Как сжать файл pcm

Обновлено: 02.07.2024

Сегодня большинство из нас имеет дело преимущественно с цифровыми системами воспроизведения звука. В этих системах звук хранится в цифровом виде – то есть – в виде последовательностей нулей и единиц, которые после раскодирования их с помощью специального программного и аппаратного обеспечения, превращаются в звук. В мире цифровой музыки идет борьба, с одной стороны, за качество воспроизведения, а с другой – за объем хранимых данных. Это два противоборствующих понятия – чем выше качество звука, тем, обычно, больше места требуется для его хранения. Для того, чтобы сохранить цифровой звук с как можно более высоким качеством в как можно меньшем объеме информации, были разработаны алгоритмы сжатия звука.

Существует два различных подхода к сжатию аудиоинформации. Первый называется сжатием без потерь ( lossless ) – в ходе такого сжатия звук, записанный в цифровом виде, сохраняется полностью, без потерь. Другой подход к сжатию аудиоданных называется сжатием с потерями ( lossy ) – звук особым образом обрабатывается, из него удаляется все, по заключению алгоритма сжатия, лишнее, а то, что остается, сжимается. Такое сжатие, в сравнении со сжатием без потерь, позволяет добиться гораздо более высоких уровней сжатия, то есть – уменьшить размеры звуковых файлов, в то время как качество звучания, если не стараться сжать файл слишком сильно, страдает не особенно заметно.

Музыкальные записи можно сжимать и обычными архиваторами, однако они не могут работать в режиме реального времени, к тому же, уровень сжатия несжатых музыкальных записей редко когда превышает 50%. Другой, используемый на практике, способ сжатия аудиоинформации заключается в применении специальных программ – так называемых кодеков, с помощью которых можно сжимать и "на лету" заниматься раскодированием и воспроизведением сжатых композиций.

Говоря о кодеках для сжатия аудиоинформации, следует различать понятия кодек и контейнер медиаданных. Контейнер – это, упрощенно говоря, некая стандартная оболочка , в которой хранятся аудиоданные, сжатые тем или иным кодеком. Например, в MP4-контейнере могут храниться данные, сжатые различными кодеками – в частности – кодеком сжатия с потерями AAC , кодеком сжатия без потерь ALAС и другими. Обычно для различных типов данных, которые хранятся в MP4-контейнере, применяются различные расширения файла. Точно так же, в WAV -файле могут храниться различные данные – например, сжатые в популярном формате MP3 или несжатая информация в формате PCM – в случае с WAV -файлами расширение имени файла остается неизменным (. wav ), а различаются эти файлы лишь по своей внутренней структуре.

Перечень программ

* Программа ImToo WMA MP3 Converter поддерживает большое количество входных форматов файлов, на выходе же могут быть лишь MP3 и WMA .

** Программа MP4 Converter конвертирует видеофайлы различных форматов в формат, понятный плеерам Apple iPod .

*** Программа для разбиения больших аудиофайлов в соответствии с индексными картами.

Сжатие с потерями

Среди существующих форматов сжатия аудиоданных с потерями можно отметить "большую четверку" - MP3 , WMA , Ogg Vorbis и AAC . Ваш MP3 -плеер с практически 100% вероятностью будет поддерживать один из этих форматов, а скорее всего – несколько. Знания о некоторых особенностях форматов будут особенно полезны при практической работе с аудиоинформацией. Например, в следующих лекциях мы рассмотрим ПО для работы со звуком, в частности, подробно остановимся на конверсии звука из одного формата в другой, и если вы будете знать о формате сжатия данных немного больше, чем его название, это может вам неплохо помочь. Итак, начнем с самого популярного формата.

Полное название MP3 – MPEG 1 Audio Layer 3. MP3 – это формат сжатия аудиоданных с потерями, который добился невероятной популярности по всему миру. В настоящее время существуют варианты стандарта - MPEG-2 Layer 3 и MPEG-2 .5 Layer 3.

История MP3 начинается в конце 1980-х годов, когда рабочая группа инженеров института Фраунгофера (Fraunhofer Society) начала работать над проектом DAB ( Digital Audio Broadcast ). Проект был частью исследовательской программы EUREKA и в ее рамках был известен как EU -147. MP3 стал результатом переработки стандартов сжатия аудиоинформации Musicam и ASPEC, добавления к идеям, используемых в этих стандартах, новых оригинальных концепций. Непосредственное отношение к стандарту имеет так же компания Thomson.

Стандарт развивался в начале 1990-х, в 1995 году была опубликована окончательная версия стандарта, однако еще в 1994 году был создан первый программный MP3 -кодировщик, который назывался l3enc. Тогда же было выбрано расширение . mp3 для файлов, закодированных в данном формате, а в 1995 году появился первый программный MP3 -проигрыватель Winplay3, доступный широкой общественности. Благодаря высокому качеству музыки при небольшом размере файлов, а так же из-за появления простого и качественного программного обеспечения для проигрывания и создания MP3 -файлов (например, широко известного и ныне здравствующего WinAmp’a, который появился еще в середине 1990-х годов), стандарт обрел огромную популярность и пользуется ей до сих пор.

Возможности MP3

Говоря о возможностях формата MP3, пожалуй, надо начать с формата, в котором хранят музыку на обычных музыкальных CD-дисках, на так называемых Audio CD . Звук, записанный на такие диски, имеет вполне определенные характеристики, а именно, это 44.1kHz 16Bit Stereo (44,1 кГц, 16-битный стереозвук). В переводе на нормальный человеческий язык это означает, что каждая секунда звучания состоит из 44100 образцов (этот параметр называют частотой дискретизации), каждый из которых имеет размер 16 бит (то есть – два байта), причем, информация записывается для двух каналов – для правого и для левого. В итоге получается, что для хранения одной секунды музыки в формате Audio CD потребуется 44100*16*2=1411200 бит, или 176400 байт, или 172,2 Кб. Таким образом, пятиминутная композиция займет 176400*5*60=52920000 байт, то есть – почти 50 мегабайт дискового пространства. Даже сегодня, учитывая десятки, а чаще – сотни гигабайт жестких дисков, которые есть в распоряжении обычных пользователей, довольно сложно представить себе музыкальную коллекцию, состоящую исключительно из звука, записанного в таком неэкономном формате. Что и говорить о жестких дисках на пару гигабайт, которые были пределом мечтаний многих лет десять назад.

Файлы, сжатые в MP3 практически без потери первоначального качества, занимают в 6-10 раз меньше места, чем оригинал. То есть из огромного 50-мегабайтного файла получается вполне пристойный 5-мегабайтный. Причем, если сжать такой файл с помощью обычных алгоритмов сжатия (RAR или ZIP, например), которые используются для простых файлов, мы получим, в лучшем случае, 50% выигрыш (то есть файл порядка 25 Мб). В чем же дело? Почему же MP3 способен так сильно сжимать файлы, практически не ухудшая их качества. Ответ на вопрос здесь кроется в слове "практически". Ведь обычное сжатие не изменяет качества композиций, оно полностью сохраняет его, а MP3 проводит некие манипуляции с файлом, которые могут сказаться на его качестве.

Как работает MP3

В основе MP3 лежит множество механизмов сжатия, в частности, так называемое адаптивное кодирование, основанное на психоакустических моделях, которые учитывают особенности восприятия звука человеком и удаляют из него все "лишнее" - все то, что среднестатистическому человеку невозможно услышать при прослушивании композиций. Как мы уже говорили, если не стремиться слишком сильно сжать композицию, применив наиболее качественный вариант MP3-кодирования, то ее размер будет примерно в 6-10 раз меньше оригинала с CD-качеством, а качество этих двух записей будет идентичным – вряд ли даже профессионал различит их. При более высоких уровнях сжатия потери (их еще называют артефактами сжатия) слышны гораздо сильнее, но тот, кто пользуется сильно сжатой MP3-музыкой, сознательно идет на такой шаг. Например, сильно сжатые MP3 чрезвычайно популярны в среде сотовых телефонов – часто встроенной памяти аппарата не хватает для того, чтобы закачать в него достаточное количество качественных MP3, в результате владелец жертвует качеством записи ради количества. Но вернемся к описанию принципов работы MP3, в частности, к психоакустическим моделям.

Адаптивное кодирование, основанное на психоакустических моделях, применяет различные знания об особенностях восприятия звуков человеком. Так, если одновременно воспроизводятся два звуковых сигнала, один из которых слабее, то более слабый сигнал заглушается (или, как говорят, маскируется) более сильным сигналом. В результате получается, что человек слышит более сильный звук, а более слабый – нет. В таком случае информация о более слабом звуке просто отбрасывается. Точно так же происходит, если сразу после громкого звука идет тихий – громкий звук вызывает временное понижение слуховой чувствительности, в результате – тихий звук оказывается не слышным – информацию о нем так же можно убрать. Так же при обработке музыкальных композиций учитывается то, что большинство людей не способны различить сигналы, мощность которых находится ниже определенного уровня для различных частотных диапазонов.

Битрейт

При MP3-кодировании особенную важность имеет так называемый битрейт (bitrate или ширина потока), который задается при кодировании. Например, уже описанный Audio CD может быть закодирован с максимальным битрейтом 320 Кбит/c (килобит в секунду – этот показатель так же обозначают как kbps , kbs , kb/s) до 128 и ниже. На практике, при битрейте ниже 128 Кбит/с качество звучания падает настолько сильно, что кодировать с подобным битрейтом есть смысл лишь тогда, когда другой альтернативы просто нет.

С одним и тем же битрейтом могут быть закодированы различные исходные материалы, например, звук может быть не стереофоническим, а монофоническим, другой может быть частота дискретизации или размер выборки, однако битрейт – это очень важный интегральный показатель качества MP3-файла. В общем случае, чем он больше – тем это лучше. Очень часто при кодировании MP3-записей Audio CD -качества, можно встретить битрейт 192 Кбит/с – он неплохо подходит для этих целей, однако при прослушивании подобных записей на качественной аудиоаппаратуре (особенно, если сравнить их с оригинальными Audio CD ), заметны артефакты сжатия.

Однако, нельзя однозначно утверждать, что любая музыкальная композиция, скажем, записанная на битрейте 192 Кбит/с лучше, чем композиция, записанная на 128 Кбит/с. Многое зависит от самой музыки, от кодировщика, от исходного качества записи, а так же от того, какой тип битрейта использован при записи композиции.

Так, наиболее простой тип битрейта – это постоянный битрейт – или CBR ( Constant Bit Rate ). Этот битрейт не меняется в течение кодирования всей композиции, то есть каждая секунда звучания, независимо от ее содержимого, кодируется одинаковым количеством бит.

Интереснее выглядит переменный битрейт ( VBR , Variable Bit Rate ). Он динамически изменяется при кодировании в зависимости от аудиоданных, которые подвергаются обработке. Это наиболее прогрессивный тип кодирования MP3 – при его использовании качество записей повышается, в сравнении с использованием постоянного битрейта, а размер файлов уменьшается. Это происходит из-за того, что более насыщенные участки записи кодируются с более высоким битрейтом, а участки, где высокий битрейт не требуются, кодируются с битрейтом более низким. Основной минус VBR заключается в том, что перед началом кодирования практически невозможно назвать размер выходного файла.

Еще один вариант битрейта называется усредненным битрейтом ( ABR , Average Bit Rate ) – его можно назвать комбинацией VBR и CBR . Так, перед началом кодирования пользователь задает средний битрейт, а при кодировании программа, используя переменный битрейт, следит за тем, чтобы в итоге битрейт вписался в установленное пользователем ограничение. Качество выходного файла получается, таким образом, хуже, чем при использовании VBR (но немного лучше, чем при использовании аналогичного CBR ), однако размер файла поддается гибкой и точной регулировке.

В ходе кодирования исходный аудиосигнал разбивается на участки, которые называются фреймами. Каждый фрейм кодируются отдельно, а при декодировании звуковой сигнал реконструируется из декодированных фреймов. Особый интерес при кодировании MP3 представляет способ обработки стереосигнала – давайте остановимся на этом вопросе подробнее.

«У меня есть текстовый файл с необработанным массивом PCM, и я хочу преобразовать PCM в WAV, файл OGG. После долгого поиска я не смог найти библиотеку, которая обеспечивает эту кодировку (PCM для MP3). Я с нетерпением жду иметь некоторые предложения или, возможно, ссылки на такие библиотеки. "

PCM - не часто используемый аудиоформат, с которым мы, возможно, не знакомы. Что мы должны сделать, чтобы преобразовать PCM в WAV или другой аудиоформат для доступа к аудиофайлам на других устройствах? Просто узнайте более подробную информацию о причине конвертации PCM в WAV. А затем найдите перечисленные решения 6 для преобразования файлов PCM в WAV из статьи. Читайте дальше и получите решение сейчас.

Перед преобразованием PCM в WAV вы можете проверить более подробную информацию о PCM и WAV. На самом деле и PCM, и WAV содержат данные RAW PCM, единственное отличие - заголовок. WAV-файл содержит заголовок, а RAW PCM - нет. По этой причине некоторые специалисты просто добавляют воспроизводимый заголовок с данными PCM в iOS. Рекомендуется, чтобы технический специалист мог следовать решению для преобразования RAW PCM в WAV с кодеком.

Часть 1: Лучший способ конвертировать PCM в WAV

Как известно, файл PCM не поддерживается большинством медиаплееров и портативных устройств, их совместимый аудиоформат - MP3, WAV и другие. Если мы хотим прослушать аудиофайл PCM на нашем устройстве Apple, таком как iPod touch, iPod nano, iPad, iPhone и других проигрывателях, таких как Sony Walkman, iRiver, PSP, PS3 и других, нам нужно преобразовать PCM в WAV, MP3 и Больше.

AnyMP4 Видео конвертер Ultimate Это популярный инструмент преобразования PCM в WAV, который поможет вам преобразовать PCM в WAV и может обрезать длину звука, объединять аудиофайлы и настраивать аудиоэффекты. Эта статья представляет собой пошаговое руководство, которое покажет вам подробные шаги по преобразованию PCM в WAV с очень высоким качеством.

Шаг 1: бесплатно скачайте и запустите программу

Здесь вы можете скачать программу PCM to WAV Converter и установить ее на свой компьютер. И тогда вы можете запустить программу, чтобы открыть основной интерфейс.

Шаг 2: добавьте звук PCM и выберите выходной формат

Шаг 3: отредактируйте аудио для персонализации

AnyMP4 PCM в WAV Converter имеет функцию, которая поможет вам обрезать длину видео и отрегулировать громкость звука. Вы можете нажать значок «Вырезать» и открыть вдову «Вырезать», здесь вы можете перетащить ползунок, чтобы изменить начало и конец, как вам нравится, под столбцом предварительного просмотра. Или вы можете ввести значение в соответствующее поле, чтобы установить время начала и окончания, и нежелательная часть будет удалена по желанию. Затем вы можете нажать кнопку «Сохранить», чтобы завершить функцию обрезки.

Шаг 4: конвертировать PCM в WAV

Часть 2: Как конвертировать PCM в WAV Online

Шаг 1: Выберите «Преобразовать в WAV», в котором вы можете выбрать файл из локальной папки или указать местоположение удаленного файла для преобразования PCM в WAV. Более того, вы также можете добавлять файлы из OneDrive или Dropbox.

Шаг 3: Установите «Дополнительные параметры конвертации медиа». Расширенные параметры звука позволяют изменять качество звука, обрезку и другие параметры преобразования звука. Просто убедитесь, что вы получите желаемый результат для преобразования PCM в WAV.

Шаг 4: Теперь вам нужно всего лишь нажать кнопку «Преобразовать в WAV», чтобы превратить звук PCM в файлы WAV. После этого вы можете использовать файлы RAW PCM для iPod и других устройств.

Метод 2: Внутри Online Convert для преобразования PCM в WAV файл

Online-Convert - это универсальный конвертер аудио, поддерживающий формат PCM. Если у вас есть файлы PCM, вы можете выбрать онлайн-конвертер аудио, чтобы превратить PCM в файлы WAV. Более того, вы также можете добавлять видео файлы для извлечения аудио из видео форматов из программы. Вот процесс, чтобы получить формат WAV.

Шаг 1: Загрузите аудио файлы PCM, которые вы хотите конвертировать, со своего компьютера, URL-адреса, Google Drive или Dropbox. И затем требуется некоторое время для загрузки файлов PCM в онлайн-конвертер.

Шаг 2: Что касается настроек, вы можете настроить битовое разрешение, частоту дискретизации, звуковые каналы и обрезать звук и нормализовать звук. Более того, вы также можете настроить формат PCM, нажав «Показать дополнительные параметры».

Шаг 3: Online Convert предоставляет различные варианты для PCM в WAVsolution. Когда вы знаете оригинальное решение PCM, вы можете получить те же настройки, чтобы сохранить исходное качество PCM для преобразования PCM в WAV.

Шаг 4: Теперь нажмите кнопку «Преобразовать», чтобы преобразовать PCM в WAV. Преобразование файлов PCM в формат WAV занимает некоторое время, прежде чем вы соглашаетесь с условиями лицензионного соглашения. После этого вы можете использовать RAW PCM для совместимых устройств.

Часть 3: преобразование PCM в WAV с помощью FFmpeg

Если вы техник, знакомый с FFmpeg, вы также можете использовать отличный конвертер PCM в WAV. FFmpeg с открытым исходным кодом доступен для Windows, Mac и Linux, вы можете проверить процесс получения желаемых WAV-файлов из MAC, как показано ниже. Убедитесь, что вы вводите следующий кодек для преобразования.

Шаг 1 Откройте терминал на вашем Mac, перейдите в каталог, содержащий файлы, которые вы хотите конвертировать PCM в WAV. Если вы используете Windows, вы можете ввести командную строку для кодека.

Шаг 2 : После этого вы можете ввести следующий кодек, чтобы превратить PCM в WAV.

ffmpeg -f s16be -ar 8000 -ac 2 -acodec pcm_s16be -i
input.raw
output.wav

Шаг 3 : Убедитесь, что расширение, совпадающее с вашими входными файлами, для преобразования файлов PCM в формат WAV соответственно.

Часть 4: Превратите PCM в WAV, добавив воспроизводимый заголовок

Как уже упоминалось, вам нужно всего лишь добавить воспроизводимый заголовок в RAW PCM, который превратит PCM в файлы WAV. Это должно быть трудной задачей для обычных пользователей. Но если вы технический специалист, вы можете следовать приведенному ниже кодеку, написанному с помощью Objective-C и C.

(NSURL *) getAndCreatePlayableFileFromPcmData: (NSString *) filePath
<
NSString * wavFileName = [[filePath lastPathComponent] stringByDeletingPathExtension];
NSString * wavFileFullName = [NSString stringWithFormat: @ "% @. Wav", wavFileName];
[self createFileWithName: wavFileFullName];
NSArray * dirPaths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains (NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES);
NSString * docsDir = [dirPaths objectAtIndex: 0];
NSString * wavFilePath = [docsDir stringByAppendingPathComponent: wavFileFullName];
NSLog (@ "Путь к файлу PCM:% @", filePath);
FILE * fout; короткие NumChannels = AUDIO_CHANNELS_PER_FRAME;
короткий BitsPerSample = AUDIO_BITS_PER_CHANNEL;
int SamplingRate = AUDIO_SAMPLE_RATE;
int numOfSamples = [[NSData dataWithContentsOfFile: filePath] length];
int ByteRate = NumChannels * BitsPerSample * SamplingRate / 8;
short BlockAlign = NumChannels * BitsPerSample / 8;
int DataSize = NumChannels * numOfSamples * BitsPerSample / 8;
int chunkSize = 16;
int totalSize = 46 + DataSize;
короткий аудиоформат = 1;
if ((fout = fopen ([wavFilePath cStringUsingEncoding: 1], "w")) == NULL)
printf («Ошибка открытия файла»);
>
fwrite ("RIFF", sizeof (char), 4, fout);
fwrite (& totalSize, sizeof (int), 1, fout);
fwrite ("WAVE", sizeof (char), 4, fout);
fwrite ("fmt", sizeof (char), 4, fout);
fwrite (& chunkSize, sizeof (int), 1, fout);
fwrite (& audioFormat, sizeof (short), 1, fout);
fwrite (& NumChannels, sizeof (short), 1, fout);
fwrite (& SamplingRate, sizeof (int), 1, fout);
fwrite (& ByteRate, sizeof (int), 1, fout);
fwrite (& BlockAlign, sizeof (short), 1, fout);
fwrite (& BitsPerSample, sizeof (short), 1, fout);
fwrite ("data", sizeof (char), 4, fout);
fwrite (& DataSize, sizeof (int), 1, fout); fclose (FOUT);
NSMutableData * pamdata = [NSMutableData dataWithContentsOfFile: filePath]; NSFileHandle * handle;
handle = [NSFileHandle fileHandleForUpdatingAtPath: wavFilePath];
[handle seekToEndOfFile]; [обрабатывать writeData: pamdata];
[обрабатывать closeFile]; return [NSURL URLWithString: wavFilePath]; >

Часть 5: преобразование PCM в WAV с помощью Bigsoft Audio Converter

Если вам нужен какой-то другой Audio Converter для вашего компьютера, Bigsoft Audio Converter - это один из аудио конвертеров, поддерживающих файлы PCM. Он обеспечивает простой процесс преобразования аудио RAW PCM, WAV PCM или PCM с CD или DVD в файлы WAV. Вот подробный процесс преобразования PCM в WAV с программой.

Шаг 1 : Сначала скачайте и установите конвертер PCM с официального сайта. После запуска программы вы можете нажать кнопку «Добавить файл», чтобы добавить файлы PCM в программу. Или вы также можете перетащить файлы QCP прямо в программу.

Шаг 2 : Выберите формат вывода как WAV из выпадающего списка «Профиль». Существует несколько опций, которые вы можете выбрать MP3, AAC или AIFF из опции «General Audio» для конвертации.

Шаг 3 : После этого вы можете нажать кнопку «Преобразовать», чтобы начать преобразование PCM в WAV. Если вы хотите получить высококачественный вывод WAV для другого устройства, потребуется целый период времени.

Больше чтения: информация о PCM и WAV

PCM (Импульсно-кодовая модуляция), который используется для цифрового представления дискретизированных аналоговых сигналов. Это стандартная форма для цифрового звука в компьютерах и различных форматах Blu-ray, DVD и компакт-дисков, а также для других целей, таких как цифровые телефонные системы. Потоки PCM имеют два основных свойства, которые определяют их точность по отношению к исходному аналоговому сигналу: частота дискретизации, которая представляет собой число раз в секунду, когда отбираются выборки; и битовая глубина, которая определяет количество возможных цифровых значений, которые может принимать каждая выборка.

Освободи Себя WAV Формат - это формат Microsoft в партнерстве с IBM в 1990. Это остается наиболее распространенным форматом для сохранения и обмена несжатого звука. Подобно некоторым старым форматам, таким как формат Красной книги, используемый на компакт-дисках, WAV основаны на импульсной кодовой модуляции. PCM накладывает определенные ограничения на количество каналов и частоту дискретизации записанного звука. Однако дальнейшие итерации формата WAV сняли некоторые из этих ограничений.

Часто задаваемые вопросы о преобразовании PCM в WAV

PCM такой же, как WAV?

Нет. PCM и WAV оба формата, которые содержат необработанные данные PCM. Разница лишь в том, что WAV содержит заголовок, а PCM - нет.

Как открыть файлы PCM?

Файл PCM в основном связан с Bliss for Windows от Handicom. Для открытия файлов PCM вам понадобится программное обеспечение, такое как Bliss для Windows.

PCM Dolby Digital?

Нет. И PCM, и Dolby Digital - это технологии, относящиеся к различным типам цифровых аудиозаписей. Аудио PCM, записанное на DVD, представляет собой двухканальную цифровую и стереофоническую звуковую дорожку, в то время как Dolby Digital использует формат 5.1 или шесть каналов.

Вывод:

Что делать, если у вас есть файлы RAW PCM? На самом деле, превращение PCM в WAV должно быть наиболее эффективным способом сохранения высокого качества аудиоформата. Не только потому, что как PCM, так и WAV используют большинство похожих кодеков, но также и высококачественный WAV без потерь. Когда устройство совместимо с файлами WAV, рекомендуется вместо этого преобразовать PCM в WAV.

Если вы ищете решения от PCM до WAV, возможно, вам не удастся найти много решений для преобразования. Это потому, что кодек PCM не часто используется. Для того, чтобы преобразовать файлы профессиональным способом, AnyMP4 Video Converter Ultimate должен быть тем, который вы должны попробовать. В статье также перечислены некоторые конвертеры из PCM в WAVOnline и программы для Windows и Mac. Что касается технических специалистов, вы также можете попробовать решение использовать FFmpeg или использовать кодек C для добавления заголовка в PCM. Если у вас есть другие вопросы или проблемы с конвертацией между PCM и WAV, вы можете поделиться комментариями в статье.

Частота выборкиУказывает количество цифровых снимков в секунду звукового сигнала. Эта скорость определяет частотный диапазон аудиофайла. Чем выше частота дискретизации, тем ближе форма цифрового сигнала к исходному аналоговому сигналу. Низкая частота дискретизации ограничивает диапазон частот, который может быть записан, что может привести к плохой работе записи с оригинальным звуком.

В соответствии сТеорема выборки НайквистаЧтобы воспроизвести данную частоту, частота дискретизации должна быть как минимум вдвое больше этой частоты. Например, частота дискретизации CD составляет 44 100 выборок в секунду, поэтому частота может воспроизводиться до 22 050 Гц, что чуть выше предела человеческого слуха в 20 000 Гц.

AНизкая частота дискретизации, которая искажает исходную звуковую волну.
BВысокая частота дискретизации для полного воспроизведения оригинальной звуковой волны.

Общие частоты дискретизации для цифрового аудио

Частота выборки	Уровень качества	Частотный диапазон
11,025 Hz	Плохое радио AM (бюджетные мультимедиа)	0–5,512 Hz
22,050 Hz	Рядом с FM-радио (высококачественные мультимедиа)	0–11,025 Hz
32,000 Hz	Лучше, чем FM-радио (стандартная частота дискретизации)	0–16,000 Hz
44,100 Hz	CD	0–22,050 Hz
48,000 Hz	Стандартный DVD	0–24,000 Hz
96,000 Hz	Blu-ray DVD	0–48,000 Hz

Бит глубина

Битовая глубина определяет динамический диапазон. При дискретизации звуковых волн укажите значение амплитуды, наиболее близкое к исходной амплитуде звуковой волны для каждого сэмпла. Более высокая битовая глубина может обеспечить более возможные значения амплитуды, в результате чего в более широком диапазоне динамического, нижний опорный шумовой и более высокую точность.

Бит глубина	Уровень качества	Значение амплитуды	Динамический диапазон
8 бит	Телефон	256	48 dB
16 бит	Аудио CD	65,536	96 dB
24 бита	Аудио DVD	16,777,216	144 dB
32 бит	оптимальный	4,294,967,296	192 dB

Чем выше битовая глубина, тем больше обеспечен динамический диапазон.

PCM аудио данные

PCM (Импульсная кодовая модуляция) также называется импульсной кодовой модуляцией. Аудиоданные PCM - это чистый поток несжатых данных аудиосэмплов, которые представляют собой стандартные цифровые аудиоданные, преобразованные из аналоговых сигналов с помощью дискретизации, квантования и кодирования.

Хранение аудиоданных PCM

Если это монофонический аудиофайл, данные выборки сохраняются в хронологическом порядке (иногда они также сохраняются в режиме LRLRLR, но данные другого канала равны 0), если это двойной канал, обычно в соответствии с LRLRLR. Способ хранения зависит от размера машины. Режим с прямым порядком байтов показан ниже:

Аудиоданные PCM - это несжатые данные, поэтому они обычно относительно большие, общий формат MP3 сжимается, а скорость сжатия MP3 128 Кбит / с может достигать 1:11.

Параметры аудиоданных ИКМ

Как правило, когда мы описываем параметры аудиоданных PCM, существуют следующие способы описания:

44100 Гц относится к частоте дискретизации, что означает 44100 выборок в секунду. Чем больше частота дискретизации, тем больше места занято для хранения цифрового звука.

16 бит относится к точности выборки, что означает, что после дискретизации исходного аналогового сигнала каждая точка выборки представляется в компьютере 16 битами (два байта). Чем выше точность выборки, тем точнее могут быть представлены различия в аналоговых сигналах.

Стерео означает количество каналов, то есть количество микрофонов, используемых во время семплирования. Чем больше микрофонов, тем больше он может восстановить реальную среду семплирования (конечно, также указывается размещение микрофона).

Вообще говоря, чем больше амплитуда сигнала в данных PCM, тем больше объем.

Обработка аудиоданных PCM

Уменьшить громкость канала 1

Поскольку для аудиоданных PCM его амплитуда (то есть значение выборки точки выборки) представляет собой объем, поэтому мы можем уменьшить громкость канала, уменьшив значение данных канала ,

Из исходного кода видно, что после считывания 2-байтового значения выборки левого канала эта программа преобразует его в переменную короткого типа на языке Си. Значение делится на 2 и записывается обратно в файл PCM. На следующем рисунке показана диаграмма формы входных двухканальных аудиосэмплов PCM.

На следующем рисунке показана форма сигнала выходного левого канала после обработки. Видно, что амплитуда сигнала левого канала уменьшается вдвое.

PCM → WAV

WAV - это формат звукового файла, разработанный Microsoft и IBM для ПК, который соответствует спецификации файла RIFF (Resource Interchange File Format) и используется для сохранения аудиоинформационных ресурсов платформы Windows. Он широко поддерживается платформой Windows и ее приложениями. Файл WAVE обычно представляет собой просто файл RIFF с одним блоком «WAVE», который состоит из двух субблоков (блок субданных «fmt» и блок субданных «data»), и его формат показан на следующем рисунке:

Определение формата WAV

Суть этого формата заключается в добавлении заголовка файла перед файлом PCM. Значение каждого поля следующее:

Разбор заголовка файла WAV

Вот первые 72 байта файла WAVE, байты отображаются в виде шестнадцатеричных чисел:

Полевой анализ выглядит следующим образом:

PCM → WAV код 1

– EOF –

Что такое «видео высокого разрешения», многие понимают; но какой смысл говорить об HD-аудио у ДК? Этот термин относится к форматам многоканального звучания, записываемого на Blu-ray-дисках. Для хранения цифрового аудиосигнала используются различные методы, но цель у них одна: лучший звук для вашего домашнего кинотеатра.

Лучший? Насколько лучший?

На порядок. HD-аудио заметно повышает качество, и чтобы услышать это, не нужно быть экспертом. Каждый аспект звучания становится лучше – от динамического диапазона до реалистичности. Как утверждает менеджер по продажам компании Dolby Энди Дауэлл, «Вы слышите именно то, что инженер сведения слышал во время микширования – с точностью до бита». Энтони Уилкинс, директор по маркетингу компании DTS, говорит так: «Когда мы обсуждали компрессию данных для записи звука на DVD, самым корректным термином было бы «урезание», поскольку часть исходного сигнала необратимо терялась в процессе кодирования. У кодеков HD-аудио для Blu-ray этого не происходит; результат идентичен оригиналу».

Идентичен оригиналу? Полностью?

Именно так. Сегодня исходные аудиодорожки к фильмам записываются в формате без сжатия PCM с параметрами 24 бит/48 кГц (лучше, чем на CD). После микширования саундтрек сильно сжимают для воспроизведения в кинотеатре или дома; это похоже на то, как из компакт-диска делают MP3. В системе Dolby Digital, чаще всего применяемой для создания DVD, битрейт соответствует хорошему MP3-файлу – от 384 до 448 кбит/с. Компрессия всегда была нежелательна, но она была необходима для того, чтобы суметь «втиснуть» многоканальный звук целого фильма на катушку или диск ограниченного объема. Однако у Blu-ray-диска объем доходит до 50 ГБ, так что необходимость в компрессии отпадает. Такой диск способен хранить полный саундтрек в формате PCM 7.1 с параметрами 24 бит/48 кГц; даже однослойный 25-гигабайтный диск легко вмещает звуковую дорожку без сжатия в формате PCM 5.1.

Почему тогда не каждый диск содержит звук в PCM?

Он занимает довольно большую долю объема, особенно у менее дорогих дисков на 25 ГБ. Чтобы оставить место для дополнительных материалов, дорожек на иностранных языках, комментариев и собственно видеосоставляющей фильма, студии следуют одному из двух подходов. Один заключается в понижении 24-битного PCM-аудио до 16 бит/48 кГц. Однако более популярно использование двух систем записи звука без потери качества – DTS-HD Master Audio и Dolby TrueHD.

Что означает «без потери качества»?

Эти системы подобны архиваторам файлов: они упаковывают PCM 24 бит/48 кГц в меньший объем памяти. Для воспроизведения требуется «разархивирование» записанного файла обратно в PCM; это может делать как Blu-ray-проигрыватель, так и большинство AV-ресиверов. В результате применения технологии Dolby TrueHD получается звук в PCM 24 бит/48 кГц, но его хранение требует почти вдвое меньше места. Теоретически он должен быть идентичен оригиналу; так утверждают Dolby и DTS. Вот почему эти две технологии так популярны в Голливуде: они обеспечивают очень высокое качество звука, но требуют более скромных объемов дискового пространства в сравнении с PCM. Это снижает стоимость диска (позволяя ограничиться 25-гигабайтным носителем) и оставляет больше места для дополнительных материалов.

Что говорят цифры

Для хранения звуковой дорожки двухчасового фильма в PCM 5.1 (24 бит/48 кГц) требуется 6,2 ГБ памяти. Dolby TrueHD снижает эту цифру до 3 ГБ; чем больше разных аудиоканалов у фильма и чем он длиннее, тем полезнее сжатие. Что до сравнения двух систем, то у DTS-HD Master Audio выше битрейт, чем у Dolby TrueHD (24,5 Мбит/с и 18 Мбит/с), но на практике эти значения почти никогда не достигаются. На некоторых дисках имеются дорожки в обоих форматах. В целом, оба они весьма хороши.

Три основных формата HD-аудио

ЗА: Фантастическое качество, как в фильме «В 3:10 на Юму». Не требует «разархивирования»; доступен и старым Blu-ray-проигрывателям или AV-ресиверам.

ПРОТИВ: Занимает много места: «Юма» в формате 7.1 требует более 8 ГБ.

ЗА: Потрясающее качество звучания; занимает намного меньше места на диске, чем PCM. Саундтрек к фильму «Темный рыцарь» в TrueHD – один из самых замечательных.

ПРОТИВ: В теории, битрейт 18 Мбит/с дает чуть меньше, чем 24,5 у DTS-HD MA.

ЗА: Самый распространенный кодек без потерь на Blu-ray-дисках; звучит чудесно – это доказывает саундтрек к фильму «Аватар».

ПРОТИВ: Кое-кто утверждает, что он на деле лучше Dolby TrueHD; мы в этом не уверены.

Читайте также: