فرمت های صوتی
تمام مطالب,  صدا

فرمت های صدا

بررسی و بحثی کوتاه بر فرمت های صدا در Soundsys.ir

می خواهیم بحثی کوتاه و مفید در زمینه فرمت های صدا داشته باشیم. برای این کار می توانیم بگوییم در حالت کلی  فرمت های صدا به سه نوع اصلی تقسیم می شوند. فرمت های صدا با توجه به فشرده سازی صدا بدون حذف اطلاعات یا همراه با حذف اطلاعات در دسته های زیر قرار می گیرند.

فرمت های صوتی
فرمت های صدا

    1.فرمت های صدا بدون فشرده سازی

دسته اول فرمت های صدا فرمت هایی هستند که در آنها تمام اطلاعات حفظ می شود. در این دسته به هیچ وجه فشرده سازی اطلاعات انجام نمی گیرد. برای مقایسه با حوزه تصویر بسیار شبیه به عکس های BMP. این نوع از فرمت ها حجم بسیار زیادی اشغال می کنند. بطور مثال برای هر دقیقه 10 مگابایت فضا نیاز است. به عنوان مثالی از این دسته می توان یکی از بهترین فرمت ها و اولین فرمت ها می توان فرمت WAV و یا فرمت AIFF بر روی سیستم های mac OS را نام برد. فرمت  WAV در سال 1991 ارائه شد. برای مثالی دیگر از این دسته می توان فرمت BWF که توسط اتحادیه رادیو و تلویزیون اروپا EBU ارائه گردیده است نیز نام برد. این دسته از فرمت ها برای ذخیره و نگهداری نسخه اصلی صدای ضبط شده استفاده می شوند.

    2. فرمت های صدا همراه با فشرده سازی و بدون حذف اطلاعات 

دسته دوم فرمت هایی هستند که از نظر کیفیت شبیه دسته اول هستند. در این دسته فشرده سازی انجام می شود و حجم تقریبا به نصف مقدار اولیه (به نسبت 2:1) کاهش می یابد . هدف از ایجاد این دسته کاهش زمان پردازش بدون از دست دادن اطلاعات صدا می باشد. از این دسته نیز می توان فرمت های FLAC, ALAC را نام برد. در این نوع فشرده سازی از قانون و تئوری شانون در تئوری اطلاعات استفاده می شود. تئوری شانون می گوید اگر رفتار یک سیگنال بطور کامل برای ما قابل پیش بینی باشد اطلاعاتی که آن سیگنال برای ما دارد صفر است. پس مقدار صفر بیت اطلاعات برای آن سیگنال در نظر گرفته می شود. به این ترتیب برای اطلاعات تکراری هیچ حجمی در نظر گرفته نمی شود، و در حجم کل اطلاعات کاهش می یابد.

 

    3. فرمت های صدا همراه با فشرده سازی همراه با حذف اطلاعات 

دسته سوم از فرمت های صدا دسته ای هستند که در آنها بخش هایی از صدا که از نظر آکوستیک روانی کمتر شنیده می شوند حذف می شوند. به این ترتیب در این دسته فشرده سازی صورت می گیرد. مانند محدوده هایی از فرکانس های بالا و پایین در ضبط صدای گفتار. همچنین در این دسته از فرمت های صدا مقادیر متفاوتی از bitrate وجود دارد. بطور مثال از 320Kbit/s تا 64Kbit/s کیلوبیت بر ثانیه. بطور مثال در فرمت MP3 با نرخ 128Kbit/s حجم فایل نهایی به اندازه 1/11 فایل اولیه می شود.

در ادامه تعدادی از فرمت های صدا در دسته سوم را معرفی و در خصوص هر کدام توضیحاتی ارائه خواهیم داد.

 الف. فرمت صدا (AAC (Advanced Audio Coding 

این فرمت صدا توسط گروه MPEG ارائه شد و در  آوریل سال 1997 استاندارد آن منتشر گردید. این فرمت یک کیت ابزار کاملا فشرده صوتی است که عملکرد فوق العاده ای نسبت به هر روش شناخته شده ای دارد. در نرخ بیتی بالاتر از 64 کیلوبیت بر ثانیه و عملکرد عالی نسبت به گزینه های در نرخ بیتی که به میزان 16 کیلوبیت بر ثانیه می رسد.

توسعه AAC زمانی شروع شد که محققین متقاعد شدند که لایه های اولیه MPEG را باید در نظر نگرفت. شرکت هایی همچون Fraunhofer Institute, Dolby, Sony and AT&T اولین مشارکت کننده ها بودند. این فرمت نرخ های نمونه برداری زیادی را پشتیبانی می کند (sampling rates (8–96 kHz و (bit rates (16–576 kbps  تعداد کانال صدای 1 تا 48 کانال را پشتیبانی می کند. این فرمت صدا هم اکنون در پخش تلویزیونی و رادیویی صدا و سیما در حال استفاده می باشد. 

ب. فرمت صدا (MPEG-1 )

پس از چهار سال همکاری مشترک وسیع محققان و متخصصان جهانی کدینگ صدا، اولین استاندارد کدگذاری توسط کارگروه استاندارد سازی صدا و تصویر متحرک (WG-11) در کمیته فرعی SC29 یکی از شاخه های کمیته فناوری اطلاعات که کمیته ای است مشترک بین سازمان های استاندارد ISO و IEC با اختصار ISO/IEC JTC1 SC29 ، برای تولید صدا با کیفیت CD و مشابه صدای استریوی VHS در سال 1992 معرفی گردید.

MPEG-1 از نرخ بیت تصویر تا 1.25Mbps و از صدای استریو تا نرخ 192kbps پشتیبانی می نمود.

ج. فرمت صدا (MPEG-1 Audio Layer 3)

کاربردهای MPEG-1 از ذخیره سازی صدا و تصویر در CD-ROM آغاز شد و تا جریان سازی اینترنتی در لایه های عملکرد III گسترش یافت.  یکی از فرمت های بسیار متداول صدا فرمت MP3 می باشد که با عنوان MPEG-1 Audio Layer 3 نیز شناخته می شود. این فرمت توسط شرکت آلمانی Fraunhofer- Gesellshaft بوجود آمد و با عنوان MP3 ثبت اختراع شد.

از قابلیت های مهم این فرمت صدا اینست که قادر است حجم اطلاعات صوت را به 1/12 مقدار اولیه کاهش دهد. در الگوریتم های این فرمت با استفاده از مدلهای آکوستیک روانی در درک صدا بخش هایی از صدا که گوش قابلیت شنیدن آنها را ندارد حذف می شوند.

فرمت MP3 بر مبنای دو پارامتر کیفیت  و حجم مورد نظر فشرده سازی های متفاوتی را انجام می دهد. که همین نکته عامل کاربری بسیار زیاد این نوع فرمت می باشد. برای ساختن یک فایل MP3 می توان از نرم افزارهای Ripper و Ecoder استفاده نمود.

د. فرمت صدا (OGG (Vorbis

این فرمت هم که از دسته سوم می باشد و در آن مقداری از اطلاعات بدور ریخته می شود. این فرمت ضبط صدا یه صورت Multi Channel را پشتیبانی می کند و نسبت به فرمت MP3 حجم کمتری را اشغال می کند و برای بیت ریتی مشابه کیفتی بالاتر از MP3 را ارائه می دهد.

ه. فرمت صدا (WMA (Windows Media Audio

این فرمت صدا را شرکت مایکروسافت ارائه نموده است. این فرمت صدا توسط گروه آقای Henrique Malvar مدیر بخش پردازش سیگنال شرکت مایکروسافت انجام شده است. 

WMA  هم یک فرمت صدا است و هم یک کدک صدا می باشد. مایکروسافت ادعا دارد که این فرمت حجم را به نصف حجم فرمت mp3 می رساند و از نظر کیفیت نیز با آن برابری می کند. این فرمت صدا قابلیت پشتیبانی از صدای Multi Channel را نیز دارد.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *