Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Акустическое кодирование с адаптивным преобразованием
Atrac.png
Расширение имени файла
.aa3
.oma
.at3
.at9
РазработанSony Corporation
Тип форматаФормат аудиофайла

Акустическое кодирование с адаптивным преобразованием ( ATRAC ) - это семейство запатентованных алгоритмов сжатия звука, разработанных Sony . MiniDisc был первым коммерческим продуктом, включающим ATRAC в 1992 году. ATRAC позволял относительно небольшим дискам, таким как MiniDisc, иметь такое же время работы, как и CD, при сохранении аудиоинформации с минимальными потерями в воспринимаемом качестве. Усовершенствования кодека в форме ATRAC3, ATRAC3plus и ATRAC Advanced Lossless последовали в 1999, 2002 и 2006 годах соответственно. [1]

Другие производители мини-дисков, такие как Sharp и Panasonic, также внедрили свои собственные версии кодека ATRAC.

31 марта 2008 года Sony все , но уронил ATRAC связанных кодеков в США и Европе, а также в их SonicStage питание Connect Music Store (Sony, эквивалент ITunes и ITunes Music Store ). В октябре 2009 года Sony также объявила о прекращении производства ATRAC на всех остальных рынках. [2]

Общее качество битрейта [ править ]

Исходный битрейт ATRAC 292 кбит / с, который использовался на оригинальных мини-дисках, был разработан так, чтобы акустически приближаться к качеству CD. Спустя годы ATRAC был улучшен и, как правило, считается лучше, чем более ранние версии при аналогичных битрейтах. Для сравнения: компакт-диски кодируются со скоростью 1411,2 кбит / с, а кодеры без потерь могут кодировать большинство компакт-дисков со скоростью ниже 1000 кбит / с со значительным снижением битрейта для упрощения кодирования контента, такого как голос.

Производительность [ править ]

По словам инженеров ATRAC, алгоритмы ATRAC были разработаны в тесном сотрудничестве с инженерами-разработчиками интегральных схем LSI в Sony, чтобы предоставить материальный продукт, который мог бы кодировать с высокой скоростью и с минимальным энергопотреблением. [3] Это отличается от других кодеков, разработанных на компьютерах без учета ограничений портативного оборудования. Это отражено в конструкции кодеков ATRAC, которые, как правило, делают упор на обработку меньшего количества выборок за раз, чтобы сэкономить память за счет эффективности сжатия и дополнительных умножений. Эти компромиссы полностью логичны в системах DSP , где память часто дороже по сравнению с производительностью умножителя. [ необходима цитата ]

Sony Walkmans обеспечивает лучшее время автономной работы при воспроизведении файлов ATRAC по сравнению с файлами MP3 . Однако, поскольку Sony продвигала совместимость ATRAC только в телефонах серии Sony Ericsson Walkman на японском рынке, она не поддерживается в телефонах рынка GSM / UMTS . Автомобильные аудиопроигрыватели компакт-дисков Sony Xplod поддерживают диски ATRAC. Минидиски с песнями в формате ATRAC в прошлом поддерживались автомобильными стереосистемами Eclipse.

ATRAC1 [ править ]

ATRAC1 был впервые использован в системе SDDS формата кинотеатра Sony в 1990-х годах и в этом контексте является прямым конкурентом Dolby Digital (AC3) и DTS . SDDS использует ATRAC1 с 8-канальным кодированием и с общей скоростью кодирования по всем каналам 1168 кбит / с.

Два установленных друг на друга квадратурных зеркальных фильтра разделяют сигнал на 3 части:

  • От 0 до 5,5125 кГц
  • От 5,5125 до 11,025 кГц
  • От 11,025 до 22,05 кГц

Полное стереофоническое (т.е. независимый канал) кодирование со скоростью передачи данных 292 кбит / с.

High - частота ФНЧ зависит от сложности материала; в некоторых кодировках есть содержимое до 22,05 кГц.

ATRAC1 также можно использовать в моно (одноканальном) режиме, удваивая время записи.

FFmpeg имеет реализацию [4] декодера ATRAC1.

ATRAC3 (режимы LP2 и LP4) [ править ]

Подобно ATRAC1 и MP3, ATRAC3 также является гибридным поддиапазоном - кодировщиком MDCT , но с некоторыми отличиями.

В ATRAC3 три объединенных QMF разбивают сигнал на 4 части:

  • От 0 до 2,75625 кГц (от 0 до f / 16)
  • От 2,75625 до 5,5125 кГц (от f / 16 до f / 8)
  • От 5,5125 до 11,025 кГц (от f / 8 до f / 4)
  • От 11,025 до 22,05 кГц (от f / 4 до f / 2)

Затем четыре поддиапазона кодируются MDCT с использованием преобразования фиксированной длины. В отличие от почти всех современных форматов, длину преобразования нельзя изменять для оптимизации переходных процессов кодирования. Вместо этого используется более простой метод кодирования переходных процессов, называемый управлением усилением , в котором усиление различных поддиапазонов изменяется во время переходного процесса до MDCT, а затем восстанавливается во время декодирования после обратного MDCT, чтобы попытаться сгладить переходные процессы. Кроме того, перед квантованием тональные компоненты вычитаются из сигнала и независимо квантуются. Во время декодирования они отдельно реконструируются и добавляются обратно для преобразования исходных коэффициентов MDCT.

Sony заявляет, что основным преимуществом ATRAC3 является эффективность кодирования, которая была настроена для портативного DSP, что обеспечивает меньшую вычислительную мощность и время автономной работы. Однако, поскольку ATRAC является гибридным кодеком поддиапазона - MDCT, который алгоритмически очень похож на MP3 , любое преимущество, вероятно, преувеличено. Кроме того, по сравнению с более новыми форматами, такими как Windows Media Audio, в которых используется простой MDCT, а не гибридный, ATRAC3 должен выполнять дополнительный и затратный в вычислительном отношении обратный QMF , хотя гибридная система действительно значительно снижает использование памяти, что, вероятно, было фактором, учитывая ограниченная память, доступная при первоначальной разработке ATRAC.

Режим LP2

При этом используется скорость передачи данных 132 кбит / с, качество которой рекламируется как аналогичное качеству MP3, закодированного с такой же скоростью передачи данных. Однако в независимом двойном слепом тесте (2004/05) без ссылки на параметры кодирования формата с Ogg Vorbis , AAC и LAME VBR MP3 , ATRAC3 оказался последним. [5] К сожалению, из-за отсутствия прозрачности в управлении версиями кодировщика ATRAC неизвестно, был ли протестированный кодировщик ATRAC3 оптимальным, и последующее расследование было безрезультатным. Возможно, более новые кодировщики ATRAC3 предлагают лучшую производительность.

Режим LP4

Это снижает скорость передачи данных до 66 кбит / с (вдвое меньше, чем у LP2), частично за счет совместного стереофонического кодирования и фильтра нижних частот около 13,5 кГц. Он позволяет записать 324 минуты на 80-минутный мини-диск с тем же заполнением, что и LP2.

Примечания

FFmpeg имеет реализацию [6] декодера ATRAC3, который был преобразован в фиксированную точность и реализован в серии прошивок Rockbox для процессоров ARM , Coldfire и MIPS . RealAudio8 - это реализация ATRAC3 с высокой скоростью передачи данных (до 352,8 кбит / с).

PlayStation 3 видеоигры Race Driver: Сетка использует 224 одновременных потоков ATRAC3 сжатого аудио, с от одного до восьми каналов в потоке при выборочных скоростях между 24 и 48 кГц, каждый фильтровали с использованием 512 полосы частот адаптивного выравнивания, маршрутизируемые через шесть единиц реверберации работает на том же сопроцессоре SPU (один из восьми на микросхеме Cell на PS3) вместе с 7.1-канальным гибридным Ambisonic микшированием третьего порядка . [7]

ATRAC3plus [ править ]

CD ATRAC3plus для воспроизведения на автомобильной стереосистеме Sony.

Этот кодек используется в устройствах Sony Hi-MD Walkman (например, «Hi-LP и Hi-SP»), проигрывателях Network Walkman, проигрывателях Memory Stick , VAIO Pocket, консоли PS3 и PSP , а также проигрывателях компакт-дисков ATRAC . Это гибридный кодек поддиапазона / MDCT на основе 16-канального QMF, за которым следует 128-точечный MDCT.. До кодирования MDCT для извлечения тональных компонентов использовался обобщенный гармонический анализ (GHA), улучшенная версия процесса, используемого в ATRAC3. Как и в предыдущих версиях ATRAC, управление усилением используется для управления предварительным сигналом, а не преобразованиями переменного размера, хотя, очевидно, возможны различные окна MDCT.

SonicStage версии 3.4, выпущенный в феврале 2006 года, [8] представил копирование компакт-дисков с битрейтами 320 и 352. [9] Доступные битрейты: 48, 64, 96, 128, 160, 192, 256, 320 и 352 кбит / с. Новые битрейты не всегда совместимы со всеми старыми аппаратными декодерами, однако было обнаружено, что некоторое старое оборудование совместимо с некоторыми новыми битрейтами ATRAC3plus.

Мини-диски, записанные в этом формате, несовместимы со старыми плеерами.

В ходе тестирования, проведенного независимой фирмой, но финансируемого Sony, был сделан вывод, что ATRAC3plus на скорости 64 кбит / с по субъективному качеству звука эквивалентен устаревшему кодировщику MP3 на скорости 128 кбит / с. [10] Производительность по сравнению с современными высококачественными кодировщиками MP3 не оценивалась.

ATRAC Advanced Lossless [ править ]

ATRAC Advanced Losslessпредставляет собой «масштабируемый» аудиокодек без потерь, который записывает поток ATRAC3 или ATRAC3plus с потерями и дополняет его потоком корректирующей информации, хранящейся в самом файле, что позволяет при желании воспроизвести исходный сигнал. Проигрыватель / декодер может извлекать и использовать только данные ATRAC3 или ATRAC3plus, или он может комбинировать их с потоком коррекции для идеального воспроизведения исходной аудиоинформации. Это позволяет декодировать файл как без потерь, так и с потерями. Он реализован таким образом, чтобы размер файла был меньше, чем у несжатых или сжатых версий того же файла. Сжатие составляет примерно 30–80% от исходного файла. Преимущества масштабируемого сжатия включают обеспечение обратной совместимости,Таким образом, более старые устройства, не поддерживающие AAL, могут по-прежнему иметь поток ATRAC3, доступный для воспроизведения без понимания формата AAL, и более высокую скорость передачи между портативными аудиоустройствами и ПК.[11]

ATRAC Advanced Lossless широко поддерживается в старых проигрывателях Walkman и SonicStage версии 4 или новее. SonicStage 4 позволяет загружать ATRAC Advanced Lossless на проигрыватели мини-дисков, PlayStation Portable и PlayStation 3 . Последние плееры Walkman не поддерживают ATRAC Advanced Lossless / ATRAC.

Сопоставимая технология [ править ]

Использование AAL «основного» (с потерями) и «остаточного» (корректирующего) потока аналогично идее, лежащей в основе Opus , MPEG-4 SLS , DTS-HD Master Audio , Dolby TrueHD и отслаивания битрейта Ogg Vorbis . Фактически, AAL был первым, выпущенным на коммерческий рынок с такой схемой обратной совместимости.

Гибридный режим WavPack и OptimFROG DualStream относятся к одной категории, но сохраняют поток коррекции в отдельном файле.

ATRAC9 [ править ]

По словам Sony, ATRAC9 - это аудиокодек с высокой степенью сжатия, оптимизированный для игр, предлагающий низкую задержку (детализацию) и низкое использование процессора и памяти. Используется на консолях PS4 и PS Vita . Промежуточное программное обеспечение аудио, такое как FMOD и Audiokinetic Wwise, поддерживает его. [12] [13]

См. Также [ править ]

  • Сжатие с потерями
  • OpenMG
  • SonicStage
  • Walkman

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Siliconvalley.com" . Архивировано из оригинала на 2007-09-02 . Проверено 1 сентября 2007 .
  2. ^ https://www.sonyinsider.com/2009/10/12/sonicstage-in-its-death-throes-replaced-by-new-x-app-software-japan-only/ . Проверено 6 декабря 2020 . Отсутствует или пусто |title=( справка )
  3. ^ «Sony Global - ATRAC - Интервью разработчика» . www.sony.net .
  4. ^ "Исходный код для декодера ATRAC" . Архивировано из оригинального 26 июля 2011 года.
  5. ^ «Результаты многоформатного теста на прослушивание 128 кбит / с» . listen-tests.freetzi.com .
  6. ^ "Исходный код для декодера ATRAC3" . Архивировано из оригинального 26 июля 2011 года.
  7. ^ «Разработка - Выпуск 86 - август 2008» . Issuu .
  8. ^ «Служба поддержки зарубежных моделей» . web.archive.org . 7 апреля 2006 г.
  9. ^ «Служба поддержки зарубежных моделей» . web.archive.org . 5 февраля 2006 г.
  10. ^ «Отчет об испытаниях ИТС» (PDF) .
  11. ^ «Sony Global - ATRAC - ATRAC Advanced Lossless» . www.sony.net .
  12. ^ "Звуковые форматы FMOD" . Проверено 26 марта 2018 .
  13. ^ "include / AK / SoundEngine / Platforms / PS4 / AkTypes.h Ссылка на файл" . Проверено 26 марта 2018 .

Внешние ссылки [ править ]

  • ATRACLife.com - этот домен теперь припаркован, содержание форума доступно только из кеша Google.

Новостной портал, дискуссионные форумы и загрузки, связанные с ATRAC.

  • Sony.net , страница технологий ATRAC.