Обробка зображень та мультимедіа. Лабораторна №5 Старобор Ігор
Матеріал з Вікі ЦДУ
Версія від 00:41, 18 лютого 2018; 3967077 (обговорення • внесок)
Зміст
Формати аудіофайлів
Аудіо (lat. audio “чую”) – звук, що записано на звуковому носії; рідше під цим терміном розуміють запис та відтворення звуку, звукозаписуюча та звуковідтворююча апаратура.
Слух людини сприймає звукові сигнали від 16 Гц до 20 кГц (як виключення до 22 кГц).Людський голос знаходиться в діапазоні 300-4000 Гц.
Існує три основні групи аудіофайлів:
- Аудіо формати без втрат
- Аудіо формати з втратами
- Інші формати
Аудіо формати без втрат
Без стиснення
- 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. Формат був поширений на NeXT системах і на ранніх веб-сторінках
- CDDA - стандарт для аудиоCD
- IFF-8SVX Interchange File Format
- IFF-16SV
- RAW
- WAV - Microsoft Wave (Waveform audio format). Розроблено разом з IBM
Із стисненням
- FLAC (вільний кодек із проекту Ogg)
- Lossless Audio (.la)
- Lossless Predictive Audio Compression LPAC (.pac)
- Apple Lossless (M4A)
- Monkey's Audio (APE)
- OptimFROG (.ofr)
- RKAU (.rka)
- Shorten (SHN)
- TTA True Audio, вільний кодек
- WavPack (.wv)
- Windows Media Audio 9 Lossless (WMA)
Аудіо формати з втратами
- MP2 (MPEG Layer 2)
- MP3 (MPEG Layer 3)
- Speex (Проект Ogg, стиснення голосу, низький битрейт)
- Vorbis (Проект Ogg, вільний і схож ий за принципом на MP3)
- GSM (GSM Full Rate, для сотових телефонів)
- Windows Media Audio (WMA)
- AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) - Advanced Audio Coding (часто в контейнірі MPEG-4)
- Musepack - Musepack (MPC)
- TwinVQ - Yamaha TwinVQ (VQF)
- RealAudio (RA, RM)
- OTS Audio File (нагадує на MP3)
- SWA - Macromedia Shockwave Audio (стиснення як в MP3 з додатковими заголовками для Macromedia Director)
Інші формати
CUST (DeliPlayer custom sound file format)
- MID, MIDI (Musical Instrument Digital Interface) —просто ноты та інструкції керування, рідше дампы семплов)
- GYM лог чипу GenesisYM2612
- VGM (Video Game Music) лог декількох чипів
- PSF Portable Sound Format
- NSF (NES music)
- MOD (Soundtracker і Protracker модулі для семплів та мелодії)
- PTB (Power Tab Editortab) S3M (модуль ScreamTracker 3,)
- XM (модуль Fast Tracker, добавлено інструменти)
- IT (модуль Impulse Tracker, добавлено інструменти, дії на відпущення нот, та ін.)
- MT2 (модуль MadTracker комбінує властивості IT и XM)
- MNG (BGM для ігр серії Creatures, пичинаючі з Creatures 2; доступен редактор и плеер)
- PSFPlayStation sound format. SPCSuper Nintendo Entertainment System sound file format.
- STF StudioFactory project file. It contains all necessary patches, samples, tracks and settings to play the file.
- SYN SynFactory project file. It contains all necessary patches, samples, tracks and settings to play the file.
- NIFF
- MusicXML
- YM (Atari ST/Amstrad CPC YM2149 sound chip format)
Музикальні композиції в некомпресованому формат
| Назва | Розмір | Формат |
|---|---|---|
| My song | 422Kb | m4a |
| Faster car | 9Mb | mp3 |
| Time in a bottle | 6Mb | mp3 |
Композиції з бітрейдом від 128 до 320 Кбіт на сек.
| Назва композиції | Тривалість | Бітрейт(формат mp3) | Вага оригіналу | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 128kbps | 192kbps | 320kbps | |||
| My song | 0:16 | 422Kb | |||
| Faster car | 3:47 | 9Mb | |||
| Time in a bottle | 2:42 | 6Mb | |||
Порівняння
Порівняння можливостей деяких форматів
| Можливості | FLAC | WavPack | TAK | Monkey’s Audio | OptimFROG | ALAC | WMA | Shorten | LA | TTA | MPEG-4 ALS | MPEG-4 SLS | Real Lossless |
| Кодування | швидко | дуже швидко | дуже швидко | швидко | повільно | швидко | середнє | дуже швидко | дуже повільно | швидко | середнє | повільно | повільно |
| Декодування | дуже швидко | швидко | дуже швидко | средне | повільно | швидко | швидко | дуже швидко | повільно | швидко | швидко | повільно | дуже швидко |
| Стиснення* | 55,7 % | 55,7 % | 53,9 % | 53,7 % | 53,2 % | 56,7 % | 57,1 % | 60,9 % | 52,1 % | 55,3 % | 55,1 % | ? | 55,4 % |
| Гнучкість** | дуже добре | дуже добре | дуже добре | дуже добре | дуже добре | погано | погано | погано | середнє | погано | дуже добре | погано | погано |
| Обробка помилок | так | так | так | ні | так | так | ні | ні | так | так | так | ||
| Поиск | так | так | так | так | так | так | так | так | так | так | так | так | так |
| Теги | Vorbis tags | ID3/APE | APEv2 (exp.) | ID3/APE | ID3/APE | iTunes | ASF | ні | ID3v1 | ID3 | так | так | особисті |
| Апаратна підтримка | дуже добре | обмежено | ні | обмежено | ні | хорошо | обмежено | обмежено | ні | обмежено | ні | ні | ні |
| Програмна підтримка | дуже добре | добре | средне | добре | середнє | середнє | добре | дуже добре | погано | середнє | погано | погано | погано |
| Гібрид/lossy (без втрат) | ні | так | ні | ні | так | ні | ні | ні | ні | ні | ні | так | ні |
| ReplayGain | так | так | так | так | так | частково | ні | ні | ні | так | так | так | ні |
| RIFF-чанки | так | так | так | так | ні | так | так | ні | |||||
| Потоковое відтворення | так | так | так | ні | так | так | так | ні | ні | так | так | так | |
| Підтримка Pipe | так | так | так | так | так | так | так | так | так | ні | ні | ||
| Відкритий вихідний код | так | так | ні | так | ні | так | ні | так | ні | так | так | так | ні |
| Багатоканальність | так | так | так | ні | ні | так | так | ні | ні | так | так | так | ні |
| Висока якість | так | так | так | так | так | так | так | ні | ні | так | так | так | ні |
| Підтримка ОС | Багатоплатформовий | Багатоплатформовий | Win/Linux Wine | Багатоплатформовий | Win/Mac/Linux | Багатоплатформовий | Win/Mac | Багатоплатформовий | Win/Linux | Багатоплатформовий | Багатоплатформовий | Багатоплатформовий | Win/Mac/Linux |
* Коефіцієнт стиснення обчислюється як відношення розміру після стиснення до розміру до стиснення, помножене на 100%. Таким чином, чим менше значення, тим краще.
Зазначені в таблиці швидкості кодування і декодування, а також коефіцієнт стиснення, виходять при використанні стандартних налаштувань кодувальника.
** Під гнучкістю розуміється число доступних користувачеві варіантів кодування (швидко / слабке стиснення, повільно / сильне стиснення і всі проміжні варіанти).
Деякі види цифрового звуку в порівнянні
| Назва формату | Квантування, біт | Частота дискретизації, кГц | число каналів | Швидкість потоку даних з диска, кбіт / с | Ступінь і тип стиснення |
|---|---|---|---|---|---|
| CD | 16 | 44,1 | 2 | 1411,2 | 1:1 без втрат |
| Dolby Digital (AC3) | 16-24 | 48 | 6 | до 640 | ~12:1 з втратами |
| DTS | 20-24 | 48; 96 | до 8 | до 1536 | 3:1 з втратами |
| DVD-Audio | 16; 20; 24 | 44,1; 48; 88,2; 96 | 6 | 6912 | 1:1 без втрат |
| DVD-Audio | 16; 20; 24 | 176,4; 192 | 2 | 4608 | 1:1 без втрат |
| MP3 | 16-24 | до 48 | 2 | до 320 | ~11:1 з втратами |
| AAC | 16-24 | до 96 | до 48 | до 512 | з втратами |
| AAC+ (SBR) | 16-24 | до 48 | 2 | до 320 | з втратами |
| Ogg Vorbis | до 32 | до 192 | до 255 | до 500 | з втратами |
| WMA | до 24 | до 96 | до 2 | до 768 | 2:1, є версія без втрат |
Порівняння звукових форматів без втрат
| Назва формату | Розширення файлу | Квантування, біт | Частота дискретизації, кГц | Число каналів | Ступінь стиснення/упаковки | Призначення | Випуск |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ShortenРозробка формату і кодеків зупинена. | .shn | 16 | 44.1 | 2 | 3:1 - 5:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 1994, Tony Robinson |
| WavPack | .wv | 8; 16; 24; 32 | 6 - 192 В англійській версії Wikipedia заявлені непідтверджені частоти дискретизації 1 Гц - 16.777216 МГц | 1 - 256 | 1.4:1 - 3.3:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 1998, Conifer Software |
| Meridian Lossless Packing (MLP) | .mlp | до 24 | до 192 | 1; 2; 5.1; 6.0; 8.0 | ~2:1, стиснення без втрат | DVD-Audio | 1998, MERIDIAN |
| RK Audio (RKAU) | .rka | 16 | 44.1 | 2 | 2:1, стиснення без втрат, стиснення з незначними втратами | зберігання звукових даних на ПК | 2000, Malcolm Taylor, RK Software |
| FLAC | .flac | 4 - 32 | 1Гц - 655.350 кГц с шагом 1 Гц | 1 - 8 | 1.4:1 - 4:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК, звуковий супровід до HD-відео, медіаплеєри | 2000, Josh Coalson |
| Monkey’s Audio | .ape | 16; 24 | 8; 11.025; 12; 16; 22.05; 24; 32; 44.1; 48; 96 | 2 | 1.4:1 - 4:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 2000+, Matthew T. Ashland |
| OptimFROG | .ofs | до 32 | до 192 | 2 | 1.4:1 - 4:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 2001, Florin Ghido |
| Lossless Predictive Audio Coder (LPAC) | .pac | 8; 16; 20; 24 | до 192 | 2 | 1.5:1 - 4:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 2002, Tilman Liebchen, Marcus Purat, Peter Noll |
| LosslessAudio (LA) | .la | 16 | 48 | 2 | 1.4:1 - 3.3:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 2002, Michael Bevin |
| Windows Media Audio 9 Lossless | .wma | 16; 24 | 8; 11.025; 16; 22.05; 32; 44.1; 48; 88.2; 96 | до 6 | 1.7:1 - 3:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 2003, Microsoft |
| Apple Lossless (ALAC, ALE) | .m4a | 16; 24 | 44.1; 48; 88.2; 96; 192 | до 6 | 1.7:1 - 2.5:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК, медіаплеєри iPod | 2004, Apple Inc. |
| RealAudio Lossless (RAL, ralf) | .rmvb | 16 и др. | 44.1 и др. | 2 | н/д, стиснення без втрат | Потокове мультимедіа | 2004, RealNetworks |
| True Audio (TTA) | .tta | 8; 16; 24 | 0–4 ГГцНепідтверджені дані, взяті з англійської версії Wikipedia | 65535 | 1.4:1 - 3.3:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 2004, Олександр Джурик |
| DTS-HD Master Audio (DTS++, DTS HD) | - | до 24 | до 192 | до 8 Число каналів обмежено носієм. Теоретично формат підтримує понад 2000 | 2:1 - 4:1 , стиснення без втрат | Blu-ray Disc, HD DVD , PlayStation 3 | 2004, Digital Theater System. |
| Direct Stream Transfer (DST) | DSD | 1 | 64*44.1; 128*44.1; 256*44.1 | 2, 5.1 | стиснення без втрат | DSD-поток при производстве SACD | 2005, MPEG-4 ISO/IEC 14496-3:2001/Amd 6:2005 |
| Dolby TrueHD | .mlp | до 24 | до 192 | до 14 | 2:1 - 4:1 , стиснення без втрат | Blu-ray Disc, HD DVD | 2005, Dolby Laboratories |
| ATRAC Advanced Lossless (AAL) | .aa3; .oma; .at3 | 16 | 44.1 | 2 | 1.25:1 - 3:1, стиснення без втрат | Мінідиск плеєры, PlayStation Portable , Playstation 3 | 2006, Sony |
| MPEG-4 Audio Lossless Coding (ALS) | .m4a | 8; 16; 20; 24; 32 | 44.1; 48; 88.2; 96; 192; (384) | до 65536 | 1.5:1 - 4:1, стиснення без втрат | музичні інтернет-магазини, Потокове мультимедіа, дискові формати високого розділення, плеєри, архівні системи, професійне студійне виробництво, звуковий супровід до MP4-відео | 2006, MPEG ISO/IEC 14496-5:2001/Amd 10:2007/Cor 3:2009 |
| MPEG-4 Scalable to Lossless (SLS), HD-AA | .m4a | 8; 16; 20; 24 | 44.1; 48; 88.2; 96; 192 | 2, 5.1 | 1.5:1 - 4:1, стиснення без втрат, містить потік aac (стиснення з втратами, 128 кбит/с) | музичні інтернет магазини, Потокове мультимедіа, дискові формати високого розділення, звуковий супровід до MP4-відео, плеєри iPod / iPhone | 2007, MPEG ISO/IEC 14496-5:2001/Amd 10:2007 |
| Tom's lossless Audio Kompressor (TAK) | .tak | 16; 24 | до 192 | 2 | 1.4:1 - 3.3:1, стиснення без втрат | зберігання звукових даних на ПК | 2007, Thomas Becker |
Порівняння звукових форматів без стиснення
| Назва формату | Розширення файлу | Квантування, біт | Частота дискретизації, кГц | Число каналів | Ступінь стиснення/упаковки | Призначення | Випуск |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AIFF | .aiff; .aif | 8; 16; 24; 32 | 11,025; 22,05; 24; 32; 44,1; 48; 96; 192 | 1; 2; 3; 4; 6 | 1:1; без стиснення | зберігання звукових даних на ПК | 1988, Apple |
| WAVE (WAV) | .wav | 8; 16; 24; 32 | 11,025; 22,05; 24; 32; 44,1; 48; 96; 192 | 1; 2; 3; 4; 6 | 1:1; без стиснення | зберігання звукових даних на ПК | 1991, Microsoft и IBM |
| DSD | .dff | 1 | 64*44.1; 128*44.1; 256*44.1 | 2, 5.1 | 1:1; без стиснення, можливе стиснення DST | SACD | 1998, Sony і Philips |
| Digital eXtreme Definition (DXD) | DXD | 24; 32 | 384 | 2, 5.1 | 1:1; без стиснення | професійне виробництво SACD | 2004, Sony |
