Новости кодирования аудио - кодек Opus, MPEG H.265, другое

Сегодня мне хотелось бы поговорить немного о новом и очень перспективном аудио кодеке под названием Opus.

Кодек Opus является переименованным кодеком CELT от Xiph. CELT расшифровывается как "Constrained Energy Lappped Transform". CELT/Opus - это универсальный, хорошо масштабируемый аудио кодек, который подходит для любых применений - от низкобитрейтной передачи голоса, трубующей очень низкую латентность, до передачи высококачественной музыки с высоким битрейтом. По сути дела, Opus успешно "переплюнул" по абсолютно всем параметрам все существующие на сегодня аудио кодеки, включая MP3 (MPEG-1 Layer III), Vorbis и AAC во всех его подвариантах.

В основе кодека лежит две главных идеи. Первая идея появилась во время разработки кодека Vorbis (на довольно поздней стадии, и поэтому не была в полной мере реализована в нём). Она заключается в том, что субъективное восприятие качества сигнала резко повышается, если правильно передана энергия спектра, даже если сама синтезированнная спектральная информация не вполне верна. Иными словами, достаточно точно описать и воспроизвести уровень сигнала в узких спектральных полосах, чтобы создать ощущение полноценного "качественного" звучания. Вторая идея заключается в использовании так называемого Lapped Transform с довольно короткими окнами. Эта идея, впрочем, уже используется и в Vorbis, и в AAC.

Давайте взглянем на сводную диаграмму качества аудио как функция битрейта (от 0 до 128 Kbps). Диаграмма является усреднение результатов слепых тестирований, произведенных Google и Nokia.

Очевидно, что Opus/CELP "обставляет" все современные кодеки. При этом, обратим наше внимание, что многие из этих кодеков являются специализированными. Например, Speex был разработан специально для передачи речи с малой задержкой, а MP3 - для передачи мультимедийного аудио контента на средних и высоких битрейтах. Opus оказывается лучше всех.

Давайте посмотрим, что показывают тестирования, проведеные Google осенью 2011 года. Вотрезультатытестированияна музыкальных треках:

Посмотрите - Opus на 128 Kbps оказывается почти совершенно "прозрачным" с точки зрения качества, вплотную приблизившись к оценке 96% и обойдя все другие кодеки. При этом задержка кодека на этом битрейте составляет лишь 5ms, с чем не может сравниться ни один другой кодек. И даже на 80 Kbps Opus по-прежнему оказывается лучше всех других кодеков! Если ваминтересно, товотссылкина подробные результаты тестирования Google - один и два.

В дополнение, вот результаты тестирования кодеков на битрейте 64 Kbps, проведенные HydrogenAudio.org в 2011 году:

Подробные результаты тут. Как видите, они говорят сами за себя.

Как мы говорили, важной характеристикой кодека является его задержка. Давайте посмотрим на сводную диаграмму задержек разных кодеков как функция битрейта:

Как можно видеть из диаграммы, задерка кодека составяет 5-20мс, что является лучшим показателем среди всех других кодеков.Оченьубедительный результат!

 

Итак, какие же преимущества даёт кодет? О, они огромны.Кодекподдерживаетлюбую частоту дискретизации, битрейты от 6 до 510 Kbps, моно/стерео, кодер и декодер используют арифметику с фиксированной точкой, поддерживаются режимы переменного и постоянного битрейта, задержка от 5мс, легко масштабируемый аудио поток с возможностью изменения параметров потока на ходу. И, очень важно, использование кодека не требует никакого лицензирования и никаких выплат!

Вот на этой страничке очень подробно и наглядно объясняются аудио характеристики кодека. В частности, приведены наглядные спектрограммы для сравнения распределения энергии в спектре аудио сигналов разных кодеков. Opus показывает себя наилучшим образом.
А вот тут можно посмотреть презентацию (2009 год), рассказывающую о деталях кодека.

Что же касается внедрения кодека - дело пошло.
Так, свежайший браузер Firefox 15 внедрил использование кодека Opus.
Кроме того, кодек рассматривается в качестве кандидата стандарта организацией IETF. Вот полный документ-спецификация.

------

 

Нельзя не упомянуть также новость о том, что международная организация Moving Picture Experts Group (MPEG) на конференции в Стокгольме представила черновик спецификации новейшего кодека сжатия видео H.265/HEVC. Это сообщение, конечно, не относится напрямую к теме аудио, но тем не менее снова напоминает нам, что в областях сжатия медиа информации дела не стоят на месте. Опубликованный пресс-релиз утверждает, что новый сопособ кодирования изображений обеспечивает вдвое меньший битрейт чем H.264 при таком же качестве видео картинки. Конечно, всё это ещё нам с вами придётся проверить на практике, но, судя по описанию, новый кодек действительно вносит ряд важных изменений, позволяющих заметно уменьшить битрейт.

Кстати, В этой связи не могу не привести диаграмму, опубликованную автором вот этой заметки на хабрахабре:

График показывает эволюцию видео кодеков с начала 90-х до сегодняшнего дня. H.265 успешно продолжает этот график.

 

------

 

Очень интересная информация (отсюда) о том, что выпущен декодер файлов формата FLAC, написанный на JavaScript. Разработчики из official.fm представили общественности FLAC.js - декодер аудиофайлов FLAC, а также Aurora.js - фреймворк на CoffeeScript для простого подключения декодеров и создания звуковых веб-приложений. По очень приблизительным прикидкам, такое декодирование FLAC на JS делается где-то раз в 10 медленнее, чем оно же при использовании машинного кода. Это совсем неплохо для скриптовой реализации.

 

Вашими мыслями вы можете делиться в комментариях к заметке.

Читать весь 212-й номер 
Перейти в архив выпусков WebSound.Ru 

Ниже располагаются комментарии к этой заметке

Пожалуйста, обратите внимание! Если вы хотите что-то сообщить автору WebSound.Ru, лучше сделать это не здесь, а направить ваше сообщение по e-mail. Пожалуйста, составляйте свои комментарии в вежливой форме. Не засоряйте сайт бессодержательными и невежливыми сообщениями.

comments powered by Disqus