Звук в формате флак

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

В отличие от аудиокодеков, обеспечивающих сжатие с потерями (MP3, AAC, WMA, Ogg Vorbis, Opus), 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.

Сегодня формат FLAC поддерживается множеством аудиоприложений, портативных аудиоплееров и специализированных аудиосистем и имеет большое число разнообразных аппаратных реализаций [4]

Содержание

Сведения о формате [ править | править код ]

Аудиопоток [ править | править код ]

Основными частями потока являются:

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

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

Метаданные [ править | править код ]

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, не представляет большого труда добавление новых блоков. Неизвестные блоки метаданных декодер пропускает.

Блок STREAMINFO — обязательный. В нём содержатся данные, позволяющие декодеру настроить буфера, 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 аудиоредакторах.

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

Аудиоданные [ править | править код ]

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 [ править | править код ]

Размер блока — очень важный параметр для кодирования. Если он слишком мал, то в потоке будет чересчур много заголовков фреймов, что уменьшит уровень сжатия. Если же размер большой, то кодер не сможет подобрать эффективную модель сжатия. Понимание процесса моделирования помогает 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 тыс. семплов.

Межканальная декорреляция [ править | править код ]

Если на вход поступают стереоаудиоданные, 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 аудиодисков это обычно приводит к значительному увеличению уровня сжатия.

Моделирование [ править | править код ]

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 всё 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 [ править | править код ]

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 2 n разделов.

Составление фреймов [ править | править код ]

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 выполнять пересинхронизацию и поиск даже в отсутствие точек поиска. В конце фрейма записывается его шестнадцатибитная контрольная сумма. Если базовый декодер обнаружит ошибку, то будет сгенерирован блок тишины.

Разное [ править | править код ]

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, Flake и FLACCL.

Здравствуйте, дорогие мои.

Меломаны разбились на 2 лагеря в споре о том, что лучше MP3 или FLAC. Вы не знаете, к какому из них примкнуть? Я помогу вам разобраться в данном вопросе. Из моей статьи вы узнаете, каковы отличия этих двух форматов, в каких ситуациях выигрывает один и другой, а также стоит ли их вообще сравнивать.

MP3 — качество звука при минимальном объёме

Помню, как у меня появились первые MP3-диски. Они казались сверхъестественными после CD и тем более кассет, так как вмещали в себя не 20 песен, а несколько альбомов любимых исполнителей. В этом и состоит преимущество данного формата. Что я имею в виду?

Были времена, когда объём накопителей, трафик и скорость интернета ограничивались, то есть качать и хранить массивы музыки было проблематично.

Спасением стал формат MP3 (полное название MPEG-½/2.5 Layer 3). Появившийся ещё в 1994 году. С его помощью вес треков можно значительно уменьшить.

Страшно ли сжатие?

Для данной цели используется алгоритм сжатия с потерями (lossy). Какими именно? Теряется неразличимая человеческому уху информация, чтобы сохранить трек в максимально близком к оригиналу виде. С развитием технологий всё лучше удаётся добиться данного эффекта.

Под зачистку могут попасть, допустим, тонкие звуки выше 17 кГц и басы ниже 40 Гц.

Для справки: человек слышит в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц; и так как за восприятие звуков отвечает мозг, а не ухо, то не все поступающие данные им воспринимаются.

Таким образом, при прослушивании на непрофессиональной технике никаких потерь вы не ощутите. Не стоит беспокоиться о них и людям преклонного возраста в связи с естественным ухудшением слуха.

Для наглядности можно сравнить MP3 с изображениями расширения JPEG. Только профессиональный фотограф на высококлассном мониторе сможет заметить разницу сжатой картинки в сравнении с оригиналом в RAW, например.

Как оценивать MP3-файл?

Большинство пользователей при скачивании песни обращают внимание лишь на битрейт. Для тех, кто не в теме: желательно, чтобы он был 320 kb/s — тогда звук более чистый и сбалансированный. В принципе, для тех, кто не сильно заморачивается, битрейт — достаточный критерий для оценивания. Но для претенциозных слушателей он может быть не единственным.

Не лишним будет посмотреть и свойства кодека, с помощью которого выполнялась конвертация. Расписывать подробно я их не буду — сейчас не об этом. Если вкратце, то хорошо, когда файл:

• Конвертирован в последней версии кодека, например, LAME 3.100 (на момент написания статьи).
• С пометкой «Stereo», так как если вместо неё вы увидите «Joint Stereo», то для снижения объёма некоторые компоненты переведены в моно, а значит, трек немного потерял в глубине звучания.
• Что касается режима битрейта (CBR, VBR, ABR), то каждый из них хорош для отдельной ситуации, но это слишком глубокое копание, которое не входит в рамки данной статьи.

С этим форматом постараюсь быть более кратким, чтобы не отнимать много вашего времени. Итак, аббревиатура расшифровывается как «Free Lossless Audio Codec», что в переводе — «бесплатный аудиокодек для сжатия без потерь (lossless)». Теперь вы понимаете, почему требовательные слушатели отдают ему предпочтение.

Так как данные при конвертации не теряются, то файлы с расширением FLAC весят больше, чем MP3. Давайте сравним. Допустим, оригинальный трек в формате WAV весит 60 МБ с битрейтом 1400 кБ/с.; при конвертации в МП3 его объём может сократиться в 4, 8, 12 и более раз, а в случае с FLAC — всего в 2 раза. Сей формат появился всего через 6 лет после своего конкурента, но за это время возможности скачивания и хранения данные значительно улучшились, то есть спрос родил предложение. В настоящее время и подавно с этим не возникает проблем.

Зачем нужен lossy, когда есть lossless?

Это резонный вопрос, на который я отвечу так:

• Во-первых, не всегда есть возможность для хранения объёмных данных. Например, мобильные устройства всё же ограничены в дисковом пространстве, поэтому в целях его экономии лучше использовать MP3. Более того, если слушать через динамик смартфона, вы вряд ли почувствуете какую-то разницу.
• Во-вторых, есть устройства, которые не поддерживают FLAC, например, некоторые модели телевизоров. Кстати, Apple добавила поддержку этого формата только в прошлом году, начиная с iOS 11. То же самое касается браузеров Chrome и Mozilla.

Подобьём итоги о том — что лучше mp3 или flac

Вышесказанное можно подытожить тем, что при отсутствии чувствительного музыкального слуха и аудиотехники высокого качества, то формата MP3 вам будет вполне достаточно.

Если вы любите насладиться глубоким и ярким звучанием или являетесь аудиофилом. То запаситесь местом на своих накопителях для FLAC (так как данный формат является несжатым и соответственно более качественным — имеющим все «тонкие» звуковые нюансы).

Это всё относится естественно только к тем у кого имеется более менее качественная (или профессиональная) аппаратура. В наушниках за 100 рублей вы никакой разницы не услышите конечно же :).

Жду вас на своём блоге ещё много-много раз 😉

Многие любят слушать музыку, и куда без неё? В путешествии, в дороге, на работе, в любое время суток. Есть кому достаточно mp3, а есть те, кому нужна детализация и высокое качество звука, это Lossless.

Наиболее популярный формат — FLAC (ФЛАК) — большой выбор треков, средний размер — 30 мегабайт.

Где скачать FLAC-музыку

Лучше всего пользоваться крупными сайтами-каталогами, легче искать и больше выбор. Рекомендую:

• https://vk.com/club152523753 — более 6 ТЕРАБАЙТ качественных FLAC-треков, альбомами и врознь. Популярная музыка в Украине и РФ.
• https://vk.com/ocifrowka — оцифрованные виниловые пластинки, огромный каталог.

Очень удобно качать музыку с vk.com. На сайтах сложнее и дольше.

Аудио-форматы без сжатия: FLAC, ALAC, WAV

Lossless-формат сохраняет полное качество звука, в большинстве случаев, это уровень CD-дисков, в то время как форматы с потерями качества — сжимают файлы для экономии места.

• WAV — звук без сжатия, точная копия исходного аудио.
• ALAC (Apple Lossless) — очень похож на FLAC, только кодировка для устройств Apple.
• FLAC (Free Lossless Audio Codec) — самый популярный формат хранения музыки, аудио немного сжимается почти без потерь.

Видео-бонус: Чем отличается Flac от MP3

Теперь вы знаете где скачать песни в формате FLAC и чем этот формат отличается от mp3.