Стаття "Зберігання оцифрованого звуку."

Зберігання оцифрованого звуку.

Малахова А.В.

Малахова Ангеліна Валеріївна/Anhelina Malakhova- студентка IV курсу, Мелітопольського Державного Педагогічного Університету імені Б. Хмельницького

         Кінцевим етапом буде збереження оцифрованого звуку. Кодування даних без втрат (lossless coding) - це спосіб кодування аудіо, який дозволяє здійснювати стовідсоткове відновлення даних з стиснутого потоку. До такого способу ущільнення даних вдаються в тих випадках, коли збереження оригінального якості даних критично. Наприклад, після зведення звуку в студії звукозапису, дані необхідно зберегти в архіві в оригінальній якості для можливого подальшого використання. Існуючі сьогодні алгоритми кодування без втрат (наприклад, Monkeys Audio) дозволяють скоротити займаний даними обсяг на 20-50%, але при цьому забезпечити стовідсоткове відновлення оригінальних даних з отриманих після стиснення. Подібні кодери - це свого роду архіватори даних (як ZIP, RAR і інші), тільки призначені для стиснення саме аудіо.

         Є і другий шлях кодування, на якому ми зупинимося трохи докладніше, - кодування даних з втратами (lossy coding). Мета такого кодування - будь-якими способами добитися схожості звучання Відновлений сигналу з оригіналом при якомога меншому обсязі упакованих даних. Це досягається шляхом використання різних алгоритмів «спрощує» оригінальний сигнал (викидаючи з нього «непотрібні» слабослишімие деталі), що призводить до того, що декодувати сигнал Фактично перестає бути ідентичним оригіналу, а лише схоже звучить. Методів стиснення, а також програм, що реалізують ці методи, існує багато. Найбільш відомими є MPEG-1 Layer I, II, III (останнім є всім відомий MP3), MPEG-2 AAC (advanced audio coding), Ogg Vorbis, Windows Media Audio (WMA), TwinVQ (VQF), MPEGPlus, TAC, і інші. В середньому, коефіцієнт стиснення, що забезпечується такими кодерами, знаходиться в межах 10-14 (раз). Треба особливо підкреслити, що в основі всіх lossy-кодерів лежить використання так зване психоакустической моделі, яка як раз і займається «спрощення» оригінального сигналу. Точніше кажучи, механізм подібних кодеров виконує аналiз кодованого сигналу, в процесі якого визначаються ділянки сигналу, в певних частотних областях яких є нечутні людському вуху нюанси (замасковані або нечутні частоти), після чого відбувається їх видалення з оригiнального сигналу. Таким чином, ступінь стиснення оригінального сигналу залежить вiд ступеня його «спрощення»; сильне стиснення досягається шляхом «агресивного спрощення» (коли кодер «вважає» непотрiбними множинні нюанси), таке стиснення, природно, призводить до сильної деградації якості, оскільки видалення можуть подлеж Не тільки непомітнi, але і значущі деталі звучання.

          Як ми сказали, сучасних lossy-кодерів існує досить багато. Найбільш поширений формат - MPEG-1 Layer III (всім відомий MP3). Формат завоював свою популярність зовсім заслужено - це був перший поширений кодек подібного роду, який досяг такого високого рівня компресії при відмінній якості звучання. Сьогоднi цього кодеку є безліч альтернатив, але вибір залишається за користувачем. Переваги MP3 - широка поширеність i досить високу якість кодування, яке об'єктивно поліпшується завдяки розробкам різних кодерів MP3 ентузіастами (наприклад, кодер Lame). Потужна альтернатива MP3 - кодек Microsoft Windows Media Audio (Файли .WMA і .ASF). За різним тестам цей кодек показує себе від «як MP3» до «помітно гірше MP3» на середніх бітрейтах, i, частіше, «краще MP3» на низьких бітрейтах. Ogg Vorbis (файли .OGG) - абсолютно вільний від ліцензування кодек, створюваний незалежними розробниками. Найчастіше поводиться краще MP3, недоліком є ​​лише мала поширеність, що може стати критичним аргументом при виборі кодека для тривалого зберiгання аудiо. Згадаймо i ще молодий кодек MP3 Pro, анонсований в липні 2001 року компанією Coding Technologies спільно з Thomson Multimedia. Кодек є продовженням, або, точніше, розвитком старого MP3 - він сумісний з MP3 назад (повністю) і вперед (частково). За рахунок використання нової технології SBR (Spectral Band Replication), кодек поводиться помітно краще за інших форматів на низьких бітрейтах, проте якість кодування на середніх і високих бітрейтах частіше поступається якістю майже всіх описаних кодеків. Таким чином, MP3 Pro придатний більше для ведення аудіо трансляцiй в Internet, а також для створення прев’ю пiсень i музики.

         Говорячи про способи зберігання звуку в цифровому вигляді можна не згадати і про носіях даних. Всім звичний аудіо компакт-диск, що з'явився на початку 80-х років, широке поширення отримав саме в останні роки (що пов'язано з сильним здешевленням носія i приводiв). А до цього носіями цифрових даних були касети з магнітною стрічкою, але не звичайні, а спеціально призначені для так званих DAT-магнітофонів. Нічого примітного - магнітофони як магнітофони, однак ціна на них завжди була високою, і таке задоволення було не всім «по зубах». Цi магнітофони використовувалися, в основному, в студіях звукозапису. Перевага таких магнітофонів була в тому, що, не дивлячись на використання звичних носіїв, дані на них зберігалися в цифровому вигляді і практично ніяких втрат при читанні / запису на них не було (що дуже важливо при студійній обробці і зберіганні звуку). Сьогодні з'явилася велика кількість різних носіїв даних, крiм звичних всiм компакт дисків. Носії удосконалюються і з кожним роком стають більш доступними і компактними. Це відкриває великі можливості в області створення мобільних аудіо програвачів. Уже сьогодні продається величезна кількість різних моделей переносних цифрових плеєрiв. І, можна припустити, що це ще далеко не пік розвитку такого роду техніки.