Obecnie na rynku istnieje wiele kodeków audio różniących się specyfikacją techniczną, jakością, zastosowaniem czy też popularnością. Poniżej zostaną omówione najpopularniejsze typy plików audio.
Podstawowym kryterium podziału jest stopień kompresji. Wyróżniamy:
1. Formaty kompresji stratnej: ten typ plików zapewnia najmniejszy rozmiar plików audio i jest obecnie najpopularniejszy. Specjalne algorytmy kompresujące usuwają z materiału tony najmniej słyszalne dla ludzkiego ucha. Obcinają one także częstotliwość sygnału dla tonów niskich i wysokich tuż poniżej i powyżej granicy słyszalności słyszalności. Istnieje kilka stopni kompresji. Im wyższy stopień tym niższa jakość.
Najpopularniejsze formaty:
mp3 – najpopularniejszy obecnie standard plików dźwiękowych. Algorytm kompresji polega na tym, że zostają usunięte te informacje o dźwięku, które są niesłyszalne lub mało istotne dla ucha człowieka. Program kodeka MP3 analizuje poszczególne pasma i na podstawie modelu psychoakustycznego określa z jaką dokładnością należy zakodować każde z nich i czy jest potrzeba uwzględnienia danego pasma. Pliki mp3 charakteryzują się dobrą jakością (przy przepływności 320kbps), małym rozmiarem, oraz największą kompatybilnością ze sprzętem wśród formatów audio.
AAC – jest to usprawniony format kompresji stratnej względem mp3. Nie odniósł on jednak takiej popularności jak format mp3. Szersze grono odbiorców zyskał dzięki oparciu o ten kodek sklepu iTunes. Usprawnienia względem mp3 to między innymi:
– próbkowanie 8-96 kHz (MP3 16-48 kHz)
– do 48 kanałów (MP3 2 kanały w standardzie MPEG-1 i 5.1 w standardzie MPEG-2)
– skuteczniejszy i wydajniejszy
– lepsze przenoszenie częstotliwości ponad 15 kHz
– lepszy tryb kompresji sygnału stereofonicznego joint-stereo
WMA – Windows Media Audio. Format audio kompresji stratnej opracowany przez firmę Microsoft. Popularność zdobył dzięki rozpowszechnieniu go w systemach Windows wraz z wgranym odtwarzaczem Windows Media Player, który obsługuje odtwarzanie tego formatu. Obecnie duża część odtwarzaczy przenośnych oferuje obsługę tego typu plików. W porównaniu do mp3 cechuje się podobną jakością dźwięku przy znacznie mniejszym rozmiarze.
Ogg Vorbis – Jest to bardziej zaawansowana technicznie alternatywa dla formatu mp3. Działanie kodeka jest tak zoptymalizowane aby zajmowało jak najmniej pamięci obliczeniowej. W kodeku wykorzystywany jest zmienny stopień kompresji danych tzw. VBR wahający się w granicach 32-500kbps. W porównaniu do mp3 oferuje znacznie lepszą jakość dźwięku przy tym samym rozmiarze pliku. Nie zdobył dużej popularności.
2. Formaty kompresji bezstratnej: pliki zawierają takie same informacje o sygnale jak bliki bez kompresji, ale za pomocą specjalnych algorytmów kodowania i dekodowania możliwe jest zmniejszenie rozmiaru plików o połowę. Wraz z rosnącym miejscem użytkowym i zapotrzebowaniem na jak najwyższą jakość formaty bezstratne coraz śmielej radzą sobie na rynku plików audio.
FLAC – najpopularniejszy obecnie format kompresji bezstratnej. W porównaniu do plików mp3 oferuje taką samą informację o pliku jak formaty bez kompresji, ale za pomocą specjalnych algorytmów jego rozmiar jest mniejszy o około połowę. Kompresja FLAC wykorzystuje predykcję liniową – wartość pojedynczej próbki dźwięku jest przewidywana na podstawie wartości kilku wcześniejszych próbek, a zapisywana jest tylko różnica między wartością rzeczywistą a obliczoną. FLAC jest darmowym i otwartym kodekiem.
Cechy:
-brak utraty jakości
-szybka kompresja
-dekodowanie w czasie rzeczywistym (małe wymagania sprzętowe)
-sprzętowe wsparcie odtwarzania
-strumieniowość
-metadane
-odporność na błędy
M4A / Apple Lossless – jest to kontener multimedialny który zawiera kodeki bezstratnych jak i stratnych formatów audio. Jego zaletą jest wielokanałowa bezstratna kompresja w jakości 24bit/192kHz przy zmniejszeniu rozmiaru pliku o połowę. Wadą jest silna integracja z iTunes i produktami Apple. Format rzadko używany na zewnątrz tego ekosystemu.
WMA / Windows Media Audio 9 Lossless – Format o identycznym skrócie jak stratny format audio Microsoft ale nie kompatybilny z nim. Jego możliwości to kompresja do kanałów w jakości 24bit/96kHz
APE – Darmowy format kompresji bezstratnej korzystający z innego algorytmu symetrycznego niż np. FLAC. Wymaga większej mocy obliczeniowej, ale daje lepsze rezultaty. Największą wadą tego kodeka jest niewielka ilość muzyki w tym formacie i wsparcia twórców.
MLP (PPCM) / Meridian Lossless Packing – standard bezstratnej kompresji sygnału PCM, stworzony przez firmę Meridian Audio, Ltd. Jest standardem bezstratnej kompresji dla płyt DVD-Audio. Pozwala na zapisanie do 6 kanałów audio przy 96 kHz i 24 bitach lub 2 kanałów przy 192 kHz i 24 bitach. Algorytm został wykorzystany przy zapisie formatu dźwięku Dolby TrueHD na płytach Blu-ray.
3. Formaty nieskompresowane: pliki te są oryginalnie przetworzonymi sygnałami analogowymi bez żadnej kompresji. Jakość takiego pliku zapisana jest częstotliwością próbkowania i rozdzielczością bitową a jedyne straty i zniekształcenia to wyłącznie te powstałe w wyniku kwantyzacji sygnału analogowego na cyfrowy. Największą ich wadą jest duże zapotrzebowanie na miejsce. Najważniejszym przedstawicielem jest format Wave (.WAV). Pliki te mimo dużego rozmiaru cieszą się dużą popularnością, gdyż w większości komputerów PC jest zaimplementowana ich obsługa.