Charakteristiky zvuku

Charakteristiky zvuk. záznamů
Your Name
Jan Kvasnička
Your Title
2010
Roman Brückner
Your Organization (Line #1)
Your Organization (Line #2)
Obsah prezentace
Digitalizace zvuku
Audio formáty
Digitální zvuk
Datová náročnost formátů
Budoucnost zvuku
2
Digitalizace zvuku
Pulzně kódová modulace
1937 - Alec Reeves(Brit)
Vzorkování - přeměna spojitého signálu na nespojitý ve tvaru
amplitudově modulovaných vzorků
Kvantování - vybrán pouze určitý omezený počet amplitudových
stavů, aby mohly být vyjádřené pouze určitým počtem digitálních
značek (kódových skupin)
Kódování - vyjádření poměrně velkého počtu kvantovaných vzorků
signálu číselně ve dvojkovém kódu, umožní se tím daleko snadněji
rozeznávat hodnotu vzorku
3
Princip puzní kódové modulace
4
PCM
- odečítání hodnoty signálu pomocí A/D převodníku, záznamu v binární
podobě
- A/D převodník parametry - frekvence, bitové rozlišení
Vzorkování
- pokud vzorkovací frekvence nízká -> ztráta kvality – aliasing
(Nyquistova vzorkovací věta – min 2x větší)
Kvantování
- přesnost určení hodnoty dáno bit rozlišením (8 bit , 16 bit)
- šum (s rostoucím rozlišením klesá)
5
Aliasing
Zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Vzorkovani.svg
6
Kvantování
Zdroj: http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Kvantovani.svg
7
Digitalizace zvuku
Použití PCM:
Audio CD (44,1 kHz s rozlišením 16 bitů)
1 min záznamu = 44100 · 16 · 2 · 60 : 8 = 10 584 000 B
Telekomunikace – ISDN (8 kHz, rozlišení 8 bitů)
datový tok 64 kbit/s - základní kapacita hovorového kanálu
Evropa a Austrálie – kvalitnější zvuk než S. Amerika
8
Audio formáty
Ztrátová komprese- MP3, WMA, Vorbis, AAC, AC3, DTS
Bezztrátová komprese - FLAC, WMA Lossless
Variabilní bitrate (VBR) – proměnlivý datový tok (dle
zvolené kvality)
- MP3 , WMA , Vorbis a AAC, bezztrátové kodeky
Konstantní bitrate (CBR) – konstantní datový tok
- horší kvalita při nízkém bitrate
9
Audio formáty
ALAC - je Lossless Audio Codec (Aple)
Kontejner mp4, přípona .m4a
Apple Lossless má stejnou příponu jako AAC, není ale varianta
AAC, ale používá lineární predikci podobně jako ostatní
bezztrátové audio kodeky, například FLAC a Shorten
Není tak náročný na dekompresi (přenosná zařízení – iPod)
10
Audio formáty
Mp3HD - je Lossless Audio Codec (Thomson)
Zpětně kompatibilní s MP3
Příponu souboru. Mp3
Mp3 skladby a mp3HD soubor sdílejí stejný ID3 metadata
Datové toky pro hudbu 500 až 900 kbps v závislosti na žánru
Nekomprimovaný bit rate: 1411 kbps
11
Digitální zvuk
Grabování ( = Rippování) - digitální kopírování (extrakce) zvukových
dat z CD do PC (WAV, popř. Jiné formáty)
Mutlimediální kontejner - formát pro uložení několika proudů
multimediálních dat do jednoho souboru
(jedna video stopa, několik audio stop, titulky)
Přehrávání - software rozdělí jednotlivé datové proudy do různých
kodeků
Kontejnery – AVI, MP4, MPEG-PS, MPEG-TS, RealMedia, Ogg, VOB,
3GP
12
Digitální zvuk
Kodek - složenina z kodér a dekodér( komprese a dekomprese)
= počítačový program, který transformuje datový tok(=bitrate)
Ztrátové
LAME, Blade, Xing pro formát MP3
Libvorbis pro formát Ogg
FAAC pro formát AAC
WMA 9 pro formát WMA
Bezztrátové
FLAC
Monkey's Audio - spíše pro Windows, podpora na Linuxu jen
okrajově (nejlepší kompresní poměr, pomalý)
WMA Professional Lossless
WavPack - pomalejší než FLAC, vytvoří 2 soubory (komprese,
ztracená data)
Apple Lossless- kontejner MP4,není náročný na dekompresi
13
Datová náročnost formátů
Bitrate = datový tok = jednotka přenosové rychlosti.
- nad 192 kb/s – lidské ucho nerozezná rozdíl
- bitrate 128 kb/s - znatelný rozdíl mezi originálem a jeho kompresní náhražkou
- při nižším bitrate je kvalita zvukového záznamu velmi nízká a je patrný velmi
radikální zásah do originálu
- kvalita reprodukce různých formátů při stejném bitrate podobná
(kodek, software použitý ke kompresi)
- při nízkém bitrate (např. 64 kb/s nebo 32 kb/s) je rozdíl v kvalitě zvuku mezi
jednotlivými formáty
14
Datová náročnost formátů - test
15
Datová náročnost formátů - test
WAV
705 kb/s
12,4 MB
MP3
320 kb/s
5,6 MB
192 kb/s
3,3 MB
128 kb/s
2,2 MB
64 kb/s
1,1 MB
32 kb/s
560 kB
128 kb/s
2,3 MB
64 kb/s
1,15 MB
32 kb/s
585 kB
192 kb/s
1,951 MB
128 kb/s
1,950 MB
52 kb/s
903 kB
192 kb/s
1,63 MB
128 kb/s
1,63 MB
92 kb/s
1,63 MB
WMA
AAC
OGG
16
Budoucnost zvuku
Formát MusicDNA
Kompatibilní s MP3
Data navíc o dané písničce – autor, žánr, text
Propojení k webu + download
Pirátské verze ochuzeny o tyto data
17
Děkujeme za pozornost
Nyní je prostor pro Vaše otázky
18