blogg-vitalika.ru

  

Bästa artiklarna:

  
Main / Hur förlust av ljudkomprimering fungerar

Hur förlust av ljudkomprimering fungerar ingår

Strömmande protokoll Strömmande medieformat Välja rätt format Sammanfattning. Internetströmmande media förändrade webben som vi kände den - ändrade den från ett statiskt text- och grafikbaserat medium till en multimediaupplevelse befolkad av ljud och rörliga bilder. Nu är strömmande media redo att bli de facto global mediasändnings- och distributionsstandard, som innehåller alla andra medier, inklusive tv, radio och film. Den låga kostnaden, bekvämligheten, räckvidden över hela världen och den tekniska enkelheten att använda en global kommunikationsstandard gör webbsändningar oemotståndliga för mediaförlag, programföretag, företag och privatpersoner.

Företag och privatpersoner nekade en gång tillgång till sådana kraftfulla kommunikationsmedel använder nu webben för att få kontakt med människor över hela världen.

Den anmärkningsvärda tekniken som gör det möjligt för en webbplatsbesökare att klicka på en knapp och sekunder senare lyssna på ett sportevenemang, mässanalys eller musik i CD-kvalitet är resultatet av en ganska enkel men kraftfull teknisk innovation - streaming media. Streaming fungerar genom att först komprimera en digital ljudfil och sedan dela upp den i små paket som skickas, en efter en, över Internet.

När paketen når sin destination, den begärande användaren, dekomprimeras de och samlas om till ett formulär som kan spelas av användarens system. För att upprätthålla illusionen av sömlös uppspelning "buffras" paketen så att ett antal av dem laddas ner till användarens maskin innan uppspelning. När de buffrade eller förinstallerade paketen spelas laddas fler paket ned och köas för uppspelning.

Men när strömmen av paket blir för långsam på grund av trängsel i nätverket har klientens ljudspelare inget att spela och du får det alltför bekanta bortfallet som varje användare har stött på. Det stora genombrottet som möjliggjorde streamingrevolutionen var antagandet av ett nytt internetprotokoll som heter User Datagram Protocol UDP och nya kodningstekniker som komprimerade ljudfiler till extremt små datapaket.

UDP gjorde streamingmedia möjliga genom att överföra data mer effektivt än tidigare protokoll från värdservern över Internet till klientspelaren eller slutlyssnaren. UDP och RTSP är idealiska för ljudsändning eftersom de prioriterar kontinuerlig streaming snarare än absolut dokumentsäkerhet. TCP, å andra sidan, försöker fortsätta att skicka det förlorade paketet innan det skickas ytterligare, vilket orsakar större förseningar och uppbrott i ljudutsändningen.

Eftersom HTTP-överföring är baserad på TCP är den inte heller lämplig för sändning av multimediepresentationer som är beroende av tidsbaserad drift eller för storskalig sändning. Senare i kapitlet lär du dig varför protokoll är viktiga. Även om dessa format är billigare och ofta lättare att använda eftersom de inte kräver installation av en ny server, används de vanligtvis inte i professionella sändningssituationer som kräver leverans av hundratals eller tusentals samtidiga strömmar.

Men det är mycket mer troligt att det orsakar stora paketavbrott, och det kan inte leverera nästan samma mängd strömmar som UDP- och RTSP-överföring. Här ligger skillnaden mellan de flesta low-end-lösningar och mer professionella sändningslösningar som kräver dedikerade servrar och extra bandbredd och serverkapacitet. Oavsett framstegen i UDP- och RTSP-överföringsprotokoll skulle strömmande media inte vara möjliga utan den snabba innovationen i kodningsalgoritmer eller codecs som komprimerar och dekomprimerar ljud- och videodata.

Okomprimerade ljudfiler är enorma. En minut av uppspelning av en stereoljudfil med CD-kvalitet kräver 10 MB data, ungefär tillräckligt med diskutrymme för att fånga ett litet bibliotek med böcker eller en webbplats på 200 sidor. Standardmodemhastighetsanslutningar - inklusive kabelmodem och xDSL-system - har inte kapacitet att leverera ren, okomprimerad CD-kvalitet 16-bitars, 44. För att strömma över den begränsade bandbredden på webben måste ljud komprimeras och optimeras med codecs, som är kodningsalgoritmer för kompression-dekompression.

I allmänhet kan komprimeringsscheman klassificeras som "lossy" och "lossless. Lossy komprimeringsscheman minskar filstorleken genom att kasta en viss mängd data under kodningsprocessen innan den skickas över Internet.

En gång mottagen på klientsidan försöker codec att rekonstruera informationen som har gått förlorad eller kasserats. Fördelen med denna typ av komprimering ligger i den mindre filstorleken som är resultatet av att den "förlorade" informationen kasseras. JPEG-bildformatet använder förlorad komprimering för att prova en bild och kasta onödig färginformation.

På liknande sätt kasserar förlust av ljudkomprimering frekvenser i höga och låga änden av spektrumet och försöker lokalisera och ta bort onödig ljuddata. Tekniken kallas ofta "perceptuell kodning" eftersom det är osannolikt att användaren märker frånvaron av denna information. Förlust av komprimering ger filbesparingar i storleksordningen 10: Eftersom liten filstorlek är så viktig på Internet, använder praktiskt taget alla de format som vi är intresserade av förlorad komprimering.

Så här fungerar det. Först komprimerar klientspelaren ljudfilen när den laddas ned till din dator. Sedan fyller den i den saknade informationen enligt instruktionerna från codec. För att illustrera varför förlorad kompression är så avgörande, överväga frasen "Nu är det dags för alla goda män att komma sitt lands hjälp". Ett sätt att komprimera detta skulle helt enkelt vara att ta bort alla vokaler och mellanslag: Tänk dig att vår codec dock har lämpliga regler för att dekomprimera detta meddelande med minimal distorsion.

Omvandlingen skulle sannolikt inte vara perfekt, men det skulle vara tillräckligt bra för att förstå budskapet, något som: "Nu är det för alla gudm en att komma till deras lands land". Det är precis vad som händer med förlust av ljudkomprimering.

Den komprimerade filen är obegriplig för lyssnaren; den dekomprimerade filen är begriplig men av lägre kvalitet än originalet. För att minska filens storlek måste du först bevara integriteten för frekvenser för 1 000 Hz till 4 000 Hz för den mänskliga rösten och sedan kasta frekvenserna över och under dessa intervall. Genom att eliminera onödiga låg- och avancerade frekvenser kan kodaren minska filstorleken samtidigt som talförståelsen bibehålls.

Det bör noteras att tal tenderar att ha ljud som hör ljudet som sträcker sig till 7000 Hz. När området mellan 4000 Hz och 7000 Hz reduceras eller tas bort helt, kommer kodat tal att låta begripligt, men det kan förlora tydligheten och låter onaturligt. Eftersom vissa röster och ljud ofta når ännu högre frekvensområden kan dessutom komprimering och kodning med förlust resultera i tråkiga, dämpade eller slipande ljud.

Däremot pressar förlustfri komprimering data i mindre informationspaket utan att permanent kasta någon av data. Istället för att kasta information permanent förlorar kompressionslös förlust den tillfälligt men ger en "karta" med vilken codec kan rekonstruera originalfilen. Förlustfri komprimering resulterar i överlägsen ljudkvalitet men lägre komprimeringshastigheter. I det förlorade exemplet hade vår codec några allmänna regler för att rekonstruera meddelandet - i grund och botten för att lägga till vokaler och mellanslag för att bilda engelska ord.

Det var inte perfekt eftersom det inte visste vilka engelska ord man skulle välja och det var inte alltid säkert var ett ord slutade och nästa började. Lossless codec, å andra sidan, är perfekt.

Att rekonstruera vårt budskap perfekt skulle dock innebära att vi hade en mycket mer sofistikerad uppsättning regler. En förlustfri textcodec måste återge inte bara ord utan förnuftiga fraser. Det måste kunna bryta ord korrekt. Och det måste behärska det engelska språkets inkonsekventa stavningsmönster.

Det skulle faktiskt vara, som datavetenskaparna säger, en icke-strävan. Detsamma gäller förlustfria ljudkodek. De är svåra att utveckla och därmed dyra att licensiera, de kräver betydande datorkraft på användarens maskin och filbesparingarna är inte lika stora som vid förlust av komprimering.

Tyvärr verkar det som om det för närvarande är förlust av komprimering nödvändigt för att slå stora ljudfiler ner till Internet-lämplig storlek. De goda nyheterna är att förlustkomprimeringsscheman blir mer avancerade, och med tiden kommer skillnaderna att bli mindre och mindre märkbara för det mänskliga örat.

Nu när vi har diskuterat förlustfri och förlustfri komprimering och de typer av protokoll som möjliggör effektiv leverans av kompakta ljudfiler över Internet, låt oss granska de ljudformat som finns tillgängliga på marknaden. De flesta av dessa format kommer att diskuteras mer detaljerat i resten av boken. Alla rättigheter förbehållna. Designa webbljud. Strömmande protokoll Det stora genombrottet som möjliggjorde streamingrevolutionen var antagandet av ett nytt internetprotokoll som heter User Datagram Protocol UDP och nya kodningstekniker som komprimerade ljudfiler till extremt små datapaket.

Förlust av komprimering Oavsett framstegen i UDP- och RTSP-överföringsprotokoll skulle strömmande media inte vara möjliga utan den snabba innovationen i kodningsalgoritmer eller codecs som komprimerar och dekomprimerar ljud- och videodata. Förlustfri komprimering Däremot pressar förlustfri komprimering data i mindre informationspaket utan att permanent kasta någon av data. Sammanfattning 5. Strömmande medieformat.

(с) 2019 blog-vitalika.ru