Форматы представления звуковых документов

Форматы
представления звуковых
документов
Комышев Е. Г.
Гр. 12226
ФИТ
Хранимая информация

Информации об амплитуде и частоте звука

Синтетические звуки
Хранимая информация
ЦАП:
-- импульсно-кодовая модуляция
-- сигма-дельта-модуляция
Модульные музыкальные форматы
файлов

Созданные синтетически или
из сэмплов заранее записанных живых
инструментов. (ИКД, ноты, названия
эффектов)
(MOD, XM, S3M, IT)
Модульные музыкальные форматы
файлов

MIDI (набор команд в тестовом виде)
Устранение избыточности

аудиоформаты без сжатия
(WAV, AIFF)

аудиоформаты со сжатием без потерь
(APE, FLAC)

аудиоформаты, со сжатием с потерями
(mp3, ogg)
Без сжатия



Waveform Audio File Format – в ИКМ.
RAW - содержащий необработанные (или
обработанные в минимальной степени) данные.
CDDA - международный стандарт цифровой
звуковой системы компакт-дисков, представленный
фирмами Philips и Sony.
Формат хранения звуковой информации —
ИКМ 44,1 кГц, 16-бит стерео, битрейт 1411,2
кбит/с.
Сжатие без потерь
FLAC - не удаляет никакой информации из
аудиопотока.
Структура:
 Строка из четырёх байтов «fLaC»
 Блок метаданных STREAMINFO
 Другие необязательные блоки метаданных
 Аудио фреймы
Сжатие без потерь


Apple Lossless (ALE или ALAC) —
открытый аудиокодек от Apple.
Данные хранятся в контейнере MP4 с
расширением .m4a.
~ от 40 % до 60 % от размера оригинала
Высокая скорость декодирования
Сжатие без потерь








True Audio (TTA)
Основан на адаптивных предсказывающих фильтрах.
Компрессия аудио до 30 %
Алгоритм кодирования/декодирования в режиме реального
времени
Высокая скорость работы и минимальные системные
требования
Бесплатный и открытый исходный код и документация
Подключаемые модули для большинства популярных
программ-проигрывателей
Tau Producer — TTA-компрессор для Windows
DirectShow-фильтры
Сжатие без потерь






Windows Media Audio 9 Lossless аудиокодек от Microsoft.
Сжатый этим кодеком аудио компакт-диск занимает
от 206 до 411 Мб при битрейте звуковых файлов от
470 кбит/с до 1,08 Мбит/с.
Входит в состав пакета Windows Media
Использует расширение файла .wma
Поддерживает 6 дискретных каналов.
Официально выпущен только для Windows и Mac
OS X.
Кодированием восприятия

Принцип сжатия заключается в снижении точности
некоторых частей аудио или видео потока, что практически
неразличимо для большинства людей.

Для звуковых потоков: на первом этапе строится диаграмма
звука в виде последовательности коротких промежутков
времени, затем на ней удаляется информация, не различимая
человеческим ухом, а оставшаяся информация сохраняется в
компактном виде. Данный подход похож на метод сжатия,
используемый при сжатии картинок в формат JPEG.
Сжатие с потерями





MP3 (MPEG-1/2/2.5 Layer 3) — кодек третьего уровня,
разработанный командой MPEG.
Лицензируемый формат файла.
Поддерживается практически во всех
популярных операционных системах, на большинстве
портативных аудиоплееров, а также всеми современными
моделями музыкальных центров и DVD-плееров.
Используется алгоритм сжатия для существенного
уменьшения размера данных, необходимых для обеспечения
качества воспроизведения звука очень близкого к
оригинальному.
При создании MP3 со средним битрейтом 128 кбит/с
получается файл, размер которого примерно равен 1/11 от
оригинального файла с CD-Audio.
Сжатие с потерями




Speex - свободный кодек для сжатия речевого сигнала.
Используется в приложениях VoIP.
Сжатые кодеком Speex данные можно хранить либо в
формате хранения звуковых данных Ogg, либо передавать
напрямую с помощью пакетов UDP/RTP.
Кодек подходит для использования в сетях с ненадёжной
передачей пакетов. При этом возможность искажения
содержимого пакета должна быть исключена, поэтому Speex
не подходит для передачи голоса, например, в радио- и
сотовой связи.
Сжатие с потерями



Windows Media Audio — лицензируемый формат файла от
компании Microsoft.
Характеризуется хорошей способностью сжатия.
Низкая стойкость к ошибкам. Если при
кодировании/передаче файла WMA некоторая часть его
повреждается, то воспроизведение файла становится
невозможным, как после места повреждения, так и за
несколько десятков секунд до него. (Для сравнения: при
повреждении файла формата MP3, его всё ещё можно
воспроизвести от начала до самого места повреждения,
затем пропустить несколько секунд и воспроизвести дальше
до конца; иногда же ошибки в несколько байт в
файле MP3 бывают на слух малозаметны или не заметны
вообще.)
Спасибо за внимание