menu
logo upravyvidea.cz úpravy videa . cz
video, audio, kodeky, kontejnery, formáty

Komprimace zvukové stopy a audio kodeky

Komprimace zvukové stopy a audio kodeky
audio kodeky

Přepis a komprimace zvukové (audio) informace do digitálního záznamu zařizuje tzv. audio kodek. Komprimaci zvuku nelze zaměňovat s kompresí dynamického rozsahu, která se používá při zvukové postprodukci a při zpracování audio signálu.

Obdobně jako u video kodeků jsou audio kodeky bezeztrátové nebo ztrátové. Oproti videu se bezeztrátové používají trochu častěji (např. kodek FLAC). Bezeztrátové kodeky dosahují úspory cca 30-40% objemu dat, což jsou podobné hodnoty jako u obecných bezeztrátových kompresních algoritmů (ZIP, RAR, atd.).

Přesto se ve videích častěji používají klasické ztrátové audio kodeky, které při komprimaci o část zvukové informace přijdou. Mezi nejznámější ztrátové kodeky patří známý MP3 či AAC. Při adekvátním nastavení a parametrech je ztrátová komprimace dostačující pro kvalitní či alespoň dostačující poslech. Hlavní ztrátové kompresní techniky audio kodeků jsou obvykle založeny na psychoakustice. Snižují kvalitu reprodukce a zanedbávají některé méně zřetelné či nadbytečné zvuky. Na příklad zvuky o velmi vysoké frekvenci nebo zvuky, které znějí ve stejný okamžik jako hlasitější zvuky, jsou uloženy s menší přesností nebo zcela vynechány. Pro samotnou kompresi se používá modifikovaná diskrétní kosinová transformace nebo (zvláště pro komprimaci hlasu) lineární prediktivní analýza.

Kvalitu ztrátových kodeků určuje především bitrate, který určuje objem dat, kterým je zakódována sekunda zvukového záznamu. Vyšší bitrate je kvalitnější a věrnější vůči originálu, ale kompresní poměr je menší. Kvalitu zvuku určuje ale samozřejmě více parametrů: vzorkovací frekvence, bitová hloubka a další. V případě známého kodeku MP3 záleží také na použitém kódovacím algoritmu, protože MP3 umožňují použití více různě kvalitních algoritmů.

Nejznámějším kodekem (formátem) je bez debat MP3 (MPEG audio layer III), který zpopularizoval samotnou komprimaci hudby a změnil doslova celý přístup k hudbě a přidružený byznys. Používá se také pro komprimaci zvukové stopy ve videích. Dnes se ale používá častěji již jeho nástupce AAC (advanced audio coding), který z MP3 vychází. Kodek AAC je také jednou ze specifikací MPEG standardu (MPEG-2 Part 7). AAC používá modifikovanou diskrétní kosinovou transformaci (MDCT) a má vyšší kompresní poměr než MP3. AAC se používá v mnoha aplikacích včetně digitálního rádia DAB+ (takže také v České republice). Kodeky MP3 i AAC jsou zatíženy patenty.

Jedním ze svobodných a moderních kodeků nezatížených patenty je Vorbis. Jedná se o ztrátový kodek používající MDCT se srovnatelnou či dokonce lepší kvalitou než AAC.

Některé kodeky se používají pro záznamy specifického obsahu (např. řeči). Lze zmínit např. kodek AMR, který komprimuje pouze úzké frekvenční pásmo s proměnným datovým tokem. Používá se např. v GSM síti.