Digitální zvukové formáty Ondřej Coufal L1

Obsah Úvod Digitální vs. analogový signál Proces digitalizace Digitální zvukové formáty Shrnutí Závěr

Úvod Budeme si povídat o: Základech akustického signálu Digitálních signálech Jeho faktorech ovlivňujících kvalitu a velikost Kodecích a digitálních formátech, a o tom kde je správně použít

Digitální vs. Analogový signál Zvuk je kmitání Jeho vlny se dají zaznamenat a uchovat: Analogově Digitálně

Digitální vs. Analogový signál Zařízení: magnetofon či samotný mikrofon Záznam: magneticky (např. páska, audiokazeta atd.) Klady: přirozenější zvuk Zápory: šumí a je náchylnější k prostředí

Digitální vs. Analogový signál Zařízení: počítač, digitální rekordér Záznam: binárně Signál se musí převést Klady: přehrávat jde snadno, bezpečnější uchování Zápory: závislost na přesnosti rekonstrukce, příliš přesné a dynamika horší

Digitalizace A/D převodník Převod pomocí PCM Vzorkování Osa X Vzorkovací frekvence Standardně 44,1 kHz Čím vyšší tím lepší Nižší = aliasing Prvně se vzorkuje.

Digitalizace Kvantování Osa Y Bitová hloubka Čím vyšší tím lepší Klasicky bývá 16 bitů Je to 2. proces digitalizace.

Digitalizace Třetím procesem je ještě kódování již rekonstruovaného signálu do binární soustavy.

Digitální Zvukové formáty Monofonní zvuk Jeden kanál Stereofonní zvuk Dva kanály L a R Prostorový efekt ve 2 reproduktorech

Digitální Zvukové formáty Kodeky Kódují do vybraných formátů a pak zase dekódují Nejsou to formáty! Pro každý formát jiný kodek Softwary na přehrávání či editaci zvuku je už obsahují

Digitální Zvukové formáty Datový tok (Bitrate) Počet zpracovaných bitů za sekundu Čím vyšší tím: lepší kvalita, větší velikost Základní jednotka 1 bit/s Např. maximálně nejkvalitnější MP3 může mít 320 kbit/s Proměnlivý bitrate: FLAC atd.

Digitální Zvukové formáty Co to jsou digitální zvukové formáty? Typy zakódování do souboru Liší se: velikostí, kvalitou, podporou, vylepšeními a určením pro nějaký obor Nekomprimované a komprimované

Digitální Zvukové formáty Nekomprimované formáty WAV Microsoft & IBM Nejjednodušší základní formát (.wav) Klady: snadná úprava, bez ztrát Zápory: objemný

Digitální Zvukové formáty Komprimované formáty Ztrátová komprese MP3 MPEG – Layer 3 Největší bitrate 320 kbit/s Určen k: ukládání hudby ID3 tag

Digitální Zvukové formáty Encoder: LAME Klady: malé soubory, ID3 tag, rozšířenost Zápory: mluvené slovo, editace, velké ztráty, patentovaný formát

Digitální Zvukové formáty AMR Adaptive Multi-Rate compression Malá kvalita: vzorkovací frekvence 8 kHz Určeno pro: telekomunikace Klady: podpora všech mobilních zařízení, dobrý přenos díky malé velikosti, ukládání řeči Zápory: hudba, podpora PC

Digitální Zvukové formáty WMA Microsoft pro Windows (Windows Media Audio) Určen k: ukládání hudby Náhrada MP3 a soupeř AAC Klady: dobrá kvalita, rychlost Zápory: málo možností, neotevřený – další vývoj jen na Microsoftu

Digitální Zvukové formáty AAC Apple (Advanced Audio Coding) Mnoho kodérů lišících se kvalitou Klady: může být vysoce kvalitní Zápory: nerozšířený, neotevřený

Digitální Zvukové formáty Bezztrátová komprese FLAC Free Lossless Audio Codec Ukládání jakékoliv zvukové stopy Klady: je otevřený, bezzstrátový, má proměnlivý bitrate, nenáročné dekódování – rychlý, hodí se na vše, kvalitní Zápory: kompresní poměr

Digitální Zvukové Formáty Kontejnery Kompresní kontejner pro audio s jiným kodekem OGG Svobodný kodek podobný MP3 Určen k: nahrávání hudby Klady: vysoká kvalita záznamu Zápory: zatěžuje CPU

Digitální Zvukové Formáty Nejčastěji v sobě zahrnuje tyto kodeky: Název kodeku Pro co je určený? Ztrát./Bezzstrát. komprese Informace Speex Pro záznam řeči Ztrátová komprese Má nízký bitrate a tím i velikost => ukládání až stovek hodin řeči Vorbis Na všechna zvuková data Je otevřený a dosahuje větší kvality než MP3 FLAC Bezztrátová komprese Vysoce přesná audio data

Shrnutí Existují tedy dva druhy zachování zvuku Na digitální signál se musí analogový převádět pomocí A/D převodníku Rozklad na vzorkovací kroky – jejich počet za s = vzorkovací frekvence a následně na kvantovací kroky = bitová hloubka Do digitálních formátů kódují kodeky

SHRNUTí Datový tok (Bitrate) = rychlost (kvalita) zpracování dat Typy zvukových formátů: nekomprimované, komprimované a kontejnerové Nekomprimované Komprimované - ztrátové Komprimované - bezztrátové Kontejnerové WAV MP3, AMR, WMA, ACC, AC-3… FLAC OGG

Závěr Jsem amatérský zvukař. Doufám že se vám toto téma líbilo a myslím, že se vám odtud pochycené znalosti budou hodit až budete něco nahrávat a ukládat.

Prostor Pro dotazy

Děkuji za pozornost!

Zdroje Obrázky http://www.pulsarmedia.eu/data/media/24/Wave%20Sound%20Pulsarmedia%20Wallpaper.jpg http://jjffjj.com/wp-content/uploads/AudioFormats_MP3.png http://vnfa8y5n3zndutm1.zippykid.netdna-cdn.com/wp-content/uploads/2013/02/Flac-Logo.png http://www.dawsons.co.uk/blog/wp-content/uploads/2013/04/WAV_file_icon.png http://www.robotappstore.com/Services/ImageHandler.ashx?MediaBinaryGUID=%27694559eb-d586-49ce-8f9e- 8bfbbc57d883%27 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/db/ZRK_Magnetofon_szpulowy_ZK_140_T.jpg http://mylms.cz/obrazky/elektronika/zaverecky/58-1.png http://img6.hyperinzerce.cz/x-cz/inz/8240/8240339-selakova-gramofonova-deska-his-master-92s-voice-1.jpg http://musically.com/wp-content/uploads/2015/01/tape-t4.jpg http://panwiki.panska.cz/images/3/32/Signal.jpg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Vzorkovani.svg http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Kvantovani.svg http://fyzika.jreichl.com/data/doplnky/obrazova_a_zvukova_technika/zaznam_zvuku_soubory/image063.jpg http://www.nch.com.au/tageditor/screenshots/main.gif

Zdroje Text http://elektronicka-hudba.telotone.cz/clanky/analog-versus-digital http://home.pf.jcu.cz/pepe/priklady/Formaty_grafika_zvuk_video/zv ukove_formaty.pdf http://www.audiozone.cz/recenze/stoparuv-pruvodce-digitalnim- zvukem-1-dil-t18487.html http://www.pc-help.cz/viewtopic.php?f=39&t=65517 http://cs.wikipedia.org/wiki/Kodek http://avnavody.cz/?sekce=vrch_kodekyzvuku http://hucak.osu.cz/zvukapocitac/6.html http://www.multi-media.kvalitne.cz/multimedia/zvuk/menu_zvuk.html