Сжатие без потерь – это технология компрессирования звуковых файлов без потерь, в результате которой сжатый файл при декодировании восстанавливается полностью, «бит-в-бит», идентично оригинальному несжатому звуковому файлу.
Грубо говоря, эта технология подобна сжатию звукового файла архиваторами типа ZIP или RAR.
Но существует большая разница между сжатием файла архиваторами ZIP/RAR и сжатием звукового файла кодеками без потерь. Кодеки специально подстроены и изначально создавались под работу только с аудио, поэтому они «знают», как работать с особенностями звуковых файлов, и обладают специальными алгоритмами, позволяющими сжимать звук намного лучше, чем это сделали бы обычные программы-архиваторы.
Сжатие без потерь сохраняет всю информацию оригинального звукового файла; аудио, сжатое без потерь, будет иметь неизбежно больший размер на диске по сравнению с аудио, сжатым с потерями. Однако, несмотря на такое неудобство, сжатый без потерь звук приобретает возможность конвертирования в другие форматы, причем абсолютно без потерь.
Apple Lossless (ALAC)Apple Lossless (также известен как Apple Lossless Encoder, ALE, или Apple Lossless Audio Codec, ALAC) – это кодек сжатия аудио без потерь, разработанный компанией Apple Computer. Apple Lossless хранит данные в контейнерах MP4 или MOV в файлах с расширением .m4a или .mov. Этот кодер не является вариантом AAC, а представляет собой совершенно новую разработку. Apple iPod c «dock connector» и последней прошивкой может воспроизводить файлы, закодированные с помощью Apple Lossless. ALAC не использует никаких схем защиты авторского контента наподобие DRM, но похожие схемы может использовать контейнер, то есть DRM может применяться к ALAC также, как и к другим файлам в контейнерах QuickTime.
Apple утверждает, что файлы, сжатые этим кодеком, освободят «около половины своего оригинального занимаемого места».
Впервые кодек Apple Lossless был представлен публике в качестве компонента QuickTime 6.5.1
28-го апреля 2004 года, а также как часть Apple iTunes 4.5. Этот кодек использовался и в AirPort Express's AirTunes. Поддерживается такими программами как Apple iTunes, QuickTime, dbPowerAMP, Foobar2000, XMplay.
Audio Lossless Coding (MPEG-4 ALS)MPEG-4 ALS (audio lossless coding – кодирование звука без потерь), разработан корпорацией NTT (Nippon Telegraph and Telephone). Спецификации, разработка которых велась с 2002 года, были приняты ISO (International Organization for Standardization) и IEC (International Electro technical Commission).
В MPEG-4 ALS включен ряд технологий, в том числе коэффициенты PARCOR, предложенные NTT более 30 лет назад, а также технологические новшества, созданные в рамках сотрудничества между NTT и Токийским университетом. Партнерами NTT в процессе стандартизации выступили Технический Университет Берлина, североамериканская корпорация RealNetwoks и сингапурская I2R.
Основные характеристики MPEG-4 ALS:
- Поддержка виртуальных и не сжатых цифровых аудио форматов (включая wav, aiff, au, bwf, raw).
- Поддержка PCM разрешений до 32 бит при произвольной частоте дискретизации (включая 16/44.1, 16/48, 24/48, 24/96, 24/192).
- Поддержка многоканальности и многотрековости, до 65536 каналов (включая 5.1 surround).
- Поддержка 32-bit IEEE floating point (с плавающей запятой) аудио данных.
- Быстрый доступ к любой части закодированных данных.
- Возможность хранения в MP4 формате.
- Высокая гибкость параметров кодека для различных приложений.
RealAudio Lossless (RealPlayer)RealAudio Lossless – впервые представленный в составе пакета RealAudio 10 проприетарный кодек для сжатия звука без потери качества.
Среди плюсов данного кодека – поддержка потокового вещания, очень быстрое декодирование. К минусам относят закрытость кода и отсутствие многоканальности. Доступен для Microsoft Windows, Macintosh и GNU/Linux.
Free Lossless Audio Codec (FLAC)FLAC – это аббревиатура от Free Lossless Audio Codec (свободный аудио кодек сжатия без потерь). Грубо говоря, FLAC подобен MP3, но является кодеком сжатия без потерь, т.е. сжатые этим кодером файлы в качестве ничего не теряют. Система подобна тому, как работает архиватор ZIP, за исключением того, что с FLAC вы получите гораздо большую степень сжатия, поскольку кодер создан специально для сжатия аудио.
Основные аспекты формата FLAC
FLAC свободно распространяемый кодер, имеющий поддержку на большинстве операционных систем, включая Windows, UNIX (Linux, *BSD, Solaris, OS X, IRIX), BeOS, OS/2, и Amiga.
Проект FLAC включает в себя:
- потоковый формат
- референсные кодер и декодер в виде библиотеки
- flac – программа с управлением из командной строки для кодирования/декодирования файлов FLAC
- metaflac — программа с управлением из командной строки для редактирования метаданных файлов FLAC
- input-плагины для различных аудиоплееров
Когда мы называем FLAC «свободным форматом», это значит нечто больше, чем просто отсутствие необходимости платить за его использование. Спецификация формата полностью открыта для всех людей и может использоваться для любых целей (проект FLAC оставляет за собой право устанавливать спецификацию), а сам формат и методы кодирования/декодирования не попадают ни под один известный патент. Свободный FLAC принимает лицензию Open Source, соответственно вы можете скачать его исходные коды. FLAC первый реально открытый и свободный формат сжатия аудиоданных без потерь.
FLAC-файлы также могут быть размещены внутри контейнера Ogg при помощи libOggFLAC и libOggFLAC++.
Плюсы кодека FLAC:
- Портирование на многие системы
- Open Source и свободная лицензия
- Аппаратная поддержка (PhatBox, Kenwood MusicKeg, Rio Karma, и т.п.)
- Потоковая поддержка
- Очень быстрое декодирование
- Многоканальная поддержка и высокая разрешающая способность потоков
- Поддержка ReplayGain
- Поддержка cue-sheet (с небольшими ограничениями)
- Широкое распространение в качестве наследника формата Shorten
Минусы кодека FLAC:
- Эффективность сжатия немногим меньше, чем у других популярных кодеров (MonkeyAudio, OptimFROG)
- Режим максимальной компрессии достаточно медленный
Monkey’s Audio (APE)Monkey's Audio (APE) – это бесплатный формат сжатия звука без потерь с конкурентным алгоритмом сжатия, в основном используемый пользователями платформы Windows. Официально кодек Monkey’s Audio выпускается только для платформы Microsoft Windows, хотя существует ряд неофициальных кодеков для GNU/Linux и Mac OS X, которые в большинстве случаев позволяют лишь пережимать файлы из этого формата в какой-либо другой. Monkey's Audio страдает от низкой скорости декодирования, что видно из сравнений с другими кодеками сжатия без потерь.
Monkey's Audio's – главный конкурент формату FLAC, у которого больше функций (например, потоковая поддержка) и аппаратная поддержка, хотя у APE больше эффективность сжатия.
Monkey's Audio выпускается под собственной лицензией, по которой, после запроса к автору, можно работать с исходным кодом кодека.
True Audio (TTA)True Audio (сокращённо TTA) – это свободный и бесплатный аудио кодек, осуществляющий сжатие аудиофайлов без потерь, способный работать в режиме реального времени. Кодек основан на адаптивных предсказывающих фильтрах и обладает такими же (или лучшими) характеристиками, как и большинство современных кодер/декодеров без потерь.
Особенности:
- Компрессия аудио данных до 30% без потерь
- Алгоритм кодирования/декодирования в режиме реального времени
- Высокая скорость работы и минимальные системные требования
- Может быть скомпилирован на большом количестве различных платформ
- Бесплатный и открытый исходный код и документация
- Аппаратная поддержка
TTA обеспечивает сжатие мультиканальных 8, 16 и 24 бит данных WAV аудио файлов без потерь. Показатели сжатия TTA кодека зависят от содержания сжимаемого музыкального файла, но сжатый размер в основном будет в пределах от 30% до 70% от оригинального. TTA формат поддерживает ID3 (англ.)v1 и ID3v2 форматы информационных тегов.
Используя True Audio кодек, можно сохранять содержимое до 20 аудио CD на одном DVD-R, с сохранением всей информации о компакт-диске в популярных тегах ID3.
Windows Media Audio 9 Lossless (WMA)Windows Media Audio 9 Lossless – аудио кодек для сжатия без потерь фирмы Microsoft, представленый в начале 2003 года.
Сжатый этим кодеком аудио компакт-диск занимает от 206 до 411 Мб. Входит в состав пакета Windows Media, использует расширение файла .wma и поддерживает многоканальный звук. Самый большой недостаток данного кодека в том, что он официально выпущен только для Windows и Mac OS X.
WavPack (WV)WavPack – свободный open source кодек сжатия без потерь, разработанный David Bryant. WavPack («wave-pack») позволяет сжимать аудиоданные PCM, включая целочисленные 8, 16, и 24-битные; 32-битные с плавающей точкой; моно, стерео и многоканальные данные; частота дискредитации от 6 до 192 kHz. Как и в других схемах сжатия без потерь, эффективность сжатия зависит от источника, но обычно она варьируется между 25% и 50% для обычной популярной музыки, а для классической музыки и других композиций с бОльшим динамическим диапазоном эффективность может быть выше.
У WavPack есть уникальный гибридный («hybrid») режим, в котором сочетаются все прелести сжатия без потерь и новые, оригинальные возможности. Этот режим создает не один файл, а два — выскокачественный, относительно небольшой по размеру файл сжатый с потерями, который можно слушать отдельно, и так называемый «коррекционный» файл, который в комбинации с файлом, сжатым с потерями, позволяет получить качество без потерь. Это значит, что для некоторых пользователей полностью отпадает проблема выбора между сжатием с потерями и без!
Характеристики:
- Быстрое и эффективное кодирование и декодирование
- Open source под лицензией BSDish
- Мультиплатформенность
- Аппаратная поддержка
- Устойчивость к ошибкам
- Потоковая поддержка
- Поддержка многоканального аудио и высокие разрешения
- Режим Hybrid/lossy
- Поддержка тегов (ID3v1, APE)
- Поддержка RIFF chunks
- Поддержка внедренных CUE sheets
- Включение MD5 быстрого внутреннего контроля
- Способность создавать самораспаковывающиеся файлы на платформе Win32
Tom’s Verlustfreier Audiokompressor (ТАК)ТАК - (T)om’s verlustfreier (A)udio(k)ompressor - аудиокодек, формат сжатия цифрового звука без потерь. Отличается высокой степенью сжатия и скоростью кодирования и декодирования. Распространяется бесплатно вместе набором программного обеспечения для кодирования и воспроизведения, а также плагинами к популярным плеерам: Winamp, foobar2000 и др.
Разработчик — Thomas Becker, Германия. Относительно новый кодек. Первая финальная версия 1.0 была опубликована 26 января 2007 года.
Формат продолжает активно развиваться (последняя версия 1.0.3) и в настоящее время, согласно проводимому опросу на форуме hydrogenaudio.org, входит в число трех наиболее популярных форматов аудиосжатия без потерь (после Flac и WavPack).
