Лабораторна 5 Звук Гриневич

Формати звукових файлів

Аудіо формат це формат файлу для зберігання цифрових аудіо даних на комп'ютерній системі. Бітове розташування аудіоданих називається форматом кодування звуку, і його можна стиснути для зменшення розміру файлу, часто використовуючи стиснення з втратами. Дані можуть бути необробленим потоком бітів у форматі аудіокодування, але зазвичай вони вбудовуються у формат контейнера або формат аудіоданих із визначеним рівнем зберігання.

Існує три основні групи форматів аудіо файлів:

• Формати без стиснення, такі як WAV , AIFF , AU ;
• Формати зі стисненням без втрат , такі як FLAC , Monkey's Audio, WavPack, TTA , ATRAC Advanced Lossless, ALAC, MPEG-4 SLS , MPEG-4 ALS , MPEG-4 DST , Windows Медіа-аудіо без втрат.
• Формати зі стисненням з втратами , такі як Opus , MP3 , Vorbis , Musepack , AAC , ATRAC та Windows Media Audio Lossy (WMA з втратами).

Формати із стисненням з втратами

Стиснення із втратами має надзвичайно широке застосування. Окрім комп'ютерних програм, стиснення з втратами використовується в потоковому аудіо в DVD, цифровому телебаченні і радіо та потоковому медіа в інтернеті. Новацією цього методу стиснення було використання психоакустики для виявлення компонентів звучання, що не сприймаються слухом людини. Прикладом можуть слугувати або високі частоти, які сприймаються лише при достатній їх потужності, або тихі звуки, що виникають одночасно або одразу після голосніших звуків і тому маскуються ними — такі компоненти звучання можуть бути передані менш точно, або і взагалі не передані.

• 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.

Формати із стисненням без втрат

Складність стиснення звуку без втрат полягає в тому, що записи звуку є надзвичайно складними у своїй структурі. Одним із методів стиснення є пошук взірців і їх повторень, проте цей метод не ефективний для більш хаотичних даних, якими є, наприклад оцифрований звук чи фотографії. Цікаво, що якщо згенерована комп'ютером графіка значно легше піддається стисненню без втрат, то синтезований звук в цьому відношенні не має переваг. Це пояснюється тим, що навіть згенерований комп'ютером звук зазвичай має дуже складну форму, яка представляє складне завдання для винайдення алгоритму.

• 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.

Бітрейт

Бітова швидкість, бітрейт (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).

Таблиця порівнянь

Назва	Тривалість	Бітрейт (.mp3)
		96kbps	128kbps	256kbps	320kbps
Prince - Soft & Wet	3:03	1 МБ	1 МБ	5 МБ	7 МБ
Weird Al - Saga Begins	5:28	4 МБ	5 МБ	10 МБ	12 МБ
Yakuza 0 - 24-Hour Cinderella	4:14	3 МБ	4 МБ	8 МБ	9 МБ

Висновки

Якщо порівняти компресовані аудіофайли з бітрейтом 128, 256 та 320 kbps з оригінальні файли, в яких бітрейт в діапазоні 995 kbps до 1059 kbps, то можна зробити висновки, що на відносно неякісному та дешевому обладнанні звучання аудіофайлів з бітрейтом від 128 до 192 kbps майже не відрізняється і тільки при 256 і 320 kbps є невелике та малопомітне покращення якості, а що до аудіофайлів з бітрейтом від 995 kbps до 1059 kbps можна сказати, що навіть на звичайних недорогих колонках чи навушниках ці аудіофайли звучать досить непогано.