Відмінності між версіями «Клименко Лабораторна робота №5»

Матеріал з Вікі ЦДПУ
Перейти до: навігація, пошук
Рядок 10: Рядок 10:
  
 
==Формати із стисненням без втрат==
 
==Формати із стисненням без втрат==
Складність стиснення звуку без втрат полягає в то-му,щозаписизвукуєнадзвичайноскладнимиусвоїйструктурі. Одним із методів стиснення є пошук взір-цівіїхповторень,протецейметоднеефективнийдлябільш хаотичних даних, якими є, наприклад оцифро-ваний звук чи фотографії. Цікаво, що якщо згенеро-вана комп'ютером графіка значно легше піддаєтьсястисненню без втрат, то синтезований звук в цьомувідношенні не має переваг. Це пояснюється тим, щонавіть згенерований комп'ютером звук зазвичай маєдуже складну форму, яка представляє складне завда-ння для винайдення алгоритму.
+
Складність стиснення звуку без втрат полягає в тому, що записи звуку є надзвичайно складними у своїй структурі. Одним із методів стиснення є пошук взірців і їх повторень, проте цей метод не ефективний для більш хаотичних даних, якими є, наприклад оцифрований звук чи фотографії. Цікаво, що якщо згенерована комп'ютером графіка значно легше піддається стисненню без втрат, то синтезований звук в цьому відношенні не має переваг. Це пояснюється тим, що навіть згенерований комп'ютером звук зазвичай має дуже складну форму, яка представляє складне завдання для винайдення алгоритму.
 
<br>
 
<br>
 
* FLAC - (Free Lossless Audio Codec — вільний аудіокодек без втрат) — аудіокодек для стиснення аудіо при 100% збереженні оригінального звукового потоку. FLAC є вільним форматом.
 
* FLAC - (Free Lossless Audio Codec — вільний аудіокодек без втрат) — аудіокодек для стиснення аудіо при 100% збереженні оригінального звукового потоку. FLAC є вільним форматом.

Версія за 15:57, 3 травня 2021

Формати звукових файлів

Цифрові звукові формати — формати файлів для збереження звукових даних у комп'ютерних системах. Файли таких форматів називають також аудіофайлами, або звуковими файлами. Загальний принцип збереження аудіо на цифрових носіях полягає у послідовній фіксації значень амплітуди звукових коливань, які при відтворенні звуку відповідатимуть положенню мембран у гучномовцях. Ці значення записуються з певною частотою дискретизації та певним амплітудним розділенням. Для зменшення обсягів, ці дані можуть бути стиснені з втратами або без втрат. Існує три основні групи аудіофайлів: нестиснені формати, формати із стисненням без втрат та формати із стисненням з втратами. Слід мати на увазі, що до аудіофайлів не відносяться такі музичні формати як MIDI, або файли нотних редакторів, які являють собою лише послідовність команд для музичного інструменту,однак не містять інформації власне про звук. Формат аудіофайлу також слід відрізняти від аудіо-кодеку. Кодек здійснює кодування чи розкодування звукових даних, тоді як самі дані зберігаються у файлі відповідного звукового формату. Більшість форматів підтримують лише один тип кодування звукових даних, проте мультимедійні контейнери (напр. MKV або AVI) можуть підтримувати різні типи аудіо і відео даних.

Нестиснені формати

  • WAV - Microsoft Wave (Waveform audio format) розроблений спільно з IBM; WAVE базується на форматі RIFF, поширюючи його на інформацію про такі параметри аудіо, як застосований кодек, частота дискретизації та кількість каналів.
  • AIFF - Audio Interchange File Format (AIFF) — формат аудіо файлів, що застосовується для зберігання звукових даних на персональних комп'ютерах і на інших електронних аудіопристроях.
  • AU - простий формат аудіофайлів, уведений Sun Microsystems.

Формати із стисненням без втрат

Складність стиснення звуку без втрат полягає в тому, що записи звуку є надзвичайно складними у своїй структурі. Одним із методів стиснення є пошук взірців і їх повторень, проте цей метод не ефективний для більш хаотичних даних, якими є, наприклад оцифрований звук чи фотографії. Цікаво, що якщо згенерована комп'ютером графіка значно легше піддається стисненню без втрат, то синтезований звук в цьому відношенні не має переваг. Це пояснюється тим, що навіть згенерований комп'ютером звук зазвичай має дуже складну форму, яка представляє складне завдання для винайдення алгоритму.

  • FLAC - (Free Lossless Audio Codec — вільний аудіокодек без втрат) — аудіокодек для стиснення аудіо при 100% збереженні оригінального звукового потоку. FLAC є вільним форматом.
  • Monkey's Audio (APE) — популярний формат кодування цифрового звуку без втрат. Поширюється безкоштовно разом з відкритим вихідним кодом і набором програмного забезпечення для кодування і відтворення, а також плагінами до популярних плеєрів.
  • Shorten(SHN) - це формат стиснення без втрат аудіо файлів CD-якості.
  • ТАК (нем. Tom’s verlustfreier Audio Kompressor) — аудиокодек и формат сжатия цифрового звука без потерь. Отличается высокой степенью сжатия и скоростью кодирования и декодирования. Использует теги APEv2.
  • ATRAC (англ. Adaptive Transform Acoustic Coding, Адаптивне кодування електроакустики) — сімейство пропрієтарних аудіо алгоритмів стиснення, розроблених Sony. MiniDisc в 1992 році був першим комерційним продуктом, який використовував ATRAC, що дозволило на порівняно невеликому диску мати той же час роботи, як на CD при зберіганні аудіоінформації з мінімальною втратою якості.
  • Apple Lossless - (також відомий як Apple Lossless Encoder, ALE, або Apple Lossless Audio Codec, ALAC) — відкритий аудіокодек для стиснення цифрової музики без втрат якості, розроблений Apple Inc., цей формат повсюдно використовується в продуктах Apple.
  • MPEG-4 — група стандартів на цифрове стиснення аудіо й відео, прийняту MPEG (Moving Picture Experts Group — Групою Експертів в області Відео). З'явився у 1998 році і містить у собі групу стандартів стиснення аудіо і відео і суміжні технології,

Формати із стисненням з втратами

  • MP3 - ліцензований формат файлу для зберігання аудіо-інформації. Був розроблений для передачі файлів в мережі Інтернет, там же і став дуже популярним.
  • Ogg Vorbis - вільний формат стиснення звуку, призначений для зберігання аудіо-інформації, подібно до MP3, однак його поява була зумовлена тим, що MP3 захищений патентом.
  • Musepack - ( mpp, mp+, mpc, MPEG+) — неліцензований формат файлу для зберігання аудіо, розповсюджуваний за GNU General Public License.
  • AAC (Advanced Audio Coding) — стандартна схема стиснення із втратами для аудіоданих. AAC розроблена як альтернатива форматам mp3 його розробником.

Бітрейт

Бі́това шви́дкість, бітре́йт (англ. bitrate) — швидкість проходження бітів інформації за секунду. Бітову швидкість прийнято використовувати до вимірювання ефективної швидкості передачі інформації по каналу, тобто швидкості передачі «корисної інформації» (адже крім такої є ще службова інформація, наприклад, стартові й стопові символи за асинхронної передачі, або контрольні символи за надлишкового кодування).

WAVE

§ WAVE (.wav) - найширше розповсюджений звуковий формат. Використовується в Windows для зберігання звукових файлів. В його основі лежить формат RIFF (Resource Interchange File Format), який дозволяє зберігати довільні дані в структурованому вигляді. Для записування звуку використовуються різні способи стиснення, оскільки звукові файли мають великий об’єм. Найпростіший спосіб стиснення - імпульсно-кодова модуляція (Pulse Code Modulation, PCM), але він не забезпечує достатньо гарного стиснення. Цей спосіб був дещо вдосконалений і на його основі розроблені ще два методи: DPCM (Differential Pulse Code Modulation - диференційна імпульсно-кодова модуляція) та ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation - адаптивна диференційна імпульсно-кодова модуляція), що забезпечують більш сильне стиснення з прийнятною якістю.

AU

§ AU (.au, .snd) - формат звукових файлів, що використовується на робочих станціях фірми Sun (.au) і в операційній системі NeXT (.snd). Отримав широке розповсюдження в Internet, на ранній стадії розвитку якого відігравав роль стандартного формата для звукової інформації.

MPEG-3

§ MPEG-3 (.mp3) –на сьогоднішній час самий популярний формат збереження оцифрованого звуку МР-3 використовує приблизно у 10 разів менше дискового простору при збереженні звуку відповідної якості, ніж файл у форматі WAV.

  • Психоакустична компресія

В МР3 для стиснення даних використовується механізм обрізання частот, які маскуються; механізм резервуванням інформації, за яким відновлюються високі частоти; механізм суміщеного стерео, а також стандартні алгоритми стиснення даних без втрат (алгоритм Хафмана). Досягається стисненням у 10-12 разів із збереженням CD – якості звуку, при цьому Бітрейт* =112-128 Кб/с

IFF

§ IFF (.iff) - Interchange File Format - формат, попередньо розроблений для комп’ютерної платформи Amiga. Зараз він використовується на компакт-дисках в форматі CD-I. Його структура дуже подібна на структуру формата RIFF.

AIFF

§ AIFF (.aiff) - Audio Interchange File Format - формат для обміну звуковими даними, використовується на комп’ютерних платформах Silicon Graphics і Mac. Дуже нагадує формат Wave, однак на відміну від нього дозволяє використовувати оцифрований звук та шаблони. Більшість програм здатні відкривати файли в цьому форматі, а також існує багатовільно розповсюджених програм перетворень форматів для платформ Wintel і Mac.

RealAudio

§ RealAudio (.ra, .ram) - формат, розроблений для відтворення звуку в Internet в реальному часі. Розроблений фірмою RealNetworks, яка безкоштовно розповсюджує як програму стиснення звукової інформації в цьому форматі, так і програму для програвання отриманих при цьому файлів. Програма стиснення дозволяє перетворювати 8- та 16-бітні аудіофайли в формат RealAudio. Результуюча якість в кращому випадку відповідає поганій аудіокасеті, а для якісного запису музичних творів краще використовувати формат mp3.

SSEYO

§ SSEYO Koan (.skd, .skp) - формат файлів для запису довільної об’ємної комп’ютерної музики або Koan-музики. Термін Koan-музика був введений її автором Тимом Коуном в 1994 році. Це деяка фантазія на музичну тему. Музичні Koan-файли можуть бути малими за об’ємом, а відтворення самої музики може тривати до 8 годин. В файлі вказуються основні параметри, а музика генерується на комп’ютері за допомогою біля 200 спеціальних змінних параметрів керування.

3 улюблені музикальні композиції в некомпресованому форматі (всі аудіофайли не мають авторських прав)

Назва композиції Тривалість Бітрейт(формат mp3) Вага оригіналу
128kbps 192kbps 256kbps 320kbps
12Mornings 2:33 2.6Mb [1] 3.8Mb [2] 5Mb [3] 6.2Mb [4] 2.4Mb
AcousticGuitar 2:54 2.7Mb [5] 4.1Mb [6] 5.4Mb [7] 6.8Mb [8] 6.8Mb
CBA-Boosted 3:06 3Mb [9] 4.4Mb [10] 5.8Mb [11] 7.3Mb [12] 7.3Mb

Висновки

Прослухавши файли різниці не знайшов, крім їх розміру.