Обробка зображень лабораторна 10 Міщенко Анастасія

Сторінка курсу Оцінювання
Тема: Звук
Мета: Вивчення представлення звуку
Завдання:

1. Вивчити формати звукових файлів.
2. Зберегти 3 улюблені музикальні композиції в некомпресованому форматі.
3. Кожну з композицій компресувати з бітрейдом від 128 до 320 Кбіт на сек.
4. Порівняти якість звуку в отриманих файлах.

Означення

Цифрові аудіоформати - формат подання звукових даних, який використовують для цифрового звукозапису, а також для подальшого зберігання записаного матеріалу на комп'ютері та інших електронних носіях інформації.

Формати аудіофайлів

Формат файлу визначає структуру і особливості подання звукових даних при зберіганні на ПК. Для усунення надмірності аудіо використовуються аудіокодеки, за допомогою яких проводиться стиснення аудіоданих. Кодек - це певний алгоритм кодування і стиснення даних в аудіо-формат. Для деяких типів файлів кодек однозначно визначений. Виділяють три групи звукових форматів файлів:

• Аудіофайли без стискання
• Аудіофайли із стисканням без втрат
• Аудіофайли із стисканням з втратами

Аудіофайли без стискання

Метод стиснення даних при використанні якого закодовані дані однозначно можуть бути відновлені з точністю до біта. При цьому оригінальні дані повністю відновлюються із стисненого стану.

Аудіофайли із стисканням без втрат

Дана група форматів записує та кодує звук таким чином, що при розкодування він може бути в точності відновлений.

• FLAC (Free Lossless Audio Codec) - за метаданими слідують стиснені аудіо дані. Метадані та аудіо НЕ чергуються. Як і більшість кодеків, FLAC ділить вхідний потік на блоки і кодує їх незалежно один від одного.
• APE (Monkey’s Audio) - дуже високий ступінь стиснення аудіо, не стійкі файли .ape до пошкоджень.
• ALAC (Apple Lossless Audio Codec) - дані, стиснені в Apple Lossless, зберігаються в контейнері MP4 з розширенням .m4a. У кодеку не використовуються будь-які специфічні засоби цифрового керування правами (DRM), але використання DRM можливо, оскільки передбачено форматом контейнера.

Аудіофайли із стисканням з втратами

При стиснення з втратами звук модифікується. Розкодований файл буде відрізнятися від оригінального з точки зору записаної в ньому інформації, але звучати буде приблизно так само.

• MP3 - використовує спектральні відсікання, згідно психоакустичної моделі. Звуковий сигнал розбивається на рівні по тривалості відрізки, кожен з яких після обробки упаковується в свій фрейм (кадр).
• Ogg Vorbis - психоакустична модель, використовувана в Vorbis, по принципам дії близька до MP3 і подібним, проте математична обробка і практична реалізація цієї моделі істотно відрізняються, що дозволило авторам оголосити свій формат абсолютно незалежним від усіх попередників.
• AAC, AAC+ - широкосмуговий алгоритм кодування аудіо, який використовує два основних принципи кодування для зменшення кількості даних, необхідних для передачі високоякісного цифрового аудіо.
• Musepack - застосовується розбивка на смуги частот, тому він відноситься до так званих subband-кодекам. Основна особливість - точне налаштування психоакустики, що дозволяє працювати з чистим VBR-кодуванням.
• WMA — собственность Microsoft - основним наслідком її є неможливість прослуховувати захищені композиції на інших комп'ютерах, крім того, на якому композиція була завантажена з музичного магазину.
• ADPCM - Для перетворення аналогового сигналу в цифровий використовується аналого-цифровий перетворювач (АЦП). АЦП через рівні проміжки часу вимірює амплітуду аналогового сигналу - отримує миттєві значення або відліки сигналу, потім перетворює відлік в двійкові слова.
• ATRAC -дозволив зробити такий порівняно невеликий диск, як MiniDisc, і мати такий же час роботи, як і CD, при зберіганні аудіоінформації з мінімальною втратою якості звуку.

Практична частина

Назва композиції	Тривалість	Формат	Оригінал	Bitrate
				128 bps	192 bps	320 bps
Stretch by Hungry Lucy	4:49	mp3	(11.9 mb) [1]	(5.1 mb) [2]	(9.8 mb) [3]	(12.2 mb) [4]
Ballon Girl by Hungry Lucy	4:41	mp3	(10.3 mb) [5]	(4.2 mb) [6]	(8.3 mb) [7]	(10.3 mb) [8]
Sunday Smiled by Hungry Lucy	3:51	mp3	(5.5 mb) [9]	(3.9 mb) [10]	(7.9 mb) [11]	(9.4 mb) [12]

Для більш детального ознайомлення зі зміною якості звучання при різних бітрейдах булавикористана композиція Balloon Girl та збережена з трьома різними бітрейдами: 128, 256, 320

При прослуховуванні треку в навушниках та на динаміках ноутбуку особливої різниці помічено не було. Слід зауважити, що при зміні бітрейду змінювався розмір самої композиції. Для більш детального ознайомлення зі змінами звуку необхідне якісніше аудіо обладнання.