Клименко Лабораторна робота №5

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.

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.

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

• 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

БІТРЕЙТ – (bitrate) – кількість інформації в кілобітах, що описує 1 с. звуку. Досвід показує, що 128 Кб/с (16 КВ/с) для більшості людей достатньо, щоб рахувати звук ідеальним. Але, чим бітрейт вищий, тим краще.

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