FLAC

FLAC
Свободный аудиокодек, обеспечивающий сжатие без потерь
The Free Lossless Audio Codec (FLAC) logo.
Тип

Аудио кодек, формат аудиофайлов

Разработчик

Xiph.Org Foundation

Операционная система

Кросплатформенный

Последняя версия

1.2.1 (17 сентября 2007)

Лицензия

GNU GPL; BSD (Parts)

Сайт

http://flac.sourceforge.net

FLAC
Расширение

.flac

MIME

audio/x-flac

Тип формата

Аудио

Стандарт(ы)

Спецификация

FLAC (англ. Free Lossless Audio Codec) — популярный свободный кодек, предназначенный для сжатия аудиоданных без потерь.

В отличие от аудио-кодеков, обеспечивающих сжатие с потерями (MP3, AAC, WMA, Ogg Vorbis) FLAC, как и любой другой lossless-кодек, не удаляет никакой информации из аудиопотока и подходит как для прослушивания музыки на высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре, так и для архивирования аудиоколлекции.

На сегодня формат FLAC поддерживается множеством аудиоприложений и портативных аудиоплееров, а также имеет большое количество аппаратных реализаций[1].

Содержание

Сведения о формате

Аудиопоток

Основными частями потока являются:

  • Строка из четырёх байтов «fLaC»
  • Блок метаданных STREAMINFO
  • Другие необязательные блоки метаданных
  • Аудио фреймы

Первые четыре байта идентифицируют поток FLAC. Следующие за ними метаданные содержат информацию о потоке, затем идут сжатые аудиоданные.

Метаданные

По состоянию на 10.03.2010 в libflac-1.2.1 определены следующие типы блоков: StreamInfo, Padding, Application, SeekTable, VorbisComment, CueSheet, Picture, Unknown. Блоки метаданных могут быть любого размера, новые блоки могут быть легко добавлены. Декодер имеет возможность пропускать неизвестные ему блоки метаданных.

Блок STREAMINFO является обязательным. В нём содержатся данные, позволяющие декодеру настроить буферы, частоту дискретизации, количество каналов, количество бит на семпл и количество семплов. Также в блок записывается подпись MD5 несжатых аудиоданных. Это полезно для проверки всего потока после его передачи.

Другие блоки предназначены для резервирования места, хранения таблиц точек поиска, тегов, список разметки аудиодисков, а также данных для конкретных приложений. Опции для добавления блоков PADDING или точек поиска приведены ниже. FLAC не нуждается в точках поиска, однако они позволяют значительно увеличить скорость доступа, а также могут быть использованы для расстановки меток в аудио редакторах.

Точное описание структур стандартных блоков можно найти в файле format.h библиотеки libflac, доступной с сайта формата.

Аудиоданные

За метаданными следуют сжатые аудиоданные. Метаданные и аудиоданные не чередуются. Как и большинство кодеков, FLAC делит входной поток на блоки и кодирует их независимо друг от друга. Блок упаковывается во фрейм и добавляется к потоку. Базовый кодер использует блоки постоянного размера для всего потока, однако формат предусматривает наличие блоков разной длины в потоке.

Разбиение на блоки

Размер блока — очень важный параметр для кодирования. Если он очень мал, то в потоке будет слишком много заголовков фреймов, что уменьшит уровень сжатия. Если размер большой, то кодер не сможет подобрать эффективную модель сжатия. Понимание процесса моделирования поможет Вам увеличить уровень сжатия для некоторых типов входных данных. Обычно при использовании линейного прогнозирования на аудиоданных с частотой дискретизации 44.1 кГц оптимальный размер блока лежит в диапазоне 2-6 тысяч семплов.

Межканальная декорреляция

Если на вход поступают стерео аудиоданные, они могут пройти через стадию межканальной декорреляции. Правый и левый канал преобразуются к среднему и разностному по формулам: средний = (левый + правый)/2, разностный = левый — правый. В отличие от joint stereo, используемом в lossy кодерах, в lossless кодировании этот процесс не приводит к потерям. Для данных с аудио компакт-дисков это обычно приводит к значительному увеличению уровня сжатия.

Моделирование

На следующем этапе кодер пытается аппроксимировать сигнал такой функцией, чтобы полученный после её вычитания из оригинала результат (называемый разностью, остатком, ошибкой) можно было закодировать минимальным количеством битов. Параметры функций тоже должны записываться, поэтому они не должны занимать много места. FLAC использует два метода формирования аппроксимаций:

  • подгонка простого полинома к сигналу
  • общее кодирование с линейными предикторами (LPC).

Во-первых, постоянное полиномиальное предсказание (-l 0) работает значительно быстрее, но менее точно, чем LPC. Чем выше порядок LPC, тем медленнее, но лучше будет модель. Однако с увеличением порядка выигрыш будет все менее значительным. В некоторой точке (обычно около 9) процедура кодера, определяющая наилучший порядок, начинает ошибаться и размер получаемых фреймов возрастает. Чтобы преодолеть это, можно использовать полный перебор, что приведёт к значительному увеличению времени кодирования.

Во-вторых, параметры для постоянных предикторов могут быть описаны тремя битами, а параметры для модели LPC зависят от количества бит на семпл и порядка LPC. Это значит, что размер заголовка фрейма зависит от выбранного метода и порядка и может повлиять на оптимальный размер блока.

Остаточное кодирование

Когда модель подобрана, кодер вычитает приближение из оригинала, чтобы получить остаточный (ошибочный) сигнал, который затем кодируется без потерь. Для этого используется то обстоятельство, что разностный сигнал обычно имеет распределение Лапласа и есть набор энтропийных кодов, называемый кодами Райса, позволяющий эффективно и быстро кодировать эти сигналы без использования словаря.

Кодирование Райса состоит из нахождения одного параметра, отвечающего распределению сигнала, а затем использования его для составления кодов. При изменении распределения меняется и оптимальный параметр, поэтому имеется метод позволяющий пересчитывать его по необходимости. Остаток может быть разбит на контексты или разделы, у каждого из которых будет свой параметр Райса. FLAC позволяет указать, как нужно производить разбиение. Остаток может быть разбит на 2n разделов.

Составление фреймов

Аудиофрейму предшествует заголовок, который начинается с кода синхронизации и содержит минимум информации, необходимой декодеру для воспроизведения потока. Сюда также записывается номер блока или семпла и восьмибитная контрольная сумма самого заголовка. Код синхронизации, CRC заголовка фрейма и номер блока/семпла позволяют осуществлять пересинхронизацию и поиск даже в отсутствие точек поиска. В конце фрейма записывается его шестнадцатибитная контрольная сумма. Если базовый декодер обнаружит ошибку, будет сгенерирован блок тишины.

Разное

Чтобы поддерживать основные типы метаданных, базовый декодер умеет пропускать теги ID3v1 и ID3v2, поэтому их можно свободно добавлять. Теги ID3v2 должны располагаться перед маркером «fLaC», а теги ID3v1 — в конце файла.

Существуют модификации FLAC кодера: Improved FLAC encoder и Flake.

29 января 2003 г. Xiphophorus (сейчас называется Xiph.Org Foundation) анонсировали включение формата FLAC в линейку своих продуктов, таких, как Ogg Vorbis, Theora и Speex[2].

Аппаратно поддерживается во многих устройствах. Среди них:

Примечания

  1. 1 2 Supported Hardware  (англ.). Архивировано из первоисточника 10 февраля 2012. Проверено 30 октября 2008.
  2. FLAC Joins Xiph!  (англ.).(недоступная ссылка — история) Проверено 30 октября 2008.

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Нужна курсовая?

Полезное


Смотреть что такое "FLAC" в других словарях:

  • flac — flac …   Dictionnaire des rimes

  • FLAC — redirects here. For anti aircraft fire, see Flak. For other uses, see FLAC (disambiguation). Free Lossless Audio Codec Developer(s) Xiph.Org Foundation, Josh Coalson Initial release …   Wikipedia

  • flac — [ flak ] interj. • XVIe; var. de flic ♦ Onomatopée imitant le bruit de l eau qui tombe, de ce qui tombe dans l eau (⇒ floc ), ou à plat. ⊗ HOM. Flaque. ⇒FLAC, onomatopée et subst. I. Onomatopée A. [S emploie pour transcrire le bruit de l eau qui… …   Encyclopédie Universelle

  • flac — flac·cid; flac·cid·i·ty; flac·on; flic·flac; flac·cid·ly; flac·cid·ness; …   English syllables

  • flac — Flac, Nomen est fictum a sono. De grand vilain grand flac. Il en fit beau flac, Applosam fregit seriam, Ouum applosum ad terram fregit. B. ex Spartiano …   Thresor de la langue françoyse

  • Flac — bezeichnet: Free Lossless Audio Codec, ein Codec zur verlustfreien Audiodatenkompression Flac (Automarke), ehemaliges dänisches Unternehmen Diese Seite ist eine Begriffsklärung zur Unterscheidung mehrerer mit demselben Wort be …   Deutsch Wikipedia

  • flac ! — ● flac ! interjection (onomatopée) Imite le bruit d un liquide qui tombe ou de la chute d un objet dans un liquide, d un claquement, etc. ● flac ! (homonymes) interjection (onomatopée) flaque nom féminin …   Encyclopédie Universelle

  • flac! — Interj. Onomatopée imitant le bruit d un choc à plat ou sur une surface liquide …   Encyclopédie Universelle

  • flac — Mot Monosíl·lab Nom masculí …   Diccionari Català-Català

  • .flac — Free Lossless Audio Codec Logo des Free Lossless Audio Codecs (FLAC) Basisdaten Entwickler: Xiph.Org Foundation Aktuell …   Deutsch Wikipedia

  • FLAC — Free Lossless Audio Codec Logo des Free Lossless Audio Codecs (FLAC) Basisdaten Entwickler: Xiph.Org Foundation Aktuell …   Deutsch Wikipedia


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»