Кодек

Кодек это устройство или компьютерная программа , которая кодирует или декодирует в цифровой поток данных или сигнал . ^{[1] [2] [3]} Кодек является портманто из кодера-декодера . ^[4]

В электронных коммуникациях, ENDEC представляет собой устройство , которое действует одновременно как кодер и декодер по сигналу или поток данных , ^{[ править ]} и , следовательно , представляет собой тип кодека. ENDEC является портманто из кодера-декодера .

Кодер или кодировщик кодирует поток данных или сигнал для передачи или хранения, возможно, в зашифрованной форме, а функция декодера меняет кодирование на обратное для воспроизведения или редактирования. Кодеки используются в приложениях для видеоконференций , потокового мультимедиа и редактирования видео .

История [ править ]

В середине 20-го века кодек представлял собой устройство, которое кодировало аналоговые сигналы в цифровую форму с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Позже это название было также применено к программному обеспечению для преобразования между форматами цифровых сигналов, включая функции компандера .

Примеры [ править ]

Звуковой кодек преобразует аналоговые звуковые сигналы в цифровые сигналы для передачи или кодирует их для хранения. Приемное устройство преобразует цифровые сигналы обратно в аналоговую форму, используя аудиодекодер для воспроизведения. Примером этого являются кодеки, используемые в звуковых картах персональных компьютеров. Видеокодек выполняет ту же задачу для видеосигналов.

Блок системы аварийного оповещения обычно является эндеком, но иногда просто декодером.

При реализации протокола Infrared Data Association (IrDA) между UART и оптоэлектроникой может использоваться endec. ^[5]

Сжатие [ править ]

Помимо кодирования сигнала, кодек также может сжимать данные, чтобы уменьшить полосу пропускания передачи или объем памяти. Кодеки сжатия в основном подразделяются на кодеки с потерями и кодеки без потерь .

Кодеки без потерь часто используются для архивирования данных в сжатом виде с сохранением всей информации, присутствующей в исходном потоке. Если сохранение исходного качества потока более важно, чем устранение, соответственно, больших размеров данных, предпочтительнее использовать кодеки без потерь. Это особенно верно, если данные должны подвергнуться дальнейшей обработке (например, редактированию ), и в этом случае повторное применение обработки (кодирования и декодирования) на кодеках с потерями ухудшит качество результирующих данных, так что их больше нельзя будет идентифицировать (визуально , слышно или оба). Последовательное использование более одного кодека или схемы кодирования также может значительно ухудшить качество. Уменьшение стоимости емкости хранилища и пропускной способности сети имеет тенденцию уменьшать потребность в кодеках с потерями для некоторых носителей.

Многие популярные кодеки работают с потерями. Они снижают качество для максимального сжатия. Часто этот тип сжатия практически неотличим от исходного несжатого звука или изображения, в зависимости от кодека и используемых настроек. ^[6] Наиболее широко используемый метод сжатия данных с потерями в цифровых носителях основан на дискретном косинусном преобразовании (DCT), используемом в стандартах сжатия, таких как изображения JPEG , видео H.26x и MPEG , а также аудио MP3 и AAC . Меньшие наборы данных снижают нагрузку на относительно дорогие подсистемы хранения, такие как энергонезависимая память и жесткий диск., а также форматы с функцией однократной записи и многократного чтения , такие как CD-ROM , DVD и Blu-ray Disc . Более низкие скорости передачи данных также снижают стоимость и улучшают производительность при передаче данных.

Медиа-кодеки [ править ]

В кодеках используются два основных метода: импульсно-кодовая модуляция и дельта-модуляция . Кодеки часто предназначены для выделения определенных аспектов кодируемого носителя. Например, цифровое видео (с использованием кодека DV ) спортивного мероприятия должно хорошо кодировать движение, но не обязательно точные цвета, в то время как видео с художественной выставки должно хорошо кодировать цвет и текстуру поверхности.

Аудиокодеки для сотовых телефонов должны иметь очень низкую задержку между кодированием источника и воспроизведением. Напротив, аудиокодеки для записи или трансляции могут использовать методы сжатия звука с высокой задержкой для достижения более высокой точности при более низкой скорости передачи данных.

Существуют тысячи аудио- и видеокодеков, стоимость которых варьируется от бесплатных до сотен долларов и более. Такое разнообразие кодеков может вызвать проблемы с совместимостью и устареванием. Влияние снижается для старых форматов, для которых уже давно существуют бесплатные или почти бесплатные кодеки. Однако старые форматы часто плохо подходят для современных приложений, таких как воспроизведение на небольших портативных устройствах. Например, необработанный несжатый звук PCM (44,1 кГц, 16-битное стерео, как представлено на звуковом компакт-диске или в файле .wav или .aiff) долгое время был стандартом для многих платформ, но его передача по сети медленная и дорогая по сравнению с с более современными сжатыми форматами, такими как Opus и MP3.

Многие потоки мультимедийных данных содержат как аудио, так и видео , и часто некоторые метаданные, которые позволяют синхронизировать аудио и видео. Каждый из этих трех потоков может обрабатываться разными программами, процессами или оборудованием; но для того, чтобы потоки мультимедийных данных были полезны в сохраненной или передаваемой форме, они должны быть инкапсулированы вместе в формате контейнера .

Нижняя битрейта кодеки позволяют большему числу пользователей, но они также имеют больше искажений. Помимо первоначального увеличения искажений, кодеки с более низкой скоростью передачи также достигают более низких скоростей передачи за счет использования более сложных алгоритмов, которые делают определенные предположения, например, относительно среды передачи и скорости потери пакетов. Другие кодеки могут не делать таких предположений. Когда пользователь с кодеком с низким битрейтом разговаривает с пользователем с другим кодеком, каждое перекодирование вносит дополнительные искажения .

Audio Video Interleave (AVI) иногда ошибочно называют кодеком, но AVI на самом деле является контейнерным форматом, тогда как кодек - это программный или аппаратный инструмент, который кодирует или декодирует аудио или видео в какой-либо аудио- или видеоформат или из него. Аудио и видео, закодированные с помощью многих кодеков, могут быть помещены в контейнер AVI, хотя AVI не является стандартом ISO . Существуют также другие известные форматы контейнеров, такие как Ogg , ASF , QuickTime , RealMedia , Matroska и DivX Media Format . Транспортный поток MPEG , программный поток MPEG , MP4 , и формат медиафайлов ISO являются примерами форматов контейнеров, которые стандартизированы ISO.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]