Audio formati: vrste, svrha, razlike

Audio formati su vrste datoteka koje pohranjuju digitalne audio podatke u računalni sustav. Bitmap audio podaci (uz iznimku metapodataka) nazivaju se formatom audio kodiranja i mogu biti nekomprimirani ili komprimirani. Kompresija se koristi za smanjenje veličine datoteke, što se često kombinira s gubitkom kvalitete zvuka. Zvuk može biti i sirovi bitstream u formatu audio kodiranja, ali obično je ugrađen u format audio podataka s određenim slojem za pohranu.

Što su oni?

Audio datoteka je skup informacija koje se sastoje od podataka o frekvenciji i amplitudi zvuka, spremljene za kasniju reprodukciju.

Audio formati mogu igrati ulogu spremnika za sirove podatke, kao i koristiti audio kodeke. Često su ti pojmovi zbunjeni i zbunjeni.

Kodek kodira i dekodira sirove audio podatke, dok se kodirani podaci obično pohranjuju u datoteku spremnika. Iako većina formata audio datoteka podržava samo jedan tip podataka za kodiranje zvuka (stvoren pomoću audio enkodera), multimedijski format spremnika (na primjer, Matroska ili AVI) može podržavati nekoliko vrsta audio i video podataka.

Sorte po volumenu i kvaliteti

Formati audio datoteka mogu se podijeliti u sljedeće grupe:

1. Nekomprimirani - kao što su WAV, AIFF, AU ili neobrađeni PCM bez zaglavlja.

2. Formati s kompresijom bez gubitaka - na primjer, FLAC, AudioMonkey (ekstenzija datoteke .ape), WavPack (ekstenzija datoteke .wv), TTA, ATRAC AdvancedLossless, ALAC (ekstenzija datoteke .m4a), MPEG-4 SLS, MPEG- 4 ALS, MPEG-4 DST, WindowsMediaAudioLossless (WMA bez gubitaka) i Skraćivanje (SHN).

3. Formati s kompresijom gubitaka - na primjer, Opus, MP3, Vorbis, Musepack, AAC, ATRAC i Windows Media Audio Lossy (komprimirani WMA).

Osnovni tip

Jedan od glavnih nekomprimiranih audio formata je LPCM. U svojoj srži, to je vrsta PCM-a i slična je Digital Audio (audio CD formatu). To je tip koji se najčešće koristi za API-je niže razine i digitalno-analogne pretvarače. Iako se LPCM može pohraniti na računalo kao sirovi audio format, obično se nalazi u Windows WAV datoteci ili u .aiff na MacOS-u.

WAV i AIFF

AIFF digitalni audio format temelji se na formatu razmjene datoteka (IFF), a WAV se temelji na sličnoj vrsti datoteke razmjene resursa (RIFF). WAV i AIFF dizajnirani su za pohranu širokog raspona audio formata, bez gubitaka i gubitaka. Oni jednostavno dodaju malo zaglavlje koje sadrži metapodatke ispred audio komponente za označavanje audio formata (na primjer, LPCM s određenom brzinom uzorkovanja, dubinom bita, brojevima sekvenci i brojem kanala). Budući da su WAV i AIFF široko podržani i mogu pohraniti LPCM, oni su prikladni formati datoteka za pohranjivanje i arhiviranje izvornog zapisa.

Nova generacija

BWF (Broadcast Wave Format) je standardni audio format koji je stvorila Europska unija za emitiranje kao nasljednik WAV-a. Ima mnogo poboljšanja, uključujući mogućnost pohranjivanja više pouzdanih metapodataka u datoteku. To je glavni format snimanja koji se koristi na mnogim profesionalnim radnim stanicama u televizijskoj i filmskoj industriji. BWF datoteke uključuju standardizirani vremenski žig koji olakšava sinkronizaciju zvuka s jednim elementom slike. Autonomni višekanalni AETA, Sound Devices, Zaxcom, HHB Communications Ltd, Fostex, Nagra, Aaton i TASCAM snimači uvijek koriste BWF kao svoj preferirani format.

Audio sa i bez kompresije

Ova vrsta podataka sprema podatke u manji volumen bez gubitka podataka. Izvorni podaci mogu se ponovno izraditi iz ove verzije.

Nekomprimirani audio formati kodiraju zvuk i tišinu s istim brojem bitova po jedinici vremena. Kodiranje minuta apsolutne tišine stvara datoteku iste veličine kao i minute glazbe. Međutim, u komprimiranom formatu, glazba će zauzeti manju datoteku od izvorne, a tišina neće zauzeti gotovo nikakav prostor.

Formati audio datoteka ovog tipa uključuju FLAC, WavPack, AudioMonkey, ALAC (Apple Lossless). Oni osiguravaju omjer kompresije od oko 2: 1 (to jest, datoteke zauzimaju pola PCM prostora). Razvoj formata kompresije bez gubitaka ima za cilj smanjiti vrijeme obrade uz održavanje dobre kvalitete zvuka.

Komprimirani audio format s gubitkom

To vam omogućuje dodatno smanjivanje veličine datoteke, uklanjanje dijela audio informacija i pojednostavljivanje podataka. To, naravno, dovodi do toga da kvaliteta audio formata postaje mnogo lošija. Koristi različite metode (često korištenjem psihoakustike) za uklanjanje dijelova zvuka koji najmanje utječu na percipiranu kvalitetu i minimiziraju količinu zvučne buke dodane tijekom procesa kompresije. Popularni MP3 format je možda najpoznatiji primjer. Osim toga, AAC, koji se može naći u iTunesMusicStoreu, također je široko distribuiran. Većina formata nudi različit raspon. kompresije obično se mjeri u brzini prijenosa. Što je manja brzina, manja je datoteka i veći je gubitak kvalitete.

Koji su formati trenutno poznati?

.3GP je multimedijski format spremnika koji može sadržavati vlastite formate AMR, AMR-WB ili AMR-WB +, kao i neke otvorene verzije.

.AAC (Advanced Audio Coding) - temelji se na MPEG-2 i MPEG-4 standardima. AAC datoteke su obično ADTS ili ADIF spremnici.

.AAX (Audible.com) je audiobook format koji je M4B datoteka s promjenjivom brzinom prijenosa (pruža visoku kvalitetu), šifrirana pomoću DRM-a. MPB sadrži AAC ili ALAC kodiran zvuk u MPEG-4 spremniku.

.AIFF je standardni format audio datoteke koji koristi Apple. Može se smatrati ekvivalentom WAV-a.

.AMR (AMR-NB) je vrsta zvuka koji se koristi prvenstveno za snimanje govora.

.APE (Ashland Monkey's) - audio format s kompresijom bez gubitka kvalitete.

.M4A je MPEG-4 zvuk koji Apple koristi za nezaštićenu glazbu preuzetu s iTunes Music Store. Audio u M4A datoteci obično je kodiran s AAC, iako se ALAC može koristiti i bez gubitka kvalitete.

.M4P je Apple verzija AAC-a s vlasničkim upravljanjem digitalnim pravima koje je Apple razvio za korištenje u glazbi preuzetoj s iTunes Music Store.

.MMF - Samsungov audio prikaz korišten u zvuku zvona. Razvio ju je Yamaha te je multimedijski format podataka.

MPEG audio III format MP3. Ovo je najčešća vrsta zvučne datoteke koja se danas koristi. Također poznat kao MPEG-1 ili MPEG-2, to je poseban format audio kodiranja za digitalni zvuk. Ona koristi oblik kompresije podataka s gubitkom za informacije o kodiranju pomoću netočnih aproksimacija i odbacivanja djelomičnih podataka. Sve se to radi kako bi se smanjila veličina datoteka, obično 10 puta, u usporedbi s CD-om. Istovremeno, kvaliteta zvuka je usporediva s onom nekomprimiranom. U usporedbi s kvalitetom digitalnog audio CD-a, kvaliteta MP3 kompresije obično doseže 75-95% u smanjenju veličine. Prema tome, datoteke ovog tipa kreću se od 1/4 do 1/20 veličine izvornog digitalnog audio toka. To je važno kako bi se osigurao prijenos i pohranjivanje datoteka, osobito u naše dane, kada je razmjena informacija vrlo raširena. Osnova za ovu usporedbu je digitalni audio CD format koji zahtijeva 1411200 bps. Najčešće korištena postavka kodiranja MP3 je 128 kbps CBR, što rezultira 1/11 datotekom (= 9%) veličine izvorne datoteke kvalitete CD-a, to jest, sa 91% kompresije.

Kompresija MP3 bez gubitaka funkcionira tako što smanjuje (ili približava) točnost određenih dijelova kontinuiranog zvuka koji se smatraju nedostupnima za zvučnu razlučivost većine ljudi. Ova metoda se obično naziva perceptivno kodiranje ili "psihoakustika". On koristi psihoakustičke modele kako bi odbacio ili smanjio točnost komponenti koje su manje čujne na ljudski sluh, a zatim na učinkovit način bilježi preostale informacije.

.MPC (ranije poznat kao MPEGplus, MPEG + ili MP +) je audio kodek otvorenog izvora koji je posebno optimiziran za transparentnu stereo / audio kompresiju s brzinom od 160-180 Kbps.

.GOG, .OGA, MOGG format je besplatni otvoreni spremnik koji podržava mnoge druge vrste, od kojih je najpopularniji Vorbis audio format. Nudi kompresiju sličnu MP3-u, ali manje popularnu. VJGG (Multi-Track-Single-Logical-StreamOgg-Vorbis) je višekanalni ili višekanalni OGG format datoteke.

.WAV je standardni audio format koji se uglavnom koristi na Windows računalima. Obično se koristi za pohranjivanje nekomprimiranih (PCM) audio datoteka kvalitete CD-a, što znači da mogu biti velike veličine - oko 10 MB po minuti. Ove datoteke također mogu sadržavati podatke kodirane različitim kodovima kako bi se smanjila veličina (na primjer, prijenos u GSM ili MP3 format). WAV datoteke koriste RIFF strukturu. Ovaj format najbolje čuva kvalitetu datoteka.

.WMA je Microsoft Windows Media Audio format. Dizajniran s mogućnostima upravljanja digitalnim pravima (DRM) za zaštitu od kopiranja. Prethodno je distribuiran kao OGG ili MP3 format.

.WV je format stvoren za HTML5 videozapis.

Za audio knjige

.AOT Audible.com je kontejner s niskom bitraterom audio knjige s DRM sadržajem koji je kodiran kao MP3 ili ACELP govorni kodek.

.M4B je proširenje audioknjige / podcasta s AAC ili ALAC kodiranjem u MPEG-4 spremniku. Oba formata mogu sadržavati metapodatke, uključujući oznake poglavlja, slike i hiperveze. Osim toga, M4B omogućuje oznake (pamćenje posljednje pozicije slušanja), dok M4A ne.

Dizajniran za određenu namjenu.

.ACT je komprimirani ADPCM audio format do 8 kbps. Snima od većine kineskih MP3 i MP4 playera i diktafona.

.AU je standardni audio format koji koriste Sun, Unix i Java. Audio u AU datotekama može biti u obliku PCM ili komprimiran pomoću μ-law, a-law ili G729 codec.

.AWB (AMR-WB) - zvuk koji se koristi uglavnom za govor, slično ITU-T G.722.2 specifikaciji.

.DCT - koristi ga NCH softver. To je format varijabilnog kodeka namijenjen diktiranju. Sadrži podatke o zaglavlju diktata i može biti šifriran (kako to zahtijevaju zakoni o privatnosti). Također se može reći da je to vlasnički format NCH softvera.

.DSS - Olympusove DSS datoteke su Olympusovi vlasnički formati. Ovo je prilično star i loš kodek. GSM ili MP3, u pravilu, je poželjno ako ih može koristiti snimač. To omogućuje pohranjivanje dodatnih podataka u zaglavlje datoteke.

.DVF je Sonyjev kompresirani format zapisa glasovnih datoteka, koji se obično koristi kod glasovnih snimača iz te tvrtke.

.GSM - dizajniran za uporabu u telefoniji u Europi. Ovo je najbolji audio format za kvalitetan zvuk na telefonu. Dobar kompromis između veličine i kvalitete datoteke. Također je vrijedno napomenuti da se wav datoteke ponekad mogu kodirati pomoću GSM kodeka.

.MSV je Sonyjev format za komprimirane glasovne Memory Stick datoteke.

Internetski formati

.FLAC - format datoteke za Besplatni audio kodek bez gubitaka, kodek za kompresiju zvuka bez gubitaka.

.IKLAX je višekanalni digitalni audio format koji vam omogućuje izvođenje različitih radnji na glazbenim podacima, kao što je miješanje i skladanje zapisa.

.IVS je vlasnička inačica Digital Rights Managementa koju je razvila tvrtka 3D Solar UK Ltd za korištenje u glazbi preuzetoj iz glazbene trgovine Tronme, kao i za interaktivne glazbene i video playere.

.OPUS (Internet Engineering Task Force) je format kompresije zvuka visoke kvalitete koji je razvila radna skupina Internet Engineering Task Force (IETF) i dizajniran posebno za interaktivne aplikacije u stvarnom vremenu putem Interneta. Predstavljen kao otvoreni tip, standardiziran pomoću RFC 6716, njegova referentna implementacija je osigurana u skladu s BSD licencom za 3 dijela.

.RA, .RM - format Real Audio, dizajniran za reprodukciju zvuka putem Interneta. Istodobno .RA omogućuje pohranjivanje datoteka offline na računalu sa svim audio podacima koji se nalaze u samoj datoteci. Programi za audio formate ovog tipa sada se smatraju zastarjelim.

Najrjeđe

.RAW - Neobrađena datoteka može sadržavati zvuk u bilo kojem formatu, ali se obično koristi s PCM audio podacima. Rijetko se koristi, osim za tehnička ispitivanja.

.SLN je odobreni linearni PCM format koji koristi Asterisk. Prije verzije v.10, standardni audio tipovi su bili 16-bitni Signed Linea.

.Vox najčešće koristi kodek Dialogic ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation). Poput ostalih ADPCM formata, komprimira podatke na 4 bita. Vox datoteke slične su valnim datotekama, osim što ne sadrže podatke o samoj datoteci, pa se audio formati mogu razlikovati. Da biste to učinili, najprije morate odrediti brzinu uzorkovanja kodeka i broj kanala.