Akustické kódování adaptivní transformace - Adaptive Transform Acoustic Coding
 | |
| Přípona názvu souboru |
.aa3
.oma .at3 .at9 |
|---|---|
| Vyvinutý | Sony Corporation |
| Typ formátu | Formát zvukového souboru |
Adaptive Transform Acoustic Coding ( ATRAC ) je řada patentovaných algoritmů pro kompresi zvuku vyvinutých společností Sony . MiniDisc byl první komerční produkt, který začlenil ATRAC v roce 1992. ATRAC umožnil relativně malému disku, jako je MiniDisc, mít stejnou dobu chodu jako CD při ukládání zvukových informací s minimální ztrátou ve vnímatelné kvalitě. V letech 1999, 2002 a 2006 následovala vylepšení kodeku ve formě ATRAC3, ATRAC3plus a ATRAC Advanced Lossless.
Ostatní výrobci MiniDisc, jako Sharp a Panasonic, také implementovali své vlastní verze kodeku ATRAC.
Dne 31. března 2008 společnost Sony upustila od kodeků souvisejících s ATRAC v USA a Evropě a v jejich Connect Music Store napájeném SonicStage (ekvivalent iTunes a iTunes Music Store společnosti Sony ). V říjnu 2009 společnost Sony také oznámila, že ATRAC bude ukončen na všech zbývajících trzích.
Obecná kvalita datového toku
Původní datový tok ATRAC 292 kbit/s, použitý na původních MiniDiscs, byl navržen tak, aby se akusticky přiblížil kvalitě CD. O několik let později byl ATRAC vylepšen a je obecně považován za lepší než předchozí verze s podobnými přenosovými rychlostmi. Pro účely srovnání jsou disky CD kódovány rychlostí 1411,2 kbit/s a bezeztrátové kodéry mohou kódovat většinu disků CD pod 1 000 kbit/s s výrazným snížením přenosové rychlosti pro snadnější kódování obsahu, jako je hlas.
Výkon
Podle inženýrů ATRAC byly algoritmy ATRAC vyvinuty v úzké spolupráci s inženýry vývoje integrovaných obvodů LSI v rámci společnosti Sony, aby poskytly hmatatelný produkt, který by mohl kódovat při vysokých rychlostech a s minimální spotřebou energie. To je v kontrastu s jinými kodeky vyvinutými na počítačích bez ohledu na omezení přenosného hardwaru. To se odráží v designu kodeků ATRAC, které mají tendenci klást důraz na zpracování menšího počtu vzorků najednou, aby se šetřila paměť za cenu účinnosti komprese a dalších násobků. Tyto kompromisy jsou zcela logické v systémech DSP , kde byla paměť často ve srovnání s výkonem multiplikátoru prémiová.
Přehrávače Sony Walkman nabízejí ve srovnání se soubory MP3 lepší výdrž baterie při přehrávání souborů ATRAC . Jelikož však společnost Sony na japonském trhu prosazovala kompatibilitu ATRAC pouze v telefonech řady Sony Ericsson Walkman, není v telefonech na trhu GSM / UMTS podporována . Přehrávače disků CD audio do auta Sony Xplod podporují disky CD ATRAC. Minidisky s písněmi formátu ATRAC byly v minulosti podporovány na autorádiích značky Eclipse.
ATRAC1
ATRAC1 byl poprvé použit ve vlastním systému SDDS společnosti Sony v divadelním formátu v 90. letech minulého století a v této souvislosti je přímým konkurentem Dolby Digital (AC3) a DTS . SDDS používá ATRAC1 s 8kanálovým kódováním as celkovou kódovací rychlostí na všech kanálech 1168 kbit/s.
Dva skládané kvadraturní zrcadlové filtry rozdělují signál na 3 části:
- 0 až 5,5125 kHz
- 5,5125 až 11,025 kHz
- 11,025 až 22,05 kHz
Úplné stereo (tj. Nezávislý kanál) kódování s datovou rychlostí 292 kbit/s.
Vysoké frekvence lowpass závisí na složitosti daného materiálu; některá kódování mají čistý obsah až 22,05 kHz.
ATRAC1 lze také použít v mono (jednokanálovém) režimu, což zdvojnásobuje dobu záznamu.
FFmpeg má implementaci dekodéru ATRAC1.
ATRAC3 (režimy LP2 a LP4)
Stejně jako ATRAC1 a MP3 je ATRAC3 také hybridním subpásmem - kodérem MDCT , ale s několika rozdíly.
V ATRAC3 rozdělili tři skládané QMF signál na 4 části:
- 0 až 2,75625 kHz (DC až f /16)
- 2,75625 až 5,5125 kHz ( f /16 až f /8)
- 5,5125 až 11,025 kHz ( f /8 až f /4)
- 11,025 až 22,05 kHz ( f /4 až f /2)
Čtyři subpásma jsou pak kódována MDCT pomocí transformace s pevnou délkou. Na rozdíl od téměř všech moderních formátů nelze délku transformace měnit, aby se optimalizovaly přechodové body kódování. Místo toho se používá jednodušší technika přechodného kódování, nazývaná řízení zisku , ve které se zisk různých dílčích pásem mění během přechodného období před MDCT a poté se obnovuje během dekódování po inverzním MDCT, aby se pokusil vyhladit přechodové jevy. Navíc před kvantizací jsou tonální složky odečteny od signálu a nezávisle kvantizovány. Během dekódování jsou samostatně rekonstruovány a přidány zpět k reformě původních MDCT koeficientů.
Společnost Sony tvrdí, že hlavní výhodou ATRAC3 je účinnost kódování, která byla vyladěna pro přenosné DSP, které poskytuje menší výpočetní výkon a životnost baterie. Jelikož je však ATRAC hybridní subpásmo - kodek MDCT, který je algoritmicky velmi podobný MP3 , je jakákoli výhoda pravděpodobně přehnaná. Kromě toho, ve srovnání s novějšími formáty, jako je Windows Media Audio, které používají spíše MDCT než hybrid, ATRAC3 musí provádět další a výpočetně nákladné inverzní QMF , ačkoli hybridní systém výrazně snižuje využití paměti, což byl pravděpodobně faktor daný při původním vývoji ATRAC byla k dispozici omezená paměť.
- Režim LP2
Používá datový tok 132 kbit/s, jehož kvalita je inzerována podobně jako u kódování MP3 s podobným bitovým tokem. V nezávislém dvojitě zaslepeném testu (2004/05) bez referenčních parametrů kódování formátu proti Ogg Vorbis , AAC a LAME VBR MP3 však ATRAC3 přišel jako poslední. Bohužel kvůli nedostatku transparentnosti při verzování kodéru ATRAC není známo, zda testovaný kodér ATRAC3 byl optimální, a následné vyšetřování bylo neprůkazné. Je možné, že novější kodéry ATRAC3 nabízejí lepší výkon.
- Režim LP4
To snižuje přenosovou rychlost na 66 kbit/s (poloviční oproti LP2), částečně díky společnému stereofonnímu kódování a dolnímu filtru kolem 13,5 kHz. Umožňuje zaznamenat 324 minut na 80minutový disk MiniDisc se stejným polstrováním, jaké je vyžadováno u LP2.
- Poznámky
FFmpeg má implementaci dekodéru ATRAC3, který byl převeden na pevnou přesnost a implementován do řady firmwaru Rockbox pro procesory ARM , Coldfire a MIPS . RealAudio8 je implementace ATRAC3 s vysokou přenosovou rychlostí (až 352,8 kbit/s).
PlayStation 3 video herní Race Driver: Tabulka využívá 224 simultánní proudy ATRAC3 komprimované audio, se od jednoho do osmi kanálů na proudu v vzorkovacími mezi 24 a 48 kHz, přičemž každý zfiltruje za použití 512 kmitočtová pásma adaptivního vyrovnání, směrována přes šest dozvuku jednotek běžící na stejném SPU koprocesoru (jeden z osmi na čipu PS3 Cell), vedle 7.1 kanálového hybridního mixu Ambisonic třetího řádu .
ATRAC3plus
Tento kodek se používá v zařízeních Sony Hi-MD Walkman (např. „Hi-LP a Hi-SP“), přehrávačích Network Walkman, přehrávačích Memory Stick , VAIO Pocket, konzole PS3 a PSP a přehrávačích CD ATRAC . Jedná se o hybridní subpásmový/ MDCT kodek založený na 16kanálovém QMF následovaném 128bodovým MDCT . Před kódováním MDCT se k extrakci tonálních složek používá generalizovaná harmonická analýza (GHA), což je vylepšená verze postupu používaného v ATRAC3. Stejně jako v předchozích verzích ATRAC, ovládání zisku se používá k ovládání preecho spíše než proměnné velikosti transformací, i když jsou zjevně možná různá okna MDCT.
SonicStage verze 3.4, vydaný v únoru 2006, představil kopírování disků CD v přenosových rychlostech 320 a 352. Dostupné přenosové rychlosti jsou: 48, 64, 96, 128, 160, 192, 256, 320 a 352 kbit/s. Novější přenosové rychlosti nejsou vždy kompatibilní se všemi staršími hardwarovými dekodéry, nicméně u některých starších hardwarových zařízení bylo zjištěno, že jsou kompatibilní s některými novějšími přenosovými rychlostmi ATRAC3plus.
MiniDisky zaznamenané v tomto formátu nejsou kompatibilní se staršími přehrávači.
V testu provedeném nezávislou firmou, ale financovaného společností Sony, byl učiněn závěr, že ATRAC3plus při 64 kbit/s se v subjektivní kvalitě zvuku rovná zastaralému kodéru MP3 při 128 kbit/s. Výkon vůči moderním vysoce kvalitním kodérům MP3 nebyl hodnocen.
ATRAC Advanced Lossless
ATRAC Advanced Lossless je „škálovatelný“ bezztrátový zvukový kodek, který zaznamenává ztrátový stream ATRAC3 nebo ATRAC3plus a doplňuje jej proudem opravných informací uložených v samotném souboru, který umožňuje v případě potřeby reprodukovat původní signál. Přehrávač/dekodér může extrahovat a používat pouze data ATRAC3 nebo ATRAC3plus, nebo je může kombinovat s korekčním streamem a perfektně reprodukovat původní zvukové informace. To umožňuje dekódovat soubor jako bezztrátový nebo ztrátový. Je implementován takovým způsobem, který umožňuje, aby velikost souboru byla menší než nekomprimované nebo komprimované verze stejného souboru. Komprese je přibližně 30–80% původního souboru. Mezi výhody škálovatelné komprese patří zajištění zpětné kompatibility, takže starší zařízení, která si neuvědomují AAL, mohou mít stále k dispozici stream ATRAC3 pro přehrávání bez porozumění formátu AAL a rychlejší přenosovou rychlost mezi přenosnými zvukovými zařízeními a počítačem.
ATRAC Advanced Lossless je široce podporován u starších přehrávačů Walkman a SonicStage verze 4 nebo novější. SonicStage 4 umožňuje stažení ATRAC Advanced Lossless do přehrávačů MiniDisc, PlayStation Portable a PlayStation 3 . Nedávné přehrávače Walkman nepodporují ATRAC Advanced Lossless/ATRAC.
Srovnatelná technologie
Použití AAL „jádrového“ (ztrátového) a „zbytkového“ (korekčního) proudu je podobné myšlence za peelingem bitrate u Opus , MPEG-4 SLS , DTS-HD Master Audio , Dolby TrueHD a Ogg Vorbis . Ve skutečnosti byla AAL jako první uvedena na komerční trh s tímto schématem pro zpětnou kompatibilitu.
Hybridní režim WavPack a OptimFROG DualStream jsou ve stejné kategorii, ale ukládají tok korekcí do samostatného souboru.
ATRAC9
Podle Sony je ATRAC9 zvukový kodek s vysokou kompresí optimalizovaný pro hry, nabízející nízké zpoždění (granularitu) a nízké využití CPU a paměti. Používá se v konzolách PS4 a PS Vita . Podporuje to audio middleware, jako je FMOD a Audiokinetic Wwise .
Viz také
Reference
externí odkazy
- ATRACLife.com - Tato doména je nyní zaparkovaná, obsah fóra je k dispozici pouze z mezipaměti Google.
Zpravodajský portál, diskusní fóra a soubory ke stažení související s ATRAC.
- Stránka Sony.net , technologie ATRAC.