Опубликовано: 29.05.2019  
   

Форматы сжатия звука. Часть 1.

Сегодня существует огромное количество форм сжатия музыки на компьютере, хотя, конечно, наиболее популярный и всем известный формат это MP3. Рассмотрим менее известные стандарты сжатия звука и попытаемся понять их основные особенности.

Форматы сжатия звука

MP3

(более точно, англ. MPEG-1/2/2.5 Layer 3; но не MPEG-3)

Этот формат был разработан в конце 1980х годов. Он довольно нетребовательный к ресурсам, так как может воспроизводиться даже на компьютерах с процессорами 486. Также он позволяет сжимать музыку до 10 раз без существенных потерь для нашего слуха. Этот формат очень быстро прижился на домашних компьютерах. Сегодня в можно без труда перевести оцифрованный музыкальны файл в MP3 в любой музыкальной программе по редактированию музыки. Это можно сделать даже онлайн.

Спустя некоторое время всем стало ясно, что качество «СD» при битрейте в 128 Кб/с далеко от совершенства. Тем более, что и оснащение компьютеров уже включало более совершенные звуковые карты и акустические системы. Все это показало недостатки подобного кодирования.

Битрейт (bitrate) – количество бит, необходимых для кодирования 1 секунды звука. Так, битрейт несжатого файла формата 44.1КГц 16 бит, стерео (компакт диск CD) будет 16*44100*2=1411200 или 1411.2 кб/с (kbps)

Естественно пошли по пути повышение битрейта и совершенствование кодеков. Появились такие технологии как: VBR (подробнее о ней далее) и Joint Stereo (комбинированное стерео), которые позволяли значительно сократить размер файла при повышении качества. В настоящее время кодировщики позволяют достичь качества звучания, на слух неотличимого от компакт диска на битрейтах в диапазоне 192-256 Кб/с даже на высококачественной аппаратуре. Хотя, в редких случаях (при наличии качественной профессиональной аппаратуры и, конечно, хорошего слуха) даже битрейта 320Кб/с бывает недостаточно.

Joint Stereo способ кодирования стерео сигнала, где учитываются схожесть сигналов правого и левого каналов.

В чём же основные проблемы этого формата?

Дело в том, что у него есть недостатки, от которых практически не избавиться. Например, эффект преэхо, из-за которого кодирование определенных сигналов сопряжено со значительными трудностями. Такой эффект может наблюдаться при кодирование четких резких звуков, например, хайхэта ударный установки. А проявляться он будет, как эхо перед звуком, вызвавшим его.

В целом качество звучания MP3 файла сильно зависит от выбранных кодировщика и проигрывателя. Для создания MP3 файлов идеально подойдёт бесплатный LAME, из платных Fraunhofer, такие кодеры как Xing, Blade и многие другие не заслуживают внимания, а для воспроизведения, например, Winamp.

 

MP3pro

Формат, который позволяет добиться приемлемого качествам на низких битрейтах. Это в основном нужно для передачи музыки в интернете, так как там часто используют именно низкие битрейты, которые являются далеко не сильной стороной «обычного» MP3. Ведь если хоть немного понизить классические 128Кб/с, появится множество отчетливо слышимых искажений. В таком случае нас и спасает MP3pro. У него частичная совместимость с MP3 (эти файлы будут проигрываться даже обычными MP3 плеерами, не поддерживающими формат MP3pro, но будет слышно ухудшение качество звучания). Также у него имеется технология SBR (spectral band replication), восстанавливающая высокие частоты, способные в немалой степени посодействовать продвижению нового формата на просторах глобальной сети.

Конечно, для создание фонотеки высокого качества это совершенно не тот формат, так как даже при использовании максимально доступного для большинства кодеков битрейта 96 Кб/с слышны искажения. Хотя если сравнивать со многими другими форматами, поддерживающими низкие битрейты результаты работы кодека MP3pro заметно лучше.

Что касается звуковых файлов выше 96 Кб/с, а точнее начиная от 128Кб/с, то разумнее использовать MP3 или OGG Vorbis (о нём далее), чем MP3pro.

У данного формата хоть и узкая сфера применения (интернет, портативные MP3 проигрыватели), но учитывая, что сжатие информации это сохранение лишних гигабайт для сайта или устройства, то это всегда актуально, возможно, у этого формата будет хорошее будущее. Особенно, когда появятся доступные и качественные кодировщики, так как демонстрационный кодер/проигрыватель Thomson имеет очень ограниченные возможности и очень неудобен в работе, Jet Audio и MusicMatch Jukebox имеют слишком большой размер и также неудобны.

 

OGG Vorbis

Интересный формат сжатия звука, который выглядит очень заманчивым (скачать кодек). Разработчики говорят о полной его открытости и свободе от патентов (в отличие от того же MP3, да и многих других форматов). Также обещают поддержку широкого диапазона частот дискретизации (8-48 Кгц) и битрейтов (от 16 до 256 Кб/с на канал) кодирования не только стерео сигнала, но и нескольких каналов аудио данных, высокое качество звучания и многое др.

Для создания файлов Ogg Vorbis по умолчанию используется режим кодирования VBR (variable bitrate — кодирование с переменным битрейтом). Суть его в том, что кодек при кодирование сам выбирает необходимый битрейт для сжатия каждого фрагмента записи, при этом диапазон используемых битрейтов может быть очень большим. Этот режим позволяет добиться максимального соотношения качество/размер, но размер итогового файла часто сложно предсказать. Хотя возможно использование и постоянного битрейта. Недостатком является невозможность использования VBR для Интернет трансляций при малой ширине канала. Это связано с пропускной способностью интернета (Мбит/сек).

Что касается информации об исполнителе, названии композиции и т. д., то они хранятся в так называемом Unicode, что позволяет избежать в тэгах проблем с символами, отличными от латиницы, да и сама по себе организация тэгов реализована довольно грамотно.

Разработчики планируют сделать OGG единственным форматом для хранения музыки и передачи ее через Интернет, вытеснив все остальные «коммерческие» форматы. Получится у них или нет покажет время. Хотя по качеству звучания OGG файлы превосходят MP3 на аналогичных битрейтах, а на низких битрейтах (до 64Kb/s) способны соревноваться и с MP3pro.

Продолжение следует…

Спасибо, что читаете New Style Sound (RSS-лента). Подписывайтесь и делитесь статьями с друзьями.

Похожие записи

Рассказать о New Style Sound друзьям:

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.