Бондар Лабораторна робота №5

Формати звукових файлів

Звукові формати файлів — це 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.
Існує дві основні групи аудіофайлів: формати без втрат та формати з втратами. Група аудіо форматів без втрат поділяються ще на дві групи - зі стисненням та без стиснення.

Формати з втратами

• MP3 - розроблений наприкінці 1980-тих років. Формат був ліцензованим, але 23 квітня 2017 року термін дії всіх патентів сплив. Широко використовується в файлообмінних мережах для передачі музичних творів. Базується на теоремі Котельникова-Шеннона.
• AAC - стандартна схема стиснення із втратами для аудіоданих. AAC розроблена як альтернатива форматам mp3 його розробником, Fraunhofer IIS, розроблений у 1997 році
• Musepack - неліцензований формат файлу для зберігання аудіо, розповсюджуваний за GNU General Public License.
• RealAudio - запатентований аудіоформат, розроблений RealNetworks і вперше випущений у квітні 1995 року. Він може використовуватися як потоковий аудіоформат, який відтворюється одночасно із завантаженням. Раніше багато Інтернет-радіостанцій використовували RealAudio для передачі своїх програм через Інтернет в режимі реального часу
• Speex - вільний кодек для стиснення мовного сигналу, який може використовуватися в додатках «голос-через-інтернет» (VoIP)
• Ogg Vorbis — вільний формат стиснення звуку, що розроблявся компанією Xiph.Org Foundation 1998 року. Подібний до MP3, однак його поява була зумовлена тим, що MP3 був захищений патентом.
• GSM - був розроблений спеціально для використання на телефонах в Європі, оптимізований для запису телефонних розмов і голосів.

Формати без втрат

Зі стисненням:

• FLAC - Free Lossless Audio Codec — аудіокодек для стиснення аудіо при 100% збереженні оригінального звукового потоку
• LPAC - Losseless Predictive Audio Compression - прогнозована компресія звуку без втрат
• OptimFROG (ofr) - пропрієтарний кодек розроблений Florin Ghido. OptimFROG оптимізований для високого ступеня стиснення, ціною збільшення накладних витрат на стиск і декомпресію даних.
• TTA - The True Audio - аудіокодек, що здатний працювати в режимі реального часу
• WavPack - вільний аудіо кодек з відкритим вихідним кодом
• WMA - Windows Media Audio - ліцензований формат файла, розроблений компанією Microsoft, з самого початку WMA позиціювався як альтернатива MP3

Без стиснення:

• AIFF - розроблений компанією Apple Computer (нині Apple Inc.) в 1988 році, найчастіше використовується в комп'ютерах Apple Macintosh
• AU - простий формат аудіофайлів, уведений Sun Microsystems
• CDDA - стандарт цифрового запису звуку на компакт-диск, що використовує кодування PCM
• WAV - формат аудіофайлу, розроблений компаніями Microsoft та IBM. WAVE базується на форматі RIFF

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).

3 улюблені музикальні композиції в некомпресованому форматі (всі композиції з NoCopyrightSound)

Назва композиції	Тривалість	Бітрейт(формат mp3)				Вага оригіналу
		128kbps	192kbps	256kbps	320kbps
Besomorph & Arcando & Neoni - Army	3:24	3.2Mb [1]	5.5Mb [2]	6.4Mb [3]	7.9Mb [4]	7.9Mb
Koven - Never Have I Felt This	4:06	3.9Mb [5]	5.9Mb [6]	7.8Mb [7]	9.8Mb [8]	9.8Mb
Unknown Brain - War Zone	3:03	2.9Mb [9]	4.3Mb [10]	5.8Mb [11]	7.3Mb [12]	7.3Mb

Висновки

Порівнюючи компресовані аудіофайли з бітрейтом 128, 192, 256, 320 kbps та оригінальні файли бітрейт яких склав від 995 kbps до 1059 kbps, можна зробити висноки, що на відносно неякісному(дешевому) обладнанні аудіофайли з бітрейтом від 128 до 192 звучать майже однаково і тільки при 256 і 320 kbps є невелике та малозамітне покращення якості, а що до аудіофайлів бітрейт яких складав від 995 kbps до 1059 kbps можна сказати, що навіть на звичайних недорогих колонках чи навушниках ці аудіофайли мають достатньо непогане звучання.
При порівнянні аудіофайлів в аудиторії, з використанням динаміків ноутбука, якість звуку була майже однакова в більшої частини аудіофайлів і при цьому звук майже зовсім немав низьких частот, а при порівнянні тих самих файлів, але з використанням колонок з'явилися не тільки низькі частоти, а і сам звук став об'ємним і майже всі аудіофайли звучали добре, даже ті, що мали бітрейт 128 kbps.
Також можна відмітити, що якість звуку залежить не тільки від якості аудіофайлу, а і у великій мірі від самого запису файла, так порівнюючи два абсолютно різні аудіофайли з однаковим бітрейтом, їхня якість може бути абсолютно різною.