Kompresja

prasaKompresja plików dźwiękowych ma za zadanie zmniejszyć docelowy rozmiar pliku. Typowy, 3,5 minutowy plik audio w jakości CD ma bez kompresji rozmiar 36 960 000 kB. Tymczasem na stronach internetowych można znaleźć te same pliku w rozmiarze 3,5 MB. Efekt ten uzyskuje się przy zastosowaniu metod kompresji bezstratnej i stratnej.


Kompresja bezstratna zachowuje pełną informację o przebiegu sygnału dźwiękowego. Polega ona na sprytnej zmianie sposobu zapisu danych, dzięki czemu zapis jest oszczędniejszy. Możliwość stosowania tego rodzaju kompresji wynika z faktu, że standardowe sposoby zapisu dźwięku (np. pliki wav) są dość „rozrzutne” pod względem wykorzystania pamięci. Np. bez względu na to, czy w danym momencie dźwięk ma dużą amplitudę i skomplikowany przebieg, czy panuje absolutna cisza, dane w formacie stereo zajmują około 170 kB na każdą sekundę. Dlatego zmieniając sposób zapisu da się sporo danych „upakować”.

Dzięki temu kompresja bezstratna pozwala przeciętnie w np. w jednym bajcie danych skompresowanych zapisać więcej niż 1 bajt danych wyjściowych.

Formaty kompresji bezstratnej:

  • monkey’s audio
  • LPAC
  • RKAU
  • FLAC
  • WavPack
  • jeden z podformatów quicktime’a

 

Kompresja stratna wykorzystuje kilka uzupełniających się efektów i technik. Po pierwsze – ten typ kompresji może wykorzystać prawie wszystkie metody kompresji bezstratnej. Po drugie – ponieważ ludzki narząd słuchu nie jest stuprocentowo dokładny, to wiele dźwięków jest przezeń „gubionych” i można ich po prostu nie zapisywać, oszczędzając przy tym pasmo pamięci.

Ta druga metoda – wykorzystanie niedokładności słuchu jest właśnie kluczem do wydajności kompresji stratnej. W jej ramach sygnał dźwiękowy jest analizowany pod kątem owych niedostrzeganych słuchem elementów – np. maskowanie dźwięków cichych przez głośne, lub maskowanie gorzej słyszalnych dźwięków.

Dzięki kompresji stratnej daje się (bez wyraźnego pogorszenia jakości dźwięku) upakować dane audio 10-cio, a nawet 20-to krotnie. W rezultacie typowe nagranie zajmuje nie kilkadziesiąt, a kilka megabajtów pamięci.

Różnica pomiędzy rozmiarem pliku nieskompresowanego i skompresowanego nazywa się stopniem kompresji.

Formaty kompresji stratnej:

  • mp3 (także mp3 pro – twórca Instytut Fraunhoffera)
  • wma, asf  (MICROSOFT)
  • mpeg
  • ogg (Vorbis – projekt open source)
  • atrac (SONY)
  • aac (APPLE)
  •  vqf (YAMAHA)
  • i inne