEncodedChannelCount = 8;                            // Encoded data contains 8 channels.
wfext.dwAverageBytesPerSec = 0;                             // Ignored for this format.

Dolby MAT 2.0

WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 wfext;
Wfext.FormatExt.Format.wFormatTag = WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE;
wfext.FormatExt.Format.nChannels = 8;                // Four IEC 60958 Lines.
wfext.FormatExt.Format.nSamplesPerSec = 192000;      // Link runs at 192 KHz.
wfext.FormatExt.Format.nAvgBytesPerSec = 3072000;    // 192 KHz * 16.
wfext.FormatExt.Format.nBlockAlign = 16;             // 16-bits * 8 channels.
wfext.FormatExt.Format.wBitsPerSample = 16;          // Always at 16 bits over IEC 60958.
wfext.FormatExt.Format.cbSize = 34;                  // Indicates that Format is part of a 
                                                     // WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 structure.
wfext.FormatExt.Samples.wValidBitsPerSample = 16;
wfext.FormatExt.dwChannelMask = KSAUDIO_SPEAKER_7POINT1;    // Dolby 7.1 Surround.
wfext.FormatExt.SubFormat = KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_MAT20; // This structure indicates MAT 2.0 support.
wfext.dwEncodedSamplesPerSec = 96000;                       // Sample rate of encoded content.
wfext.dwEncodedChannelCount = 8;                            // Encoded data contains 8 channels.
wfext.dwAverageBytesPerSec = 0;                             // Ignored for this format.

Dolby MAT 2.1

WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 wfext;
Wfext.FormatExt.Format.wFormatTag = WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE;
wfext.FormatExt.Format.nChannels = 8;                // Four IEC 60958 Lines.
wfext.FormatExt.Format.nSamplesPerSec = 192000;      // Link runs at 192 KHz.
wfext.FormatExt.Format.nAvgBytesPerSec = 3072000;    // 192 KHz * 16.
wfext.FormatExt.Format.nBlockAlign = 16;             // 16-bits * 8 channels.
wfext.FormatExt.Format.wBitsPerSample = 16;          // Always at 16 bits over IEC 60958.
wfext.FormatExt.Format.cbSize = 34;                  // Indicates that Format is part of a 
                                                     // WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 structure.
wfext.FormatExt.Samples.wValidBitsPerSample = 16;
wfext.FormatExt.dwChannelMask = KSAUDIO_SPEAKER_7POINT1;    // Dolby 7.1 Surround.
wfext.FormatExt.SubFormat = KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_DOLBY_MAT21; // This structure indicates MAT 2.1 support.
wfext.dwEncodedSamplesPerSec = 96000;                       // Sample rate of encoded content.
wfext.dwEncodedChannelCount = 8;                            // Encoded data contains 8 channels.
wfext.dwAverageBytesPerSec = 0;                             // Ignored for this format.

Note

あるバージョンの Dolby MAT のサポートは、それより低いバージョン番号の Dolby MAT のサポートを意味するものではありません。 Dolby MAT 2.1 は、以前のバージョンの Dolby MAT と下位互換性があるため、Dolby MAT 2.1 のサポートを示すクラスドライバーは、通常、ドルビー MAT 2.0 と Dolby MAT 1.0 をサポートしていることも示し、バージョンごとに個別の WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 構造体が使用されます。

WMA Pro

WMA Pro オーディオコンテンツは、次の表に示す 4 つのプロファイルのいずれかでエンコードできます。

プロフィール	プロパティ - 値	説明
M0	最大ビットレート – 192000 bps 最大サンプリングレート – 48 KHz 最大チャネル数 – 2 最大バッファーサイズ – 600*1024 ビットフレームあたりの最大サンプル数 – 2048 フレームあたりの最大ビット数 - 655536	無線での音楽やストリーミングに推奨されます。オーディオフレームの最大ビットレートは 1536000 bps です。
M1	最大ビットレート – 385000 bps 最大サンプリングレート – 48 KHz 最大チャネル数 – 6 最大バッファーサイズ – 600*1024 ビットフレームあたりの最大サンプル数 – 4096 フレームあたりの最大ビット数 - 131072	サラウンドサウンドの標準画質ムービーに推奨されます。オーディオフレームの最大ビットレートは 1536000 bps です。
M2	最大ビットレート – 769000 bps 最大サンプリングレート – 96 KHz 最大チャネル数 – 6 最大バッファーサイズ – 1200*1024 ビットフレームあたりの最大サンプル数 – 4096 フレームあたりの最大ビット数 - 131072	サラウンドサウンドの高画質ムービーに推奨されます。オーディオフレームの最大レートは 3072000 bps です。
M3	最大ビットレート – 3000000 bps 最大サンプリングレート – 96 KHz 最大チャネル数 – 8 最大バッファーサイズ – 2400*1024 ビットフレームあたりの最大サンプル数 – 4096 フレームあたりの最大ビット数 - 131072	デジタルシアターに推奨されます。オーディオフレームの最大レートは 3072000 bps です。

M0 および M1 プロファイルは、48 KHz/16 ビット/ステレオ (1536000 bps) IEC 60958 ストリームに収まります。 M2 および M3 プロファイルは、96 KHz/16 ビット/ステレオ (3072000 bps) IEC 60958 ストリームに収まります。

次の例では、WMA Pro を M2 プロファイルとして表すために、WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 構造体のアプリケーションによって設定された値を示しています。

WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 wfext;
Wfext.FormatExt.Format.wFormatTag = WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE;
wfext.FormatExt.Format.nChannels = 2;             // One IEC 60958 Line.
wfext.FormatExt.Format.nSamplesPerSec = 96000;    // Link runs at 96 KHz.
wfext.FormatExt.Format.nAvgBytesPerSec = 384000;  // 96 KHz * 4.
wfext.FormatExt.Format.nBlockAlign = 4;           // 16 bits * 8 channels.
wfext.FormatExt.Format.wBitsPerSample = 16;       // Always at 16 bits over link.
wfext.FormatExt.Format.cbSize = 34;               // Indicates that Format is part of a 
                                                  // WAVEFORMATEXTENSIBLE_IEC61937 structure.
wfext.FormatExt.Samples.wValidBitsPerSample = 16;
wfext.FormatExt.dwChannelMask = KSAUDIO_SPEAKER_5POINT1;    // 5.1 Surround.
wfext.FormatExt.SubFormat = KSDATAFORMAT_SUBTYPE_IEC61937_WMA_PRO;
wfext.dwEncodedSamplesPerSec = 96000;                       // Sample rate of encoded content.
wfext.dwEncodedChannelCount = 6;                            // Encoded data contains 6 channels.
wfext.dwAverageBytesPerSec = 0;                             // Ignored for this format.

デバイス形式

プロフィール	プロパティ - 値	説明
M0	最大ビットレート – 192000 bps 最大サンプリングレート – 48 KHz 最大チャネル数 – 2 最大バッファーサイズ – 600*1024 ビットフレームあたりの最大サンプル数 – 2048 フレームあたりの最大ビット数 - 655536	無線での音楽やストリーミングに推奨されます。オーディオフレームの最大ビットレートは 1536000 bps です。
M1	最大ビットレート – 385000 bps 最大サンプリングレート – 48 KHz 最大チャネル数 – 6 最大バッファーサイズ – 600*1024 ビットフレームあたりの最大サンプル数 – 4096 フレームあたりの最大ビット数 - 131072	サラウンドサウンドの標準画質ムービーに推奨されます。オーディオフレームの最大ビットレートは 1536000 bps です。
M2	最大ビットレート – 769000 bps 最大サンプリングレート – 96 KHz 最大チャネル数 – 6 最大バッファーサイズ – 1200*1024 ビットフレームあたりの最大サンプル数 – 4096 フレームあたりの最大ビット数 - 131072	サラウンドサウンドの高画質ムービーに推奨されます。オーディオフレームの最大レートは 3072000 bps です。
M3	最大ビットレート – 3000000 bps 最大サンプリングレート – 96 KHz 最大チャネル数 – 8 最大バッファーサイズ – 2400*1024 ビットフレームあたりの最大サンプル数 – 4096 フレームあたりの最大ビット数 - 131072	デジタルシアターに推奨されます。オーディオフレームの最大レートは 3072000 bps です。

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IEC 61937 伝送の形式の表現

SubFormat GUID

Dolby Digital Plus 形式

Dolby TrueHD (MAT)

WMA Pro

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