Цифровые аудиоформаты

Цифрово́й аудиоформа́т — формат представления звуковых данных, используемый при цифровой звукозаписи, а также для дальнейшего хранения записанного материала на компьютере и других электронных носителях информации, так называемых звуковых носителях.

Аудиофа́йл (файл, содержащий звукозапись) — компьютерный файл, состоящий из информации об амплитуде и частоте звука, сохранённой для дальнейшего воспроизведения на компьютере или проигрывателе.

Разновидности цифровых аудиоформатов

Существуют различные понятия звукового формата.

Формат представления звуковых данных в цифровом виде зависит от способа квантования аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). В звукотехнике в настоящее время наиболее распространены два вида квантования:

импульсно-кодовая модуляция
сигма-дельта-модуляция

Зачастую разрядность квантования и частоту дискретизации указывают для различных звуковых устройств записи и воспроизведения как формат представления цифрового звука (24 бита/192 кГц; 16 бит/48 кГц).

Формат файла определяет структуру и особенности представления звуковых данных при хранении на запоминающем устройстве ПК. Для устранения избыточности аудиоданных используются аудиокодеки, при помощи которых производится сжатие аудиоданных. Выделяют три группы звуковых форматов файлов:

аудиоформаты без сжатия, такие как WAV, AIFF
аудиоформаты со сжатием без потерь (APE, FLAC)
аудиоформаты со сжатием с потерями (MP3, Ogg)

Особняком стоят модульные музыкальные форматы файлов, созданные синтетически или из семплов заранее записанных живых инструментов. Они в основном служат для создания современной электронной музыки (MOD). Также сюда можно отнести формат MIDI, который не является звукозаписью, но с помощью секвенсора позволяет записывать и воспроизводить музыку, используя определённый набор команд в текстовом виде.

Форматы носителей цифрового звука применяют как для массового распространения звуковых записей (CD, SACD), так и в профессиональной звукозаписи (DAT, минидиск).

Для систем пространственного звучания также можно выделить форматы звука, в основном являющиеся звуковым многоканальным сопровождением к кинофильмам. Такие системы имеют целые семейства форматов, созданные двумя крупными конкурирующими компаниями — Digital Theater Systems Inc. (DTS) и Dolby Laboratories Inc. (Dolby Digital).

Также форматом называют количество каналов в системах многоканального звука (5.1; 7.1). Изначально такая система была разработана для кинотеатров, но впоследствии была расширена для систем домашнего кинотеатра.

Некоторые виды цифрового звука в сравнении

Название формата	Разрядность, бит	Частота дискретизации, кГц	Число каналов	Скорость потока данных с диска, кбит/с	Степень и тип сжатия
CD	16	44,1	2	1411,2	1:1 без потерь
Dolby Digital (AC3)	16-24	48	6	до 640	~12:1 с потерями
DTS	20-24	48; 96	до 8	до 1536	3:1 с потерями
DVD-Audio	16; 20; 24	44,1; 48; 88,2; 96	6	6912	1:1 без потерь
DVD-Audio	16; 20; 24	176,4; 192	2	4608	1:1 без потерь
MP3	16-24	до 48	2	до 320	~11:1 с потерями
AAC	16-24	до 96	до 48	до 512	с потерями
()	16-24	до 48	2	до 320	с потерями
Ogg Vorbis	до 32	до 192	до 255	до 500	с потерями
WMA	до 24	до 96	до 2	до 768	2:1, есть версия без потерь

Таблица сравнения

Возможности

FLAC

WavPack

TAK

Monkey’s Audio

OptimFROG

ALAC

WMA

Shorten

LA

TTA

MPEG-4 ALS

MPEG-4 SLS

Real Lossless

Кодирование

быстро

очень быстро

быстро

медленно

быстро

средне

очень быстро

очень медленно

быстро

средне

медленно

Декодирование

очень быстро

быстро

очень быстро

средне

медленно

быстро

очень быстро

медленно

быстро

медленно

очень быстро

Сжатие

55,7 %

53,9 %

53,7 %

53,2 %

56,7 %

57,1 %

60,9 %

52,1 %

55,3 %

55,1 %

?

55,4 %

Гибкость

очень хорошо

плохо

средне

плохо

очень хорошо

плохо

Обработка ошибок

да

нет

да

нет

да

Поиск

да

Теги

Vorbis tags

ID3/APE

APEv2 (exp.)

ID3/APE

iTunes

ASF

нет

ID3v1

ID3

да

собственные

Аппаратная поддержка

очень хорошо

ограниченно

нет

ограниченно

нет

хорошо

ограниченно

нет

ограниченно

нет

Программная поддержка

очень хорошо

хорошо

средне

хорошо

средне

хорошо

очень хорошо

плохо

средне

плохо

Гибрид/lossy (без потерь)

нет

да

нет

да

нет

да

нет

ReplayGain

да

нет

да

отчасти

нет

да

нет

RIFF-чанки

да

нет

да

нет

Потоковое воспроизведение

да

нет

да

нет

да

Поддержка Pipe

да

нет

Открытый исходный код

да

нет

да

нет

да

нет

да

нет

да

нет

Многоканальность

да

нет

да

нет

да

нет

Высокое разрешение

да

нет

да

нет

Поддержка ОС

Кроссплатформенный

Win/Linux Wine

Кроссплатформенный

Win/Mac/Linux

Кроссплатформенный

Win/Mac

Кроссплатформенный

Win/Linux

Кроссплатформенный

Win/Mac/Linux

Коэффициент сжатия вычисляется как отношение размера после сжатия к размеру до сжатия, умноженное на 100 %. Таким образом, чем меньше значение, тем лучше.
Под гибкостью понимается число доступных пользователю вариантов кодирования (быстро/слабое сжатие, медленно/сильное сжатие и все промежуточные варианты).

Указанные в таблице скорости кодирования и декодирования, а также коэффициент сжатия, получаются при использовании стандартных настроек кодировщика.

Список цифровых аудиоформатов

Связь цифровых аудиоформатов друг с другом

AA
AAC
AC3 (Dolby Digital)
ADX
AIFF
APE
ASF
^[англ.] (SND)
AUD
DTS
DXD
FLAC
MMF (Yamaha SMAF)
MOD
MP1
MP2
MP3
MP4
MPC
Ogg Vorbis
Opus
RA
TTA
VOX
VQF
WAV
WMA
XM
CD
DVD-audio
MQA

Кодирование без потерь

Форматы без сжатия

AIFF
AU
CDDA — формат, используемый в аудио-CD
DSD — формат, используемый в SACD
DXD — качество цифровой звукозаписи DXD по многим параметрам превосходит не только другие ИКМ-форматы, но и DSD.
— Interchange File Format
RAW — необработанные («сырые») замеры без какого-либо заголовка или синхронизации
WAV — Microsoft Wave (Waveform audio format); разработан совместно с IBM

FLAC (.flac) — свободный кодек из проекта Ogg
(.la)
(LPAC; .pac)
Apple Lossless (.m4a)
Monkey's Audio (.ape)
OptimFROG (.ofr)
(.rka)
(.shn)
TTA — True Audio, свободный кодек
TAK (.tak) — Tom’s lossless Audio Kompressor
WavPack (.wv)
Windows Media Audio 9 Lossless (.wma)
ADX — формат звука с максимальным битрейтом 1 Гбит/с
PXD (.pxd) — формат компании PXD Media. Один из первых аудиокодеков без потерь (1997). Используется в музыкальных конструкторах EJAY и других.

Кодирование с потерями

MP2 — MPEG-1/2 Layer 2 (Musicam)
MP3 — MPEG-1/2/2.5 Layer 3
Vorbis — проект Ogg, свободный, похож по принципам на MP3
Speex — проект Ogg, свободный, сжатие голоса, низкий битрейт
Opus — проект Ogg, свободный, передача звука по сети; основан на технологиях кодеков и SILK.
GSM-FR — GSM Full Rate, изначально для сотовых телефонов
G.723.1 — один из базовых кодеков речевой IP-телефонии
G.729 — эффективный узкополосный речевой кодек IP-телефонии
Windows Media Audio (WMA)
AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) — Advanced Audio Coding, часто в контейнере MPEG-4
Musepack — Musepack (MPC)
TwinVQ — Yamaha TwinVQ (VQF)
RealAudio (RA, RM)
Audio File — похож на MP3
SWA — Macromedia Shockwave Audio; сжатие как в MP3 с дополнительными заголовками для Macromedia Director

Другие форматы

— лог чипа Genesis YM2612
IMF (id Music File) — создан id Software, содержит лишь байты, передаваемые чипу OPL2
IT — модуль Impulse Tracker, добавлены сжатые инструменты, действия на отпускание ноты, и др.
MID, MIDI (Musical Instrument Digital Interface) — обычно просто ноты и управляющие инструкции, но изредка и дампы семплов)
MT2 — модуль , сочетает свойства IT и XM
MNG — звуковое сопровождение (BGM) для игр серии ^[англ.], начиная с Creatures 2
MOD — модули и для семплов и мелодии
NSF (NES music)
ORG (Organya) — формат, придуманный разработчиками игры Cave Story
PSF — PlayStation sound format
PTB ( )
S3M — модуль 3, чуть больше эффектов и отдельной колонкой громкости
— звуковой формат Super Nintendo Entertainment System
STF — файл проекта , содержит все необходимые патчи, семплы, треки и установки для воспроизведения файла
SYN — файл проекта , содержит все необходимые патчи, семплы, треки и установки для воспроизведения файла
(Video Game Music) — лог нескольких чипов
XM — модуль , добавлены инструменты
YM — формат звукового чипа Atari ST/Amstrad CPC YM2149

Форматы плейлистов

Существуют как общепринятые (стандартные) форматы плейлистов, так и разработанные для конкретного медиаплеера. Однако нередко форматы второго типа становятся популярными и стандартными.

Наиболее популярные форматы плейлистов:

Advanced Systems Format (.asx) — Windows Media Metafile — XML-подобный формат файла, представленный в Windows Media Player.
— базирующийся на XML формат плейлиста Winamp3.
— плейлист плеера foobar2000.
M3U (.m3u, .m3u8) — текстовый формат, изначально появился в Winamp, затем появилась его поддержка и в других плеерах.
PLS — формат, используемый первоначально в плеере Light Alloy.
— только для файлов формата .
SMIL — XML-подобный формат, рекомендованный Консорциумом W3C; распространяется как на аудио-, так и на видеоформаты.
VLC — собственный формат плейлиста в проигрывателе VLC.
(WPL) — список воспроизведения Windows Media Player, начиная с 9 версии.
XSPF — открытый XML-формат, рассчитанный на переносимость и кроссплатформенность; разработан Xiph.Org.
— формат плейлиста в Zoom Player.
AIMPPL, AIMPPL4, PLC — форматы плейлистов плеера AIMP. (PLC : AIMP 1.52 - 2.60, AIMPPL : AIMP 3.00 - 3.60, AIMPPL4 : 4.00 - 5.02, начиная с 5.03 стандартным форматом плейлистов стал открытый формат плейлистов XSPF, на мобильной версии AIMP ранее также фигурировал формат AIMPBPL)

См. также

Медиаконтейнер
Кодек
Цифровые видеоформаты

Примечания

OptimFROG Lossless Audio Compression (неопр.). Дата обращения: 19 марта 2011. Архивировано 25 ноября 2012 года.
Архивированная копия (неопр.). Дата обращения: 19 марта 2011. Архивировано из оригинала 19 ноября 2005 года.
В чём разница между MP3 и SWA? (неопр.) Дата обращения: 19 марта 2011. Архивировано 26 ноября 2005 года.
Редактор и плеер
Lucas Gonze, Matthias Friedrich, Robert Kaye. XSPF Version 1 (англ.). Xiph.Org (2005). Дата обращения: 23 мая 2008. Архивировано 21 августа 2011 года.

Ссылки

List of audio and music file formats
Форматы звуковых файлов. Часть 1
Форматы звуковых файлов. Часть 2
Форматы звуковых файлов. Часть 3
Форматы
Lossless comparison — сравнение кодеков без потерь (англ.)

[1] Коэффициент сжатия вычисляется как отношение размера после сжатия к размеру до сжатия, умноженное на 100 %. Таким образом, чем меньше значение, тем лучше.

[2] Под гибкостью понимается число доступных пользователю вариантов кодирования (быстро/слабое сжатие, медленно/сильное сжатие и все промежуточные варианты).

[3] OptimFROG Lossless Audio Compression (неопр.). Дата обращения: 19 марта 2011. Архивировано 25 ноября 2012 года.

[4] Архивированная копия (неопр.). Дата обращения: 19 марта 2011. Архивировано из оригинала 19 ноября 2005 года.

[5] В чём разница между MP3 и SWA? (неопр.) Дата обращения: 19 марта 2011. Архивировано 26 ноября 2005 года.

[6] Редактор и плеер

[7] Lucas Gonze, Matthias Friedrich, Robert Kaye. XSPF Version 1 (англ.). Xiph.Org (2005). Дата обращения: 23 мая 2008. Архивировано 21 августа 2011 года.

Цифровые аудиоформаты

Разновидности цифровых аудиоформатов

Некоторые виды цифрового звука в сравнении

Таблица сравнения

Список цифровых аудиоформатов

Кодирование без потерь

Форматы без сжатия

Кодирование с потерями

Другие форматы

Форматы плейлистов

См. также

Примечания

Ссылки

NiNa.Az

Император Конин

Император Кобун

Император Коан

Император Когэн

Император Итоку