Что такое compressed audio
Без потерь и сжатый звук: особенности и что лучше
Скорее всего, вы слышали о концепции » без потерь аудио », И те, кто утверждает, что они аудиофилы, часто много говорят о Формат FLAC намного лучше, чем обычный MP3. В этой статье мы расскажем вам, что такое звук без потерь, чем он отличается от планшета и, конечно же, заметите ли вы разницу при прослушивании.
Прежде чем мы перейдем к оценке того, что лучше, а что хуже, давайте сначала начнем с основных концепций, которые представляют собой не что иное, как определение того, что такое звук без потерь и чем он отличается от сжатого звука.
Что такое звук без потерь и сжатый звук
Вы много раз слышали понятие «сжатый звук в формате MP3», и действительно, когда мы имеем дело с цифровым звуком, он сжимается, поэтому он занимает меньше места на наших цифровых устройствах. Конечно, сжатие звука подразумевает ограничение размера и формы волны, составляющей акустический сигнал, поэтому некоторые значения ее частотного диапазона опускаются и, следовательно, возникают потери.
Сжатие без потерь
Формат без потерь с открытым исходным кодом FLAC, Apple Аудиофайлы без потерь (ALAC) и APE являются примерами форматов сжатия без потерь, каждый из которых позволяет уменьшить размер файла, но без потери общего качества звука. Очевидно, что уровень сжатия или экономии цифрового пространства, занимаемого файлами, не так велик, как в файлах с потерями, таких как MP3.
Под сжатым файлом без потерь обычно понимается прямая копия студийной записи, уменьшенная в размере для передачи с меньшей полосой пропускания, а затем воссозданная с сохранением всей музыкальной информации исходной записи. Это что-то очень похоже на сжатый файл ZIP, где сложный документ сжимается в меньший контейнер для транспортировки на другой сайт, где он распаковывается и восстанавливается до исходного формата.
Таким образом, эти форматы файлов являются механизмом доставки; они используют алгоритмы сжатия, чтобы убрать тишину из звуковой дорожки, но они не сжимают реальный звук и не удаляют какие-либо данные. Это то, что отличает их от сжатых аудиофайлов, таких как MP3, где они действительно вызывают потери, поскольку удаляют данные.
Аудио форматы (сжатые или нет)
Можете ли вы заметить разницу при использовании звука без потерь?
Возьмем самый распространенный пример (или самый обсуждаемый спор), аудио в формате FLAC и аудио в формате MP3. Первый включает сжатие без потерь, и его качество эквивалентно качеству WAV, в то время как, как мы объясняли ранее, звук в MP3 сжимается для экономии места и имеет потери, поскольку метод сжатия MP3 подразумевает обрезку сигнала до следующих частот. человеческое ухо обычно не может воспринимать (как правило, около 16-18 кГц, отсечка уже происходит, хотя это зависит от скорости передачи данных, на которой произошло сжатие).
Реальность такова, что в обычной стереосистеме, с обычными устройствами и прослушиваемой нормальным человеком, чрезвычайно трудно уловить какую-либо разницу. Однако, если у вас есть высококлассное оборудование и профессиональные наушники, вполне вероятно, что вы сможете заметить определенную разницу в некоторых нюансах звука, но поскольку MP3 сжимается практически в пределах человеческого слуха, почти никто из вас действительно заметят разницу.
Теперь, если мы отправим оба файла в спектрометр и измерим длины волн, мы увидим четкие различия, но когда дело доходит до восприятия человека, мы можем утверждать, что существенной разницы нет. Так что не дайте себя обмануть, сказав, что звук в формате FLAC лучше, чем в формате MP3: на самом деле он технически лучше, но когда дело доходит до дела, вы не заметите никакой разницы.
Компрессор
Содержание
Основы [ править ]
Говоря упрощённо, компрессор автоматически контролирует громкость. Понижающая (Downward) компрессия уменьшает громкость громких звуков, которые находятся выше определённого порога, а звуки находящиеся ниже этого порога, остаются неизменными. Повышающая (Upward) компрессия наоборот увеличивает громкость звуков находящихся ниже определённого порога, в то время, как звуки превышающие этот порог остаются неизменными. Эти действия уменьшают разницу между тихими и громкими звуками, сужая динамический диапазон. Это может быть сделано по эстетическим соображениям или из-за технических ограничений звукового-оборудования, которое редко в состоянии справиться с динамическим диапазоном человеческого слуха.
Сжатие может улучшить слышимость звука в шумных местах, где фоновый шум может скрывать тихие звуки. В то время как громкие звуки будут находится на комфортном для прослушивания уровне, тихие будут не слышны, и если просто повысить общую громкость, то тихие звуки станут слышны, но громкие станут слишком громкими. Если к этому звуку применить компрессию снижающую уровень громких звуков, то общий уровень громкости может быть увеличен до того уровня, когда будут слышны тихие звуки, и в то же время громкие будут не слишком громкими.
Компрессор уменьшает уровень звукового сигнала, если его амплитуда превышает определенный порог (Threshold). Сила подавления определяется соотношением (Ratio): соотношение 4:1 означает, что если уровень входного сигнала превышает порог (0 дБ) на 4 дБ, то уровень выходного сигнала будет превышать порог (0 дБ) на 1 дБ. Уровень превышения установленного порога был сокращён в 4 раза (на 3 дБ):
Кроме того компрессоры, часто имеют параметр управления атаки (Attack) и восстановления (Release), они могут замедлить быстродействие компрессора и сгладить эффект.
Экспандер (расширитель) выполняет обратную функцию, увеличивая динамический диапазон звукового сигнала.
Устройство [ править ]
Сигнал входящий в компрессор разделяется: одна копия направляется в усилитель с регулируемым усилением (Gain), а другая по боковой цепи (сайдчейн), где цепь контролирует уровень сигнала блока усилителя, применяя необходимое понижение уровня (Gain). Этот тип схемы, известна как «feed-forward», в настоящее время используется в большинстве компрессоров. Ранее схемы базировались на «feedback», где управляющий обратный сигнал цепи был установлен в конце цепи усилителя.
Есть целый ряд технологий, используемых для разного изменения уровня сигнала. Каждая технология имеет различные преимущества и недостатки. Вакуумные лампы используются в конфигурациях называемыми «переменная μ» (variable-µ): напряжённость катодной-сетки изменяет уровень звука. Кроме того, используются управляемые напряжением усилители, которые подавляют уровень звука при увеличении силы входного сигнала. Оптические компрессоры используют светочувствительные резисторы (LDR) и маленькие лампочки (LED или электролюминесцентные панели), чтобы изменять уровень сигнала. Этот метод, как полагают некоторые звукорежиссёры, добавляет плавности сигналу, поскольку время срабатывания света и резисторов смягчает атаку и восстановление. Другие технологии, используют включающиеся поле транзисторов и диодные мосты.
При работе с цифровой обработкой звукового сигнала, для реализации сжатия обычно используются цифровые аудио редакторы или специализированные рабочие станции. Часто использующие алгоритмы эмулирующие аналоговые технологий описанные выше.
Параметры компрессора [ править ]
Threshold (Порог) [ править ]
Ratio (Соотношение) [ править ]
Attack и Release (атака и восстановление) [ править ]
Компрессор может обеспечить определенную степень контроля над тем, как быстро он действует.
Параметры атаки и восстановления регулируются в зависимости от скорости изменения громкости сигнала.
Следует отметить, что разные производители компрессоров измеряют время атаки по-разному. Одни разработчики берут за время атаки тот промежуток времени, за который срабатывает компрессор после того, как сигнал преодолеет границу порогового значения, другие же считают, что время атаки означает, сколько уйдёт у компрессора времени на то, чтобы ослабить сигнал на 60-90% от максимально возможного значения. Это нередко приводит к некоторой путанице.
Мягкое и жёсткое колено (Knee) [ править ]
Ещё один параметр компрессора может предложить жесткое/мягкое колено (hard/soft knee). Колено управляет изгибом компрессии на пороговом значении, оно может быть острым или округлым. Мягкое колено медленно увеличивает соотношение сжатия, и в конечном итоге достигает сжатия заданного пользователем. Мягкое колено уменьшает заметность перехода от несжатого сигнала к сжатому, особенно для более высокого соотношения, где переход более заметен.
При жёстком колене компрессия начинается и прекращается резко, что делает её более заметной.
Пиковый против RMS [ править ]
Пиковый компрессор мгновенно реагирует на уровень входного сигнала. Предоставляет жёсткий контроль над пиками, он может очень быстро изменять подавляемый уровень сигнала, производя более очевидное сжатие, иногда это приводит к искажениям. Некоторые компрессоры на входящий сигнал применяют усреднённую функцию (обычно RMS). Это создаёт более спокойное сжатие, что также более тесно связано с восприятием громкости человеком.
Стерео связь (stereo-linking) [ править ]
Компрессор с стерео связью применяет одинаковое усиление и подавление сигнала, для левого и правого каналов. Это делается, для того чтобы предотвратить перемещение стерео-картины, изменение может произойти если каждый канал будет сжиматься индивидуально и содержание одного канала будет громче другого.
Стерео связь может быть достигнута двумя способами: либо компрессор суммирует в моно левый и правый каналы на входе, а затем только левый канал контролирует функционал; или, компрессор по-прежнему рассчитывает необходимое количество подавляемого сигнала независимо для каждого канала, и затем применяет наибольшее подавление уровня (в таком случае это может иметь смысл выбирая из различных установок к левому и правому каналам, как к одному, возможно потребуется меньшее сжатие для одного из каналов).
Поднимать вверх уровень (Makeup gain) [ править ]
Из-за того что компрессор сокращает уровень сигнала, возможно добавление фиксированного количества makeup gain (поднятия уровня вверх) на выходе, как правило для того чтобы его оптимизировать. Эта опция очень полезна если она автоматически подстраивается, тогда при увеличении компрессии громкость сигнала автоматически увеличивается, избавляя от необходимости в ручную добавлять громкость на выходе.
Смотреть вперёд (Look-ahead) [ править ]
Функция look-ahead (смотреть вперед) предназначена для решения проблемы нахождения компромисса между медленной атакой, которая производит гладко звучащее изменение уровня сигнала, и быстрой атакой, которая способна улавливать резкие изменения. Фраза look-ahead (смотреть вперед) является неправильной в том смысле, что на самом деле взгляда вперёд (в будущее) не происходит. Вместо этого входной сигнал разделяется на две части, одна часть задерживается (обрабатываемая компрессором), а другая используется для анализа. Таким образом будет использована плавно звучащая медленная атака, которая может поймать резкие изменения в звуке. Недостаток этого способа состоит в том, что он задерживает сигнал.
Многообразие компрессоров и их применение [ править ]
Существует множество разнообразных компрессоров — от самых простых до сложнейших, от универсальных до узкоспециализированных, от одно до многополосных. Примером узкоспециализированного типа является класс приборов, применяемых для увеличения продолжительности звучания электро-гитары — так называемый эффект «сустейна», по сути это компрессор, который сначала ослабляет входной сигнал, а затем по мере его затухания усиливает его, делая его динамическую характеристику практически ровной.
На сегодняшний день без компрессоров не обходится ни одна сфера профессионального звукового оборудования — особенно это касается концертного звукоусиления, так как зачастую поведение любого входящего аудио сигнала на «живом» концерте является непредсказуемым, будь то голос или бас-гитара. Например, вокалист активно двигаясь по сцене, непроизвольно меняет расстояние между ртом и микрофоном, что создает «провалы» в уровне сигнала — в таких случаях компрессор просто незаменим.
В студиях звукозаписи компрессоры также составляют неотъемлемую часть обработки звука. Однако, в отличие от концертного звука, в студиях, компрессоры применяются с большой аккуратностью и только при необходимости. Выбор и настройка компрессора зависит от вкусовых предпочтений музыканта, его манеры исполнения, а также от музыкального стиля. К примеру, в рок-музыке компрессоры применяются очень активно и довольно жёстко, а в джазовой музыке, где хороший динамический диапазон имеет важное значение, компрессоры применяются очень редко и мягко. При записи симфонической музыки компрессоры чаще всего не применяются. Также немаловажное значение компрессоры имеют в сфере современного студийного пост-продакшна. Для этого, как правило, применяются дорогие многополосные компрессоры, которые разделяют входящий сигнал на 3 или более частотные полосы и позволяют индивидуально подобрать параметры компрессии для каждой из них.
В некоторых компрессорах можно встретить ряд дополнительных функций, например, «боковая цепь» (Side chain), в которой помимо основного входного сигнала, на дополнительный вход компрессора подается другой (боковой), каким-либо образом связанный с основным. И параметры компрессии основного сигнала устанавливаются в определенную зависимость от уровня или частотной характеристики бокового. Очень часто компрессоры составляют динамический блок обработки в акустических процессорах.
compressed audio
Смотреть что такое «compressed audio» в других словарях:
compressed audio routing — A digital process that reduces the bits necessary to encode and transmit information … IT glossary of terms, acronyms and abbreviations
Audio file format — An audio file format is a file format for storing digital audio data on a computer system. This data can be stored uncompressed, or compressed to reduce the file size. It can be a raw bitstream, but it is usually a container format or an audio… … Wikipedia
Audio compression (data) — For processes which reduce the amount of time it takes to listen to and understand a recording, see time compressed speech. Audio compression is a form of data compression designed to reduce the size of audio files. Audio compression algorithms… … Wikipedia
Audio bit depth — In digital audio, bit depth describes the number of bits of information recorded for each sample. Bit depth directly corresponds to the resolution of each sample in a set of digital audio data. Common examples of bit depth include CD audio, which … Wikipedia
Audio noise measurement — is carried out when assessing the quality of audio equipment, such as is used in recording studios, broadcast studios, and in the home (Hi Fi).Noise in general refers to unwanted sound, often loud, but in audio systems it is the low level hiss or … Wikipedia
Audio power — Sound measurements Sound pressure p, SPL Particle velocity v, SVL Particle displacement ξ Sound intensity I, SIL Sound power Pac Sound power level SWL Sound energy Sound energy density … Wikipedia
Audio crossover — A passive 2 way crossover designed to operate at loudspeaker voltages Audio crossovers are a class of electronic filter used in audio applications. Most individual loudspeaker drivers are incapable of covering the entire audio spectrum from low… … Wikipedia
Audio over Ethernet — In audio engineering (and now in broadcast engineering), audio over Ethernet (sometimes AoE) is the concept of using an Ethernet based network to transmit digital audio. It is designed to replace bulky snake cables, and to use the existing wiring … Wikipedia
TAK (audio codec) — Infobox Software name = Tom’s verlustfreier Audiokompressor caption = developer = Thomas Becker latest release version = 1.0.4 latest release date = March 11 2008 latest preview version = latest preview date = operating system = Windows genre =… … Wikipedia
compressed audio
Смотреть что такое «compressed audio» в других словарях:
compressed audio routing — A digital process that reduces the bits necessary to encode and transmit information … IT glossary of terms, acronyms and abbreviations
Audio file format — An audio file format is a file format for storing digital audio data on a computer system. This data can be stored uncompressed, or compressed to reduce the file size. It can be a raw bitstream, but it is usually a container format or an audio… … Wikipedia
Audio compression (data) — For processes which reduce the amount of time it takes to listen to and understand a recording, see time compressed speech. Audio compression is a form of data compression designed to reduce the size of audio files. Audio compression algorithms… … Wikipedia
Audio bit depth — In digital audio, bit depth describes the number of bits of information recorded for each sample. Bit depth directly corresponds to the resolution of each sample in a set of digital audio data. Common examples of bit depth include CD audio, which … Wikipedia
Audio noise measurement — is carried out when assessing the quality of audio equipment, such as is used in recording studios, broadcast studios, and in the home (Hi Fi).Noise in general refers to unwanted sound, often loud, but in audio systems it is the low level hiss or … Wikipedia
Audio power — Sound measurements Sound pressure p, SPL Particle velocity v, SVL Particle displacement ξ Sound intensity I, SIL Sound power Pac Sound power level SWL Sound energy Sound energy density … Wikipedia
Audio crossover — A passive 2 way crossover designed to operate at loudspeaker voltages Audio crossovers are a class of electronic filter used in audio applications. Most individual loudspeaker drivers are incapable of covering the entire audio spectrum from low… … Wikipedia
Audio over Ethernet — In audio engineering (and now in broadcast engineering), audio over Ethernet (sometimes AoE) is the concept of using an Ethernet based network to transmit digital audio. It is designed to replace bulky snake cables, and to use the existing wiring … Wikipedia
TAK (audio codec) — Infobox Software name = Tom’s verlustfreier Audiokompressor caption = developer = Thomas Becker latest release version = 1.0.4 latest release date = March 11 2008 latest preview version = latest preview date = operating system = Windows genre =… … Wikipedia
compressed audio
Смотреть что такое «compressed audio» в других словарях:
compressed audio routing — A digital process that reduces the bits necessary to encode and transmit information … IT glossary of terms, acronyms and abbreviations
Audio file format — An audio file format is a file format for storing digital audio data on a computer system. This data can be stored uncompressed, or compressed to reduce the file size. It can be a raw bitstream, but it is usually a container format or an audio… … Wikipedia
Audio compression (data) — For processes which reduce the amount of time it takes to listen to and understand a recording, see time compressed speech. Audio compression is a form of data compression designed to reduce the size of audio files. Audio compression algorithms… … Wikipedia
Audio bit depth — In digital audio, bit depth describes the number of bits of information recorded for each sample. Bit depth directly corresponds to the resolution of each sample in a set of digital audio data. Common examples of bit depth include CD audio, which … Wikipedia
Audio noise measurement — is carried out when assessing the quality of audio equipment, such as is used in recording studios, broadcast studios, and in the home (Hi Fi).Noise in general refers to unwanted sound, often loud, but in audio systems it is the low level hiss or … Wikipedia
Audio power — Sound measurements Sound pressure p, SPL Particle velocity v, SVL Particle displacement ξ Sound intensity I, SIL Sound power Pac Sound power level SWL Sound energy Sound energy density … Wikipedia
Audio crossover — A passive 2 way crossover designed to operate at loudspeaker voltages Audio crossovers are a class of electronic filter used in audio applications. Most individual loudspeaker drivers are incapable of covering the entire audio spectrum from low… … Wikipedia
Audio over Ethernet — In audio engineering (and now in broadcast engineering), audio over Ethernet (sometimes AoE) is the concept of using an Ethernet based network to transmit digital audio. It is designed to replace bulky snake cables, and to use the existing wiring … Wikipedia
TAK (audio codec) — Infobox Software name = Tom’s verlustfreier Audiokompressor caption = developer = Thomas Becker latest release version = 1.0.4 latest release date = March 11 2008 latest preview version = latest preview date = operating system = Windows genre =… … Wikipedia