Литература
Архив выпусков
Тестирование проводилось на wm8eutil.exe от 15.Dec.2000.
Тестирование буквально через несколько часов после выхода в свет официальной бета-версии кодера по алгоритму Microsoft Windows Media 8.0. Так как кодер является пока только бетой, тестирование будет достаточно кратким, но максимально показательным. Итак, разработчики в лице компании Microsoft заявили, что на битрейте 64 Kbps пользователей ожидает качество, сравнимое с 128 Kbps MP3 (MPEG 1 Layer III). Битрейт 96 Kbps удивит всех передачей CD-качетсва, а битрейт 128 Kbps был назван "audiophile". Что ж, давайте посмотрим что же получается на самом деле и расставим, как говорится, все точки на "i".
Для тестирования я как всегда постарался подобрать звуковой фрагмент с очень насыщенным спектральным составом. В качестве такого тестового сигнала я уже не в первый раз буду использовать одноминутный фрагмент с диска Jean Michel Jarre "Oxygene".
Не будем излишне разглагольствовать и перейдем к тестам. Сравним для начала MP3 на 128 Kbps CBR (сжатый Lame Enc 3.87, Joint Stereo, Quality Optimization, без использования фильтров) с оригинальным WAV и WMA на 64 и 96 Kbps.
Для правого канала:
В увеличенном масштабе:
Что и требовалось доказать. Ни о каком "CD-качестве" на 64 Kbps не может быть и речи. Справедливости ради необходимо отметить, что на 64 Kbps звучание остается вполне сносным (то есть субъективное восприятие звучания не пугает), однако отличие от оригинала просто разительное - слышен звон и поплюхивание верхних частот, искаженны средние, слышны артефакты. Безусловно, для 64 Kbps это неплохой результат, но чуда не произошло, и 64 Kbps WMA8 даже близко не сравним с MP3 128 Kbps и "near CD-quality". Что же касается WMA8 на 96 Kbps, то можно сказать, что результат неплохой.
Теперь сравним MP3 128, WMA8 128 и WMA8 96.
Тут ситуация сложнее - по такому графику что-то определить тяжело. Несмотря на то, что WMA8 128 и 96 обрезают сигнал на 20 Khz, в полосе частот до 20 Khz по графику сложно определить точность совпадения оригинального и кодированного сигнала. На слух же отличия звучания WMA8 128 от оригинала заметить сложно. WMA8 96 Kbps звучит чуть хуже - это заметно на высоких частотах - в динамике они получаются какими-то более гладкими, без всплесков. Следует сказать, что в оригинальном звуковом фрагменте присутствовали очень хорошо заметные на слух "переливы" на высоких, которые были заметно искажены в WMA8 96. Хотя в целом можно сказать, что WMA8 96 звучит очень неплохо. Кстати, заметьте, как и в прошлой версии кодека WMA (WMA v7.0), в версии 8.0 так и не избавились от достаточно заметного эффекта компрессии - несколько завышенной реакции (чувствительности) на всплески некоторых частотных составляющих. Это хорошо заметно на предыдущем графике.
Ладно, посмотрим тогда что же изменилось в новой, восьмой версии кодека WMA по сравнению с предыдущей, седьмой. Сначала посмотрим, что изменилось на 64 Kbps.
Правый канал:
В увеличенном частотном масштабе:
Если такое отличие графиков оказалось не случайным, то, мне кажется вполне логичным пожертвовать в новой версии кодека частотами выше определенного уровня, но за счет этого улучшить качество в полосе пропускания. Так что здесь никаких нареканий нет - не смотря на то, что ни один из графиков не может претендовать на совпадение с оригинальным сигналом, в новой версии кодека на лицо, все же, заметное улучшение качества, по сравнению с предыдущей версией.
Посмотрим теперь что происходит на 96 Kbps.
Оба канала:
В увеличенном масштабе:
Здесь обнаруживается интересное обстоятельство. С одной стороны, левый канал показывает заметное улучшение качества кодирования на 96 Kbps. С другой стороны, WMA8 в правом канале хотя и более приближен в оригиналу, нежели WMA7, однако видно какое-то сильное искажение формы сигнала, прерывистость. По всей видимости, разработчики в Майкрософт продолжают экспериментировать с психоакустической моделью. Новая система фильтров, похоже, реагирует на изменение сигнала иначе, чем предыдущая модель, использовавшаяся в WMA7. Справедливости ради нужно сказать, что такой сигнал, вероятно, должен звучать более реалистично, чем в WMA7. Что ж, в целом можно сказать, что изменения в WMA8 заметны, и они в лучшую сторону.
Посмотрим теперь на WMA8 и WMA7 на 128 Kbps.
Оба канала:
В увеличенном частотном масштабе:
На 128 Kbps проявилась та же тенденция, что и раньше - у WMA8 сигнал точнее, чем у WMA7, хотя и несколько менее точно огибает оригинал.
Выводы. Чуда не произошло. Новая версия кодера предоставляет заметно лучшее качество кодирования, однако не на столько, на сколько это было разрекламировано. Чуда не произошло и не произойдет до того момента, пока разработчики кодеков не перестанут крутить ручки своих психоакустических моделей. Необходимо переходить на качественно новый уровень кодирования не путем коррекции и оптимизации фильтрующих подпрограмм, а путем внедрения и применения принципиально новых математических алгоритмов и моделей. Я не могу утверждать стопроцентно, что какой-то из существующих сегодня математических аппаратов анализа и представления сигнала (например, wavelet) при его внедрении может предоставить качественно новый уровень сжатия, однако становится очевидным, что используемые сегодня методы кодирования имеют свой предел устойчивости, и, таким образом, не позволяют бесконечно уменьшать битрейты при неизменных требованиях к качеству. Windows Media Audio 8.0 очередной тому пример. Конечно, мне не известно достоверно какая техника сжатия используется в этом кодеке, однако, думаю, она не сильно отличается от техник, используемых в кодерах других разработчиков. Пока кто-то не решится на использование принципиально нового математического алгоритма, скачка в качестве кодирования мы не увидим.
Другими словами, WMA 8.0 не поразил и даже не удивил. Улучшения заметны, однако они остаются больше на уровне доделок и оптимизации кода. Жаль, что в очередной раз подтверждается расхожее мнение о рекламных трюках.
Однако не стоит так уж сильно бранить Microsoft - разработчики WMA 8.0 явно поработали, улучшения видны и это не может не радовать. Хотя никакие рекламные заявления и не подтвердились, конечный пользователь все равно остался в выгоде, так как WMA растет и набирает обороты. Сейчас уже можно почти с полной уверенностью сказать, что если так пойдет и дальше, то WMA будет тем алгоритмом, который все-таки похоронит MP3. Кроме того, не стоит забывать о том, что протестированная версия кодека является только бетой, а за те полгода, которые мы будем ожидать выхода официальной версии, качество кодирования WMA может подняться еще выше. Об универсальности WMA беспокоиться также не стоит - скоро она будет на уровне MP3. Уже сейчас почти все выходящие аппаратные проигрыватели музыкальных файлов поддерживают этот формат. У WMA очень хорошие перспективы и уже на сегодняшнем этапе развития этому кодеку, думаю, можно доверить свою коллекцию любимой музыки. Кроме все сказанного, у WMA просто огромные перспективы в области передачи потокового аудио и видео. Качество WMA на низких битрейтах является очень неплохим и вполне подходит для радио и других трансляции аудио через Интернет. А в совокупности с потоковым видео (о качестве которого в WMV8 очень лестно отзываются многие) стандарт Windows Media может стать таким же, коим является сейчас обычный WAV-файл.
Но и это еще не все... Как известно, ничто не является лучшим тестом, как собственные уши. Так вот. Я решил закодировать несколько композиций новым кодеком и просто закрыть глаза и послушать. Что можно сказать на этот счет. Выясняется, что графики - графиками, однако же на деле все намного сложнее чем могло бы показаться. Дело в том, что раньше, например, при тестировании MP3 или других кодеков, графики почти достоверно отражали субъективное качество звучания (конечно, не так точно, как внимательное прослушивание, однако глядя на графики АЧХ можно было сделать достаточно определенные выводы о качестве звучания при прослушивании). Тестирование же WMA 8.0 несколько опровергло этот устоявшийся опыт. То есть не смотря на то, что график АЧХ, например, WMA 8.0 на 64 Kbps не выглядит потрясающе, действительное же звучание, то есть субъективное восприятие звучания при прослушивании, оставляет несколько иные впечатления. Так, на собственном опыте я выяснил, что попсушка в стиле "тыц-пум-пум" передается WMA на 64 Kbps очень и очень ничего. А если учесть, что слушал я ее не в наушниках-капельках или сидя в машине, а в Sennheiser HD-580, то сделав на это крутую скидку можно сказать, что для не требующей высокого качества передачи музыки такой битрейт подойдет вполне. Уж как превью песен так точно. Битрейт 96 Kbps слушается точно не хуже MP3 на 128. А о битрейте WMA 128 я ничего плохого вообще сказать не могу. То есть, не смотря на недостаточно точные графики АЧХ (вернее, их совпадение с АЧХ оригинального сигнала) субъективные тесты показывают, что качество нового кодека очень и очень неплохое. Этот вывод не может не радовать.
Все вышеописанное можно считать, скорее, не выводами, а пищей для размышления. А вам теперь остается только собрать всю известную информацию о новом кодеке воедино и сделать свои собственные выводы.
Если у вас есть замечания, предложения или дополнения, присылайте их на e-mail.