3.3.5 Какие альтернативные mpeg-1 Layer III (mp3) алгоритмы компрессии существуют?

Действительно, на MP3 свет клином не сошелся. Параллельно MP3 появляются и развиваются не менее, а иногда, и более прогрессивные алгоритмы компрессии звука. Перечислять все алгоритмы нет надобности. Следует отметить только, что существуют алгоритмы по своим возможностям и качеству во многом превосходящие MP3.

Несколько слов необходимо сказать и о другом прогрессивном алгоритме TwinVQ (Transform-domain Weighted Interleave Vector Quanization), разработанном фирмой Nippon Telegraph and Telephone Corp. (NTT) в Human Interface Laboratories и лицензированном фирмой Yamaha (продукты от Yamaha, основанные на TwinVQ, распространяются под торговой маркой SoundVQ). Этот метод позволяет сжимать цифровые потоки с коэффициентом компрессия до 1:20.

При этом качество звучания потока TwinVQ при 96 Кбит/с практически идентично качеству звучания потока MPEG-1 Layer III (при 128 Кбит/с) и MPEG-2 AAC (при 96 Кбит/с). Алгоритм TwinVQ позволяет кодировать данные во всем диапазоне слышимых частот (до 22 КГц) и, также как и MPEG, производить декодирование и воспроизведение потока одновременно с его получением (stream playback). Кстати, говоря об алгоритме TwinVQ следует сказать также, что трудоемкость этого алгоритма намного выше трудоемкости, например, алгоритма MPEG-1 Layer III, так что программы-компрессоры, основанные на алгоритме TwinVQ работают в 5-10 раз медленнее, чем Layer III-компрессоры. Следует сказать также, что наработки TwinVQ используются в стандарте MPEG-4. По различным оценкам, TwinVQ в нижнем диапазоне частот превосходит по качеству MPEG-1 Layer III, уступая ему на верхних частотах. TwinVQ поддерживает кодирование с переменным битрейтом (VBR), а также имеет поддержку т.н. несимметричного битрейта, когда разные каналы кодируются с отличными битрейтами.

Алгоритм PAC (Perspective Audio Coding) от Bell Labs & Lucent Technologies. По различным данным обеспечивает аналогичное (или выше) MPEG-1 Layer III 128 Кбит/с качество звучания при 64 Кбит/с. Поддерживаются также 96 и 128 Кбит/с. Алгоритм позволяет потоковое воспроизведение (stream playback). Имеет встроенный механизм защиты. Обладает высокой скоростью компрессии.

3.4 OggVorbis

OggVorbis - это универсальный формат аудио- компрессии вышедший летом 2000 года. Этот формат разработан группой Xiphophorus и является частью из мультимедиа проекта OggSquish.

OggVorbis принадлежит к тому же типу форматов аудиосжатия, что и МР3, AAC, VQF, PAC, QDesign AIFF и WMA, то есть к форматам сжатия с потерями. Психоакустическая модель, используемая в OggVorbis по принципам действия близка к МР3, но и только - математическая обработка и практическая реализация этой модели в корне отличается, что позволяет авторам объявить свой формат совершенно независимым от всех предшественников.

Главное неоспоримое преимущество формата OggVorbis - это его полная открытость и бесплатность. OggVorbis создается в рамках проекта GNU и полностью подчиняется GNU GPL (генеральная публичная лицензия). А это означает, что формат совершенно открыт для коммерческого и некоммерческого использования, его коды можно модифицировать безо всяких ограничений, группа разработчиков оставляет за собой лишь право утверждать новые спецификации формата. Некоторые ограничения конечно все же есть, они определены в GNU GPL.

Согласно правилам GNU GPL можно делать любые изменения в коде программы, но при этом получившийся программный продукт так же должен подчиняться уложениям GNU GPL. Помимо бесплатности, OggVorbis, как спецификация, обладает так же еще целым рядом неоспоримых достоинств.

Так, вехняя планка частоты выборки составляет не 44 КГц, как у всех форматов, а 48 КГц, что безусловно более близко к живой музыку по сравнению с CD. Кроме того, число каналов не ограничено двумя как обычно - моно и стерео, а достигает 255.

Спецификация OggVorbis содержит очень гибкий и развитый механизм включения комментариев и иллюстраций в тело аудиокомпозиции. Заголовок комментария легко расширяется и позволяет включать тексты любой длины и сложности, перемежающиеся изображениями.

OggVorbis, так же как и МР3, изначально разрабатывался как сетевой потоковый формат. Это свойство является очень важным, особенно учитывая мультиплатформенную направленность формата OggVorbis. Интернет-радиостанция использующая низкобитрейтные версии OggVorbis сможет вещать сразу на всех платформах, тогда как такая же радиостанция, использующая для передачи WMA (в виде ASF) будет ограничена только пользователями Windows.

Именно благодаря открытости формата об OggVorbis удалось узнать то, что не удавалось для всех других форматов (разве что, кроме Мр3) - как он работает. Все остальные конкуренты МР3 тщательно скрывают внутренние алгоритмы компрессии, и лишь OggVorbis выставляет их напоказ.

3.5 WMA

Кодек Windows Media Audio (сокращенно WMA) является сегодня собственной разработкой компании Microsoft и успешно продвигается. Изначально, кодек WMA разрабатывался фирмой Voxware и имел название Voxware Audio Codec, однако впоследствии компания забросила его доработку, остановившись на версии 4.0. Тогда кодек был полностью куплен фирмой Microsoft. Программисты серьезно доработали его, а фирма Microsoft переименовала кодек в Windows Media Audio, не забыв позаботиться о том, чтобы он был бесплатным.

На сегодняшний день существует несколько версий кодека WMA: v1, v2, v7, v8 и v9. Версия 7 отличается от младших собратьев поддержкой битрейтов до 192 Кбит/с (в отличие от цифры 164 Кбит/с для v1 и v2), несколько худшим качеством кодирования и иной структурой данных. v8 отличается от всех предыдущих явно переработанной психоакустической моделью кодека, за счет чего качество кодирования сильно возросло. Так, при 96 Кбит/с WMA v8.0 на не сильно требовательных к качеству композициях (поп-музыка, например) почти не отличим от MP3 при 128 Кбит/с, хотя, опять же, все зависит от конкретной композиции и аппаратуры, на которой осуществляется прослушивание. Девятая версия WMA является логическим продолжением восьмой версии. Разработчики говорят о повышении качества кодирования в среднем на 20 процентов по сравнению с WMA v8.

В версии 9 применена новая технология Fast Streaming, призванная сильно сократить время буферизации WMA -потока, передаваемого через Интернет конечному пользователю. Помимо этого, WMA 9 является, фактически, пакетом кодеков и включает кроме привычного lossy-кодера, также и lossless кодер (кодер без потерь), а также специальный речевой кодер.