128 kbps или 320 kbps что лучше
Разница между mp3 128 kbps, 320 kbps и flac
Добрый день, уважаемые читатели!
А вы когда-нибудь задумывались, что именно теряется при сжатии из lossless в mp3 128 kbps или 320 kbps?
Я проверил и результат показался интересным. В первую очередь предлагаю пройти опрос, чтобы понять для себя слышите ли вообще разницу. Если не уверены, что слышите или уверены, что не слышите, то предлагаю к вашему вниманию простую и изящную идею: надо взять и столкнуть лбом две звуковые волны одна из которых будет находиться в противофазе, соответственно при сведении двух треков будет преимущественно слышно то, что не погасилось. Интересные графики пока не обещаю, но зато вы сможете сами на своей системе услышать какие именно звуки потерялись при сжатии из flac в mp3 128\320 kbps, архив с примерами в конце статьи.
Опрос
Исходные данные
The Black Keys — Everlasting Light (flac, 44100 Hz, 24-Bit, 1613 kbps), ознакомиться можно на Youtube.
Ludovico Einaudi — Drop (flac, 96000 Hz, 24-Bit, 2354 kbps), ознакомиться можно на Яндекс Музыка.
CC Coletti — Rock and Roll (flac, 192000 Hz, 24-Bit, 4845 kbps), ознакомиться можно на Youtube.
Annihilator — Ultra-motion (flac, 44100 Hz, 16-bit, 1022 kbps), ознакомиться можно на Youtube.
Параметры конвертации в mp3
44.1kHz, stereo, 128 kbps или 320 kbps
Описание эксперемента
Исходные файлы режутся на куски длительностью по 10 секунд, каждый из кусочков экспортируется в wav. После импортирования полученных треков в начало каждого добавляется 2 секунды тишины и секундный тоновый сигнал, затем конвертируются в mp3. После импортирования mp3 файлов выясняется, что относительно оригинала, полученный файл «ушел вперед». Это не баг, это фича. Производим синхронизацию относительно заданного тонового сигнала у оригинального (я пробовал для каждого файла mp3 несколько значений, которые впоследствии уточнял до наилучшего результата), избавляемся от тонового сигнала, тишины и полученные треки экспортируем в wav. Теперь осталось инвертировать треки, чтобы получились разнонаправленные пики, и свести с оригиналом.
Результат
57Мб). В данном архиве содержатся треки с звуками, которые потерялись при сжатии.
Немного об МР3 (128 Кбит/сек и 320 Кбит/сек)
B3-forever
Мастер советчик
Дублирую тут тему, которую открыл на профильном сайте, может кому из форумчан, это покажется интересным.
Прочитав последний выпуск АЗ, очень интересно стало сделать спектральный анализ двух MP3 записей 320 Кбит/сек и 128 Кбит/сек. Вывод, можно сказать, однозначные. МP3 с маленьким бит рейтом, однозначно проигрывают оригинальным записям. Что не раз было подтверждено на практике.
Например на моей системе (DLS R6LE, DLS CA450, AudioArt BRW12, провода 4GA плюс и минус от АКБ, морда сони CDX-F5550EE) на записях с плохим мп3 отвратительный звук, локализация саба с зади, полное отстуствие сцены и тд.. На дисках же, которые идут в приложениях к АЗ, совсем другое дело, как будто слушаешь другую систему.
Для анализа использовал программу Sound Forge 6.0.
Маленький коммент к картинкам
320 Кбит/сек
Практически такой спектр, который получается при анализе записи без компрессии (картинку можно посмотреть в журнале АЗ, последний номер)
Сильное ослабление только после 18-19 КГц.
Так что вот такие вот заметки, очень жду комментариев..
Военный
Профессиональный советчик
Сисадмин-вагоновод
MSTRKRFT
Да уж. серьезное отркытие.
Военный
Профессиональный советчик
Руководство по выбору форматов аудиофайлов: век сегодняшний и немножко прошлый
Оглавление
Вступление
Как всегда, начну со старческого брюзжания. Вот лет двадцать назад… Собственно говоря, двадцать лет назад и выбора-то особо не было.
реклама
Потому что были компакт-диски, которые превращались в WAV-файлы, занимавшие пространство среднего «винчестера» – ну и на ОС немножко места оставалось. И на BBS. И на игры. И на архив файлов. И все. Потому что средний размер жесткого диска тогда составлял какие-то сказочные сегодня 850 мегабайт. Да, именно что 850 – и именно мегабайт. Толчок всему дало появление формата MP3 в 1997 году, и это был очень знаменательный год!
Я очень хорошо помню те времена. Тогда мы с другом «возрадовались до плеши» и принялись активно кодировать компакт-диски в самые популярные 128 кбит/с с joint stereo (это когда фактически пишется один канал, и к нему добавляется информация об отличиях второй дорожки – если они есть). Еще бы, теперь альбом занимал смешные 50-70 мегабайт, и компьютерные пластиковые колонки казались вершиной прогресса. Различные звуковые карты за 200,500 или 800 долларов в журналах казались чем-то страшным и далеким. Зачем? Ведь есть MP3 128 кбит/с, смотрите, какое крутое качество!
Шли месяцы и годы (скорее ближе к месяцам). Менялись колонки, развивался MP3, и мы тогда, юные падаваны старшего школьного и начального студенческого возраста, экспериментировали с битрейтами и появившимся тогда первым конкурентом MP3 – таинственным Vorbis OGG. Сколько часов на самой разной акустике (а мы тогда уже открыли, что даже советская «Вега» уделывала все эти пластиковые недоразумения за десять баксов) было отслушано – не сосчитать.
В итоге выводы выкристаллизовались такие: OGG круче MP3 на средних битрейтах, а на высших все равны. Но преимущество OGG было в том, что на средних битрейтах файл не только лучше звучал, но и занимал меньше места. Недостатком – то, что при всех этих достоинствах OGG питался большим количеством оперативной памяти и ресурсов процессора. А в те времена мощности были, как понимаете, совсем не те.
Почему я так подробно пишу об отличиях OGG от MP3? Потому что уже начался рассказ про форматы, и все эти выводы справедливы и по сей день. Ну вот, теперь вы знаете почти все про OGG: а больше знать и не надо, поскольку его сегодня поддерживают не так уже много устройств.
И да, небольшой дисклеймер. Я не буду разводить воду про виды квантования и прочие страшные слова: если вам это интересно, то все прекрасно написано в Википедии. И форматов файлов на самом деле намного больше, чем будет перечислено далее. Вопрос в том, что они не только никому неизвестны, но и никем не поддерживаются. Почти.
И еще. Я не буду рассказывать о форматах многоканального звука. На сегодняшний день эта тема все еще в зачатке по причине своей дороговизны. И дисков выпускается мало, и также редко они перекодируются в звук. На коне по-прежнему старое доброе стерео. Очевидно, всем этого хватает. Ну или почти всем, но кто считает?
реклама
Сжатие с потерями и без
Для начала нужно определиться с тем, о чем мы будем говорить. Главное и основное: все форматы звуковых файлов сегодня делятся на:
Все, это была минутка Википедии.
И да, я раскрою вам правду на то, стоит ли тратить терабайты на lossless.
MP3: скорее отстреляться
Конечно, начать надо с MP3. И, перефразируя название фильма, – «и это все об MP3». Безусловно, все вы про него знаете, и быть Капитаном Очевидность здесь не вижу смысла. Все, что воспроизводит звук сегодня, поддерживает MP3, вплоть до максимума.
В чем его главные нарекания и минусы? В основном – в срезе верхних частот и «прореживании» всех остальных.
В этом и проявляется хваленая гибкость формата: можно сделать маленький файл и слушать покромсанную Верку Сердючку из динамика смартфона. А можно сделать большой файл, где сжатие с минимальными потерями и слушать… не на динамике смартфона как минимум.
У MP3 есть один, самый весомый и безусловный плюс, не считая хорошего качества звука и гибкости при кодировании – можно забить на качество и сделать тысячи MP3 128 кбит/с на одной флэшке. Или не забить на качество и сделать несколько сотен в 320 кбит/с.
Но плюс в том, что у него нет DRM и прочих видов защит от копирования, которые редиски-владельцы авторских прав могут ставить на свою музыку.
Отдельного абзаца заслуживает VBR. VBR – это сокращение от Variable BitRate, переменный битрейт. Основная идея VBR – то, что кодек автоматически выбирает нужный битрейт в зависимости от контента. Это происходит еще на этапе кодирования, и главное декларируемое преимущество технологии – меньший размер файла при вроде бы том же высоком качестве (разумеется, кодирование происходит все-таки «вокруг» заданной частоты).
В реальности же качество VBR заметно проигрывает своему оппоненту CBR (Constant BitRate – постоянный битрейт), плюс ко всему заметно нагружает процессор. Конечно, на современных многоядерных ЦП это не так что бы заметно, но – «как-то, доктор, неаккуратненько». В общем, смысл тут прост: VBR лучше не пользоваться, поскольку выигрыш в размерах минимален, microSD сегодня дешевы, HDD тоже не состояние стоят, а проблем от них больше. И, опять же, качество хромает.
Чем сегодня кодируют MP3? На заре формата было очень много разных декодеров, сегодня их тоже можно найти, если постараться, кто-то постоянно тоже изобретает велосипед, но безусловный авторитет уже долгие годы – LAME. Несмотря на стебный перевод названия (вольно – «хромуля»), кодек справляется со своей задачей блестяще.
Какой программой пользоваться для кодирования – тоже понятно, общепринятым авторитетом является грозный EAC (Exact Audio Copy, и он точно соответствует своему названию). И то, и другое распространяется совершенно бесплатно (более того – LAME в принципе встроен почти во все по умолчанию), так что можете попробовать свои силы в кодировании того, что и так уже сто раз кодировано.
реклама
WMA: все плохо, как всегда
Компания Microsoft разработала WMA как альтернативу MP3. Но, как и в случае с платформой Windows Phone, люди посмотрели на него, потыкали пальцем – и забросили на полку.
Потому как файл WMA изобилует мелкими неприятностями, которые сами по себе вроде бы и не так страшны (например, плохая устойчивость к ошибкам: чуть поврежденный файл про кодировании или передаче становится непригодным полностью), но в совокупности WMA становится несерьезным. К тому же, опять же декларировалось, что при меньшем битрейте WMA будет качественным. Серьезно?
Конечно, WMA сегодня поддерживает все, что поддерживает MP3. Конечно, декларируется, что поддерживается lossless-кодирование, начиная с версии 9.1. Ну поддерживается. А дальше-то что? Кто-то этим пользуется?
реклама
Плюс ко всему – в WMA можно зашивать DRM-защиту. От такого фактора потирают жадные лапки правообладатели, но говорят «фи» рядовые пользователи. Еще один гвоздь в крышку гроба WMA.
В общем, формат мутный и явно нежизнеспособный. Как и платформа Windows Phone. Как и Surface. У Microsoft хорошо получалось делать операционные системы, но вот сторонние проекты – слабовато.
Как влияет битрейт на качество музыки?
В наши дни очень много разговоров о том, что мы потеряли настоящую музыку с приходом форматов сжимающих аудио, таких, как MP3, AAC и похожих. Действительно ли это так? Спасут ли музыку Lossless форматы? Может ли вообще неподготовленный слушатель отличить музыку в форматах MP3 от FLAC? Давайте разберемся в этом вопросе.
Что такое битрейт (Bitrate)?
Вероятно, вы уже слышали термин «битрейт» раньше, и вы, вероятно, имеете общее представление о том, что это значит, но, возможно, неплохо познакомиться с ее официальным определением, чтобы вы знали, как все это работает.
Битрейт — это число бит или количеству данных, которые обрабатываются в течение определенного периода времени. В аудио это обычно означает килобит в секунду. Например, музыка, которую вы покупаете в iTunes, составляет 256 килобит в секунду, то есть в каждой секунде песни содержится 256 килобайт данных.
Чем выше битрейт трека, тем больше места он займет на вашем компьютере. Как правило, аудио CD занимает довольно много места, поэтому стало обычной практикой сжимать эти файлы, чтобы вы могли записать больше музыки на ваш жесткий диск (или iPod, Dropbox или что-то еще). Именно здесь вступают в спор форматы «без потерь» и «с потерями».
Lossless и Lossy форматы: в чём разница?
Когда мы говорим «без потерь», мы имеем в виду, что мы действительно не изменили исходный файл. То есть мы скопировали трек с компакт-диска на наш жесткий диск, но не сжали его до такой степени, что мы потеряли какие-либо данные. Это, по сути, так же, как и оригинальная дорожка компакт-диска.
Однако, чаще всего вы, вероятно, копируете свою музыку в Lossy формате. То есть вы взяли компакт-диск, скопировали его на жесткий диск и сжали треки, чтобы они не занимали много места. Типичный MP3 или AAC альбом, вероятно, занимает 100 МБайт или около того. Тот же альбом в формате без потерь, такой как FLAC или ALAC (также известный как Apple Lossless), займет около 300 Мбайт, так что стало обычной практикой использовать форматы с потерями для более быстрой загрузки и большей экономии жесткого диска.
Проблема заключается в том, что когда вы сжимаете файл для экономии места, вы удаляете куски данных. Точно так же, как когда вы берете изображение с высоким качеством, и сжимаете его в JPEG, ваш компьютер берет исходные данные и «обманывает» определенные части изображения, делая его в основном таким же, но с некоторой потерей ясности и качественный.
В качестве примера возьмем два изображения, приведенных ниже: правый справа явно сжат, и в результате качество уменьшилось.
Помните, что вы экономите место на жестком диске сжимая музыку в Lossy форматы, что может иметь большое значение для iPhone с 32 ГБ памяти, но по соотношению объём/качество это всего лишь компромисс.
Существуют различные уровни сжатия: 128 Кбит/с, например, занимают очень мало места, но также будут иметь низкое качество воспроизведения, чем более крупный файл 320 Кбит/с, который, в свою очередь, ниже качеством, чем эталонный файл с 1,411 Кбит/с. 1,411 Кбит/с — это качество уровня Audio CD, которого, в большинстве случаев, более чем достаточно.
Вся проблема не в том, как сильно сжата музыка, а на каком оборудовании вы её слушаете.
Действительно ли битрейт имеет значение?
Поскольку память с каждым годом становиться всё дешевле, прослушивание звука с более высоким битрейтом, или вовсе в Lossless форматах, начинает становиться всё более популярной. Но стоит ли это времени, усилий и занятого объёма памяти в вашем телефоне или компьютере?
Я не люблю отвечать на вопросы таким образом, но, к сожалению, ответ: это зависит.
Часть уравнения — это оборудование, которое вы используете. Если вы используете качественную пару наушников или динамиков, вы привыкли к большому частотному и динамическому диапазонам. Таким образом, вы, скорее всего, заметите недостатки, которые возникают при сжатии музыки в файлы с более низким битрейтом. Вы можете заметить, что в низкокачественных MP3-файлах отсутствует определенный уровень детализации; Тонкие фоновые треки могут быть более трудными для восприятия, верхние и низкие частоты не будут такими динамичными, или вы можете услышать искажения в вокале солиста. В этих случаях вам может потребоваться дорожка с более высоким битрейтом.
Однако, если вы слушаете свою музыку с помощью пары дешёвых наушников на вашем iPod, вы, вероятно, не заметите разницы между файлом со скоростью 128 Кбит/с и файлом 320 Кбит/с, не говоря уже музыке без потерь 1,411 Кбит/с. Помните, когда я показывал вам изображение несколькими абзацами выше и отметил, что вам, вероятно, пришлось вглядываться в него, чтобы увидеть недостатки? Ваши наушники подобны усеченной версии изображения: они сделают эти недостатки трудными для восприятия, так как они физически не способны сыграть вам музыку так, как нужно.
Другая часть уравнения, конечно, ваши собственные уши. Некоторым людям может быть очень тяжело отличить два разных битрейта по простой причине — они мало слушают музыку. Навык слуха, как и любой другой, развивается с практикой. Если вы часто и много слушаете любимую музыку, ваш слух становится более точным и начинает улавливать мелкие детали и полутона. Но до тех пор не имеет особого значения, какой битрейт вы используете?
Так какой формат и битрейт вы должны выбрать для себя? Хватит ли вам 320 Кбит/с, или вам обязательно нужен Lossless формат?
Дело в том, что трудно услышать разницу между файлом без потерь и MP3-файлом 320 Кбит/с. Чтобы услышать разницу, вам понадобится серьезное высококачественное оборудование, хороший слух и определенный тип музыки (например, классическа или джаз).
Для подавляющего большинства людей, 320 Кбит/с более чем достаточно для прослушивания.
Что ещё нужно учесть?
Музыка, записанная в формате Lossless, может быть полезна. Файлы, в формате Lossless более надежны в будущем, в том смысле, что вы всегда можете сжать их до Lossy формата, когда вам это понадобится, но вы не можете сделать наоборот и восстановить исходное CD качество из MP3 файла. Это, опять же, одна из фундаментальных проблем с онлайн-магазинами музыки: если вы создали огромную библиотеку музыки в iTunes и в один прекрасный день решили, что вам нужно больше битрейта, вам придется снова ее покупать, но только на этот раз в формате CD.
Когда это возможно, я всегда покупаю или копирую музыку в Lossless формате для целей резервного копирования.
Я понимаю, что аудиофилам, это как иголка под ногти. Как я уже говорил, все зависит от вас, вашего слуха и оборудования, которое у вас есть.
Сравните два трека, записанного в Lossless и Lossy форматах. Попробуйте несколько разных аудиоформатов, послушайте их некоторые время и наблюдайте, будет ли разница для вас или нет.
В худшем случае вы потратите несколько часов на прослушивание своей любимой музыки — не так страшно, правда? Наслаждайся этим!
Почему вам достаточно mp3, а Lossless не нужен
Консерваторию не заканчивали? Тогда losseless Вам не нужен, слушайте качественный mp3.
Очень часто встречаются индивиды, презирающие сжатые форматы в принципе. Не стоит ориентироваться на их мнение. Очередные модники, которые в исследовании с вероятностью 90% не услышат отличий сжатого звука от несжатого.
Что такое mp3
MP3 придуман не только для того, чтобы резать качество. Его разработкой занималось Общество Фраунхгофера — объединение институтов прикладных исследований Германии. Они же позже придумали AAC, который мог бы стать главным форматом сжатого звука… Но не получилось.
А Вы знали, что MP3 бывает с переменным (VBR) и постоянным битрейтом (CBR)? Постоянный битрейт, ввиду работы алгоритма, кодируется каждый раз как в первый. Поэтому может выдавать неровное качество, а это значит – не всякий звук в таком раскладе будет качественно записан.
Поскольку MP3 появился довольно давно, он обладает массой ограничений. Разрядность — 16–24 бита. Частота дискретизации представлена следующим набором вариантов: 8; 11,025; 12; 16; 22,05; 24; 32; 44,1; 48. Максимальный битрейт не превышает 320 кбит/с. Максимальное число каналов — 2. Но мы все-таки о музыке говорим, мультиканальные записи еще поискать надо. 
А таперь давайте посмотрим, как кодируется MP3. На иллюстрации — частотно-временное распределение звука. Одна и та же запись: Audio CD, OGG-файл, хорошо закодированный MP3. Что наблюдаем — куски справа и слева совпадают практически полностью. Значит, MP3 файл звучит практически так же, как оригинальная запись на компакт-диске.
Человеческий слух и его пределы — психоакустика
Дело в том, что основная задача Общества Фраунхгофера — разработка психоакустических моделей человеческого восприятия звука. И здесь есть много тонкостей. Главная — мы не дельфины.
Во-вторых, существуют определенные ограничения на количество одновременно воспринимаемых звуков. Человек одновременно способен слышать не более 250 звуков из 24 диапазонов (причем, количество одновременных звуков в диапазоне так же довольно мало).
В-третьих, слышимый диапазон составляет от 16 Гц до 20 кГц и к 60 годам снижается почти в два раза. В идеальном случае и при тренировках (да-да, его необходимо тренировать!).
Все частоты ниже 100 Гц воспринимается не слуховыми клетками, а… кожей. Потом низкие волны переотражаются в слуховом канале – эти волны и воспринимаются как инфрабас. (Это из области костной проводимости.) 
Более того — число регистрирующих акустические волны клеток у каждого различно. Да что там — у каждого отдельно взятого человека их число в правом и левом ухе отличается.
Кстати, и восприятие каждым ухом различается. Поменяйте местами каналы в любимой композиции — получите новое звучание.
Если копнуть глубже, оказывается, что каждая частота звука воспринимается только при определённой громкости. При её достижении, тишина сменяется резким и достаточно отчётливым звуком. После человек может слышать и более тихий звук этой частоты. 
Другое интересное свойство слуха — чем меньше уровень громкости, тем меньше его разрешающая способность, меньше число воспринимаемых звуков. При снижении громкости лучше воспринимаются высокие частоты, при увеличении — низкие. И они не дополняют, а сменяют друг друга.
Человек не воспринимает некоторые звуки, концентрируя внимание на других. Обратите внимание — отчетливо, осознаваемо слышен обычно один инструмент, или вокал. Все прочее превращается в фон или единое созвучие. И на чем бы мы не концентрировались в композиции, увеличить число воспринимаемых основных звуков нам не под силу.
Как создается mp3
Все эти данные, полученные при экспериментальных исследованиях, сведены воедино и представлены в виде идеальной модели человеческого слуха. Именно на нее ориентирован стандарт MP3.
Все, что человек однозначно не слышит — обрезается сразу. Дальнейшая обработка ухудшает звучание в соответствии с пониманием этой модели.
Благодаря большой проведённой работе современные психоакустические модели достаточно точно оценивают человеческий слух и не стоят на месте.
На деле, несмотря на заверения любителей музыки, музыкантов и аудиофилов, для среднестатистического, нетренированного слуха MP3 в максимальном качестве обладает практически предельными параметрами.
Исключения есть, их не может не быть. Но они не всегда легко заметны при слепом прослушивании. И следуют они уже не из механизмов работы слуха, а из алгоритмов обработки звуковой информации мозгом.
И здесь играют роль только личностные факторы. Всё это и объясняет, почему мы любим разные модели наушников и почему численные характеристики аудио не могут однозначно определить качество звука.
В MP3 умещается все: качество аналоговых записей
Настойчивость аудиофилов, требующих FLAC, стоит просеивать через еще одно серьезное сито. Большая часть аналоговых записей не содержит достаточного количества информации для losseless-форматов.
Все компакт-диски записаны с частотой дискретизации 44,1 кГц и квантованием 16 бит. Откуда здесь возьмутся 192 кГц и 24/32 бита, которые используются при кодировании во FLAC? Их же нет, это пустышка!
Вы возразите, что для аналогового звука эти параметры выше… Но для аудиокассеты и магнитной ленты (если, конечно, это не японский мастер-тейп) характеристики AudioCD НЕДОСТИЖИМЫ. Для массового студийного оборудования возможность записи аналогового звука, соответствующего AudioCD, появилась относительно недавно.
Поэтому нет смысла оцифровывать с бешеным качеством запись из доцифровой эпохи, в особенности сделанные на магнитных носителях. Они не содержат тех спектров и того количества информации, которые могут хранить контейнеры без сжатия.
В MP3 умещается все: цифра
Строго говоря, с большинством цифровых записей — та же самая картина. В 90-е годы и позднее появились дешёвые пластмассовые бумбоксы. Звукорежиссёрам пришлось заботиться о едином звучании на всех устройствах — динамический диапазон записей порезали до 10-12 бит.
Еще один момент. До недавнего времени никто не записывался на студии слишком в высоком качестве. Потому что одновременно работать с несколькими десятками аудиодорожек с высоким качеством записи сложно, а иногда просто недостаточно человеческих и технических ресурсов.
Если все это кажется неубедительным — посмотрите результаты любого слепого теста. Можно распознать систему, можно распознать наушники. Но вот отличить качественный MP3 (CBR 320 kbps, Lame 3.93) от FLAC удается только самым прокаченным гурманам.
Давайте посчитаемся, супергерои. Кто из вас может отличить lossless от lossy, на каком материале, и на какой аудиосистеме?
Николай Маслов
Kanban-инженер, радиофизик и музыкант. Рассказываю о технике простым языком.