Статьи

Выбор аудио-кодека для онлайн трансляции и записи.

Интересуетесь, что такое аудио-кодек и как его правильно выбрать для лучшего результата онлайн трансляции или записи?

Представьте, что мы живем в полностью аналоговом мире. Тогда никакой необходимости в аудио-кодеках не возникало бы.  Вы спросите, что это такое? Это алгоритм, используемый для конвертации аналогового аудио-сигнала в цифровой. Это то, что необходимо в мире цифровых устройств, медиа-плееров и Интернета.  

Качество аудио-кодеков с годами значительно улучшилось. Вернемся, например, в 80-е годы, когда появились первые цифровые усилители. По сравнению с качеством воспроизведения современного цифрового усилителя разница будет очевидна. Лучшие аудио-кодеки отличаются более качественным и реалистичным звучанием.

Но сейчас столько разных аудио-кодеков. Какой же выбрать?

Многие кодеки довольно специфичны. Часть из них патентованные, а другие были созданы  для конкретных приложений, чаще всего телекоммуникационных. Для голосовых сигналов, как на вашем телефоне, вам необязательно использовать высокоточные  аудио-кодеки, так как воспроизведение сигнала с ограниченным звуковым диапазоном в данном случае более подходящий вариант. Но для воспроизведения музыки высококачественный звуковой сигнал, безусловно, гораздо предпочтительней.  

Если копнуть глубже, можно обнаружить, что  различные аудио-кодеки предназначены для разных целей при обработке оригинального аналогового сигнала. Например, аудио-кодек типа PCM – это алгоритм сжатия без потерь. Это значит, что сигнал воспроизводится в цифровом виде без потери даже одного оригинального бита информации. Другие аудио-кодеки, типа AAC и MP3, сжимают аудио с некоторыми потерями.

Сжатие уменьшает биты оригинального контента и тем самым уменьшает размер файла. Если вы прослушиваете песни на мобильном устройстве, можете быть уверены, что эти файлы были сжаты, чтобы занимать меньше места. И именно поэтому, вы можете сохранить большое количество музыкальных файлов на вашем устройстве, но их качество будет отличаться от оптимального.

Аудио-кодеки для Epiphan Pearl Mini и Pearl Nano

Конечно, невозможно подробно рассказать обо всех особенностях аудио-кодеков в одной статье, но помочь прояснить некоторые нюансы для правильного выбора аудио-кодека для прямой трансляции или записи с помощью Epiphan Pearl Mini или Pearl Nano всё-таки можно.

Вот такие 3 аудио-кодека доступны в устройствах семейства Epiphan Pearl:

• PCM – Аудио-кодек без сжатия, который может быть лучшим вариантом, если вы планируете записывать программы для дальнейшего редактирования и  если вас не ограничивает пропускная способность сети.
• AAC – Аудио-кодек с алгоритмом сжатия наиболее подходящим для прямой трансляции или записи контента с немедленным воспроизведением на медиа-плеерах или для загрузки в Интернет. Эксперты считают, что AAC воспроизводит более качественное аудио, по сравнению с MP3 с тем же аудио битрейтом. Как правило, более новые кодеки воспроизводят аналоговый сигнал лучше, чем свои предшественники, в этом экспертам можно верить.
• MP3 – Довольно старый, но всё еще очень популярный аудио-кодекс алгоритмом сжатия, также подходящим для прямой трансляции или записи контента с немедленным воспроизведением на медиа-плеерах или для загрузки в Интернет.

Выбор правильного аудио-кодека важен для настройки прямого вещания или записи  с помощью устройств семейства Epiphan Pearl. Другими весомыми параметрами для улучшения качества звука становятся частота дискретизации и эффекты передискретизации аудиосигнала.

Частота дискретизации и  проблема передискретизации

Частота дискретизации (или частота сэмплирования) - частота, с которой происходит оцифровка, хранение, обработка или конвертация сигнала из аналога в цифру.

Чем выше частота дискретизации, тем более качественной будет оцифровка. То есть, если выбрать  аудио-кодек с большим сжатием, типа MP3, выбрать другую частоту дискретизации и битрейт будет нельзя, а значит, нельзя и улучшить качество аудио, так?

Это правда, что дискретизация затронет большую часть оригинального аудиосигнала. Но больше, не всегда значит лучше. Важно, чтобы частота дискретизации кодируемого сигнала вашей прямой трансляции (или записываемого контента) соответствовала частоте оригинального источника. В таком случае качество звучания сохраняется.

В профессиональном звуковом оборудовании используется частота 48 кГц, а в обычной любительской аудио-аппаратуре - 44.1 кГц.  Источники HDMI и SDI характеризуются частотой 48 кГц. Если вы поменяете частоту дискретизации вашего аудиосигнала во время трансляции, звук будет искажен, так как произойдет передискретизация, или изменение частоты дискретизации.

Типичным примером передискретизации может являться  перезапись профессионально записанного аудио с частотой 48 кГц на CD-диск вашего компьютера. Частота дискретизации в этом случае станет ниже, т.е. 44.1 кГц, что приведет к некоторым потерям данных и скажется на качестве звучания. В такой ситуации будет лучше, если выбрать частоту 88.2 кГц (если ваше оборудование её поддерживает), что обеспечит более равномерное преобразование в 44.1 кГц.

Почему же 48 кГц – это золотой стандарт и широко применяется HDMI и SDI источниками? Потому что эта частота обеспечивает хорошее звучание аудиосигнала в большинстве случаев и не сильно увеличивает объем сохраняемых данных. Увеличение частоты дискретизации во много раз не имеет смысла, так как ваше ухо всё равно не сможет уловить разницу. Ведь даже для искушенного слушателя разница между аудиозаписью с частотой 44.1 кГц и 48 кГц ничтожно мала (хотя многое может зависеть и от аудио-файла).

Но бывают случаи, когда более высокая частота может быть полезной. Возможно, вы записываете оригинальный контент для пост-обработки или последующей записи на  CD-диск (вы же помните про предпочтительные  88.2 кГц?), или, может быть, вы восстанавливаете исторические записи и хотите получить как можно больше данных для работы. Всё это весомые аргументы в пользу высоких частот, типа 96 кГц или 192 кГц. Но при этом учитывайте, что ваши файлы будут весить гораздо больше.

Некоторое время назад говорилось о возникновении феномена так называемых ультразвуковых вибраций при выборе частоты больше 48 кГц.  Эти вибрации не влияют негативно на конечный файл, но качество обработки такого сигнала будет зависеть, главным образом, от вашего оборудования. Ультразвуковые вибрации находятся за пределами частот, улавливаемых человеческим ухом, но современная электроника может усилить искажения, которые станут заметны даже в слышимом диапазоне, от 20 Гц до 20 кГц для среднестатистического человека. Чтобы убедиться, что этого не произойдет, попробуйте протестировать свое оборудование на частоте 96 кГц  и выше.

Аудио-кодек, частота дискретизации и битрейт

Такие параметры, как аудио-кодек, частота дискретизации и битрейт (т.е. объем данных в секунду), тесно связаны между собой. И выбор правильного для вас значения будет зависеть от того, какая пропускная способность у вашего Интернет-соединения и какое оборудование вы используете.  

Увеличение аудио битрейта означает увеличение размера файла, а также проблемы с ограничением битрейта на некоторых веб-сайтах. Например, сайты типа YouTube могут поддерживать битрейт до 320 кбит/сек, а другие – меньше. Советуем проверить эти ограничения началом работы.

В устройствах семейства  Epiphan Pearl максимальный аудио битрейт для кодирования моно-сигналов с частотой 44 кГц составляет 264 кбит/сек. Для стерео -  320 кбит/сек.

Вот несколько полезных моментов, которые нужно учитывать при выборе аудио-кодека или аудио-битрейта.

• Какой пропускной способностью сети вы располагаете? При этом какой объем должно занимать аудио, а какой видео?
• Вы готовы пожертвовать качеством видео за счет увеличения качества аудио? Низкое качество видео более заметно, чем качество аудио. Вы готовы принять потери кадров ради более чистого звучания, при условии, что ваше Интернет-соединение не позволяет поддерживать оба параметра на высоком уровне?  
• Какой аудио-источник вы захватываете? Это будет только голос или вам нужна высокая точность передачи звуков?  Если вы просто будете записывать чью-то речь, то вы смело можете использовать более низкую битовую глубину. Тогда файл тоже будет меньше. Но учитывайте тот  факт, что цифровой аудио-компакт диск использует 16 бит, DVD аудио и  Blu-ray могут поддерживать до 24 бит. Чем выше выбранная битовая глубина, тем выше качество цифрового сигнала.
• Запись с частотой выше, чем 48 кГц (например, 96 кГц или 128 кГц) не всегда имеет смысл и  значительно увеличивает размер ваших файлов.
• Вы загружаете файлы прямо в Интернет и вам необходимо сжимать их, или вы записываете файлы для последующей обработки с использованием специальных видео-редакторов и сжатие вам не требуется? Выбирайте кодек типа PCM для сохранения всей полноты данных и пост-обработки. Если проблем с пропускной способностью нет, выбирайте самый высокий битрейт, какой можно. В ином случае используйте AAC или MP3 и выбирайте частоту, соответствующую частоте вашего источника, чтобы избежать передискретизации аудио.

Аудио-кодек имеет значение

Сделав правильный выбор кодека и частоты дискретизации, вы можете улучшить качество вашей цифровой записи или транслируемого контента. Понимание требований или ограничений того или иного приложения, а также выбор правильного дистрибьютера контента могут здорово вам помочь. И хотя в данной статье мы коснулись этой темы довольно поверхностно, тем не менее, мы надеемся, что этот материал поможет вам сделать правильный выбор при следующей трансляции или записи.