Сжатие аудиоданных


Сжатие (компрессия) аудиоданных представляет собой процесс уменьшения скорости цифрового потока за счет сокращения статистической и психоакустической избыточности цифрового звукового сигнала.

Методы сокращения статистической избыточности аудиоданных также называют сжатием без потерь, а, соответственно, методы сокращения психоакустической избыточности — сжатием с потерями.

Вопрос повышения плотности аудиозаписи встал практически сразу же после появления звукозаписи как таковой. В эпоху механической грамзаписи для этой цели старались укладывать на поверхность пластинки звуковую дорожку как можно более плотно. Для этих целей необходимо было либо снижать качество записи, уменьшая динамический и частотный диапазон, что практиковалось, например, при записи речи (аудиоспектакли, лекции, пластинки для озвучивания диафильмов). Однако в 1930-х годах, при переходе на виниловые пластинки был предложен иной способ, основанный на независимом ограничении трех составляющих закона движения резца при записи и иглы при воспроизведении: колебательного смещения, колебательной скорости и колебательного ускорения. На низких частотах колебательные скорости и ускорения малы и наибольшую роль в передаче сигнала играет колебательное смещение. На средних частотах смещение уже не может достигать больших величин и наибольшую роль в передаче сигнала начинает играть скорость. На высших частотах эта роль переходит к ускорению. Вот эта особенность механической звукозаписи и была использована для эффективного сжатия аудиоинформации. При записи звуковой сигнал подвергается предыскажениям, таким образом, чтобы максимально использовать возможности отводимой ширины звуковой дорожки (которая ограничивает смещение), радиуса её кривизны (которая ограничивает скорость) и прочности материала пластинки (которая ограничивает ускорение). Наиболее популярной и, позже, стандартизированной стала кривая предыскажений RIAA. Сжатие аудиозаписи на грампластинках, по своей сути, является оптимизацией функции спектральной плотности.