Language
Country/Area
No result found
Секрет сжатия звука: какая удивительная технология скрывается за MP3 и AAC?
В мире цифрового аудио такие форматы кодирования звука, как MP3 и AAC, стали частью нашей повседневной жизни. Эти форматы не только позволяют нам удобно хранить и передавать музыку, но и используют сложную технологию, позволяющую сделать потерю качества звука в процессе сжатия практически незаметной. Какие удивительные технологии скрываются за этими форматами?
Основные понятия форматов кодирования звука
Формат аудиокодирования — это формат представления контента, используемый для хранения или передачи цифрового звука. Эти форматы позволяют эффективно уменьшить размер файла и упростить потоковую передачу данных. Например, наиболее распространенными форматами аудиокодирования являются MP3 и AAC, оба из которых используют модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) и алгоритмы перцептивного кодирования.
После того, как аудиоконтент закодирован, он обычно упаковывается в формат контейнера, так что у пользователя нет необработанного файла AAC, а вместо этого есть аудиофайл .m4a, который представляет собой контейнер MPEG-4 Part 14, содержащий Аудио в кодировке AAC.
Выбор между форматами сжатия с потерями и без потерь
Форматы кодирования звука обычно можно разделить на форматы без потерь и форматы с потерями. Форматы без потерь сокращают объем аудиоданных до общего объема данных, необходимого для представления звука, но могут быть декодированы обратно в исходную, несжатую форму. Напротив, форматы с потерями еще больше снижают битовое разрешение звука, что может значительно сократить объем данных, но приводит к необратимой потере качества звука.
Большая часть передаваемого (потокового) звука обычно использует кодирование с потерями, поскольку меньший размер файла упрощает его распространение.
Исторический фон технологической эволюции
История технологии аудиокодирования восходит к 1950-м годам, когда Bell Labs подала заявку на патент на дифференциальную импульсно-кодовую модуляцию (DPCM). Со временем было разработано множество методов перцептивного кодирования, включая линейное предсказательное кодирование (LPC) и алгоритм линейного предсказания с кодовым возбуждением (CELP), предложенный в 1980-х годах.
Примерно в 1974 году было разработано дискретное косинусное преобразование (DCT), которое впоследствии легло в основу модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT), используемого в современных форматах сжатия звука, таких как MP3 и AAC.
Технические принципы MP3 и AAC
MP3 и AAC позволяют добиться эффективного сжатия звука, поскольку они используют восприятие звука человеческим ухом и удаляют ненужные данные с помощью модели перцептивного кодирования. Главной особенностью MP3 является то, что он существует в виде потока данных, в то время как AAC считается более современным и эффективным форматом кодирования, который может обеспечить лучшее качество звука, особенно при высоких скоростях передачи данных.
Как и многие другие форматы кодирования звука, MP3 и AAC следуют принципу перцептивного кодирования, пытаясь удалить определенные данные из источника звука таким образом, чтобы это было незаметно для человеческого уха.
Перспективы развития форматов кодирования аудио
Форматы кодирования звука будут продолжать развиваться по мере развития технологий. Внимание привлекают новые технологии, такие как циклическое аудио и более эффективные методы сжатия без потерь. В будущем могут появиться более эффективные стандарты кодирования, которые улучшат качество звука и еще больше сократят требуемый объем памяти. Заключение
Понимание форматов кодирования звука, таких как MP3 и AAC, не только помогает нам лучше ценить музыку, но и пробуждает интерес людей к технологиям, лежащим в их основе. Таким образом, эволюция аудиокодирования и технологические достижения продолжают бросать вызов нашему пониманию качества звука и удобства хранения. Можем ли мы ожидать появления более удивительных аудиотехнологий в будущем?
