Кодеры

С ростом популярности MP3 и принятием соответствующих спецификаций Международным институтом стандартов ISO словно грибы после дождя стали появляться бесплатные кодеры. Среди них особую известность получили оптимизированный по скорости BladeEnc и медленный, но очень качественный mpegEnc. Видя, как немалые деньги ускользают из рук, Fraunhofer IIS решила обложить свое изобретение всевозможными патентами и лицензиями, тем самым загубив на корню ряд перспективных некоммерческих разработок (кодеров, плейеров и др.). Зато отчетливо проявились несколько направлений дальнейшего развития MP3-кодеров.

Скорость от XingTech

Довольно долго о кодерах XingTech в кругу меломанов можно было слышать не очень лестные отзывы: скорость их работы впечатляла (этим и по сей день объясняется их популярность), однако качество оставляло желать лучшего. Но в последнее время ситуация изменилась, хотя и не столько за счет совершенствования в кодерах алгоритма сохранения исходного сигнала, сколько в результате применения в плейерах специальных эффектов, улучшающих воспроизведение. Кодеры XingTech вполне подойдут для компрессии недолговечной поп-музыки, лекций, уроков английского и т. д. по принципу: быстро закодировал, несколько раз прослушал и удалил. Как правило, эти утилиты отличаются простым интерфейсом. Множество мастеров и шаблонов позволят легко справляться с задачами MP3-кодирования даже неподготовленному пользователю.

Наиболее популярен в этом семействе кодер XingMP3 Encoder. С целью обеспечения приемлемого уровня качества при использовании потока минимальной ширины именно в XingMP3 Encoder была впервые реализована идея переменного битрейта. (Правда, не все плейеры в состоянии корректно воспроизводить такие файлы.) Кодер позволяет также проводить компрессию с сохранением высоких частот; при сжатии предоставляет на выбор различные режимы кодирования стереосигнала; начиная с версии 2.2 способен кодировать видео; поддерживает широкий диапазон битрейтов.

На его основе был создан целый ряд популярных приложений, использующихся для MP3-компрессии, таких, как Audio Catalyst, MusicBoss Grabber, Ultimate Encoder и др.


Классика от Fraunhofer IIS

Для кодеров от Fraunhofer IIS традиционны хорошее качество, неплохая скорость и, увы, высокая цена. Наиболее удачная психоакустическая модель используется для средних (128--192 Kbps) и низких (ниже 96 Kbps) значений битрейтов. На основе этого кода наибольшее распространение получили приложения mp3 Producer, AudioActive Production Studio, MusicMatch, Siren Jukebox и др. Из кодеров данной группы, управляемых из командной строки, широко известен l3enc.


Качество от LAME

Как уже отмечалось, все продукты Fraunhofer IIS, равно как и XingTech, -- коммерческие, и за их легальное использование и распространение необходимо платить, причем даже в том случае, если сам кодер создан на их основе сторонними авторами и принадлежит к классу freeware. Желая обойти все эти неприятности, разработчики LAME (Lame Ain't a Mpeg Encoder -- "Лэйм" -- это не MPEG-кодер") поступили довольно стандартным образом -- стали распространять продукт в виде патча к исходному коду ISO, который сам по себе не может быть признан кодером. LAME легко собирается практически на любой вычислительной платформе, где есть компилятор языка C. В виде отдельной dll-библиотеки LAME входит в состав ряда аудиограбберов, например CDeX. На официальном сайте нет готовых приложений, однако скомпилированные кодеры можно легко найти в Сети, в частности на www.maindex.com/lame, www.mp3-tech.org/encoders _win.html, www.mp3-converter. com/encodersmp3_encoder_downloads.htm и др. Известные оконные оболочки -- RazorLame, vbLamer.

В LAME удачно реализовано использование переменного битрейта (VBR). Самые лучшие результаты компрессии получаются на высоких и средних значениях битрейта во многом благодаря применению самостоятельно разработанной психоакустической модели GPSYCHO. Для кодирования сигнала в зависимости от битрейта можно использовать режимы Mono, Stereo и Joint Stereo (MS Stereo). Последние версии LAME способны осуществлять этот выбор автоматически.


Декодиpование MP3

Стандарт MP3 не только не определяет алгоритм кодирования, но и не дает никаких рекомендаций по поводу декодирования файлов. Главное, чтобы воспроизведение происходило в порядке расположения фреймов в итоговом файле, а в остальном -- полная свобода.

Но, как мы выяснили выше, в различных кодерах процесс компрессии может быть организован по-разному, а это значит, что, закодировав один и тот же файл двумя разными программами, мы можем получить после декодирования два сигнала, существенно различающихся по звучанию. При выборе декодера часто придерживаются следующего принципа: по возможности используют для декомпрессии ПО, произведенное той же самой фирмой, чей кодировщик применялся для сжатия композиции. Хотя стандартом тегов ID3 и предусматривается поле, в котором должно быть указано название кодера, но на практике оно, как правило, пустует, и поэтому однозначно определить, каким кодером был создан тот или иной файл, довольно трудно. Лишь последние версии Xing и LAME ставят свою "электронную подпись". Существуют, правда, и утилиты (например, RenaTager), которые пытаются идентифицировать продукты работы кодеров, однако и они иногда ошибаются.

Алгоритмы воспроизведения MP3-файлов могут заметно отличаться друг от друга. Считается, что лишь первые декодеры от Fraunhofer IIS старались в точности восстановить амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) компрессированного сигнала, все остальные грешат постоянным стремлением "улучшить" звучание файла.

Однако заметим, что от бытовых декодеров, воспроизводящих музыку, закодированную с низким битрейтом, вовсе и не требуется точное восстановление АЧХ, главное -- приятный звук и легкое управление.

Кроме того, следует различать MP3-декодеры и плейеры. Почти все декодеры позволяют не только проигрывать файлы, но и сохранять их в WAV-PCM-формате. Плейеры же в большинстве своем не могут это сделать и служат лишь для воспроизведения MP3-музыки.

И еще... Если вы захотите значительно повысить качество проигрывания композиций за счет улучшения частотных характеристик, увеличения глубины и объемности стереозвука, то непременно воспользуйтесь модулем DFX 5.1. На сайте разработчиков доступны плагины для Winamp, Sonique и некоторых других популярных проигрывателей.

Рекомендуемые кодеры

Audioactive Production Studio v.2.0

www.audioactive.com, www.telos-systems.com

В кодере используются оптимизированные по скорости алгоритмы от Fraunhofer IIS. Необычайно удобен для пакетной обработки файлов. Позволяет переконвертировать файлы с новым битрейтом, осуществляет прямое кодирование в МР3 с Audio CD. К минусам этого кодировщика следует отнести невозможность установки типа компрессии "стерео".


mp3 Producer

www.opticom.de/producer.htm

Хотя интерфейс mp3 Producer дружественным не назовешь, кодер имеет ряд замечательных свойств: позволяет проводить пакетную обработку файлов, дает возможность изменять битрейт и режим сохранения стересигнала, оптимизирован под низкие скорости потока данных.


BladeEnc

bladeenc.mp3.no

Используется во многих популярных грабберах, например AudioGrabber. В основу его положен код ISO, оптимизированный по скорости. Чаще всего поставляется в виде отдельной библиотеки .dll. При компрессии файлов можно задавать режим кодирования сигнала (Stereo или Mono), изменять битрейт и параметры оцифровки.

Альтернативные форматы хранения компрессированного звука

Ogg Vorbis

Летом прошлого года появился новый, абсолютно открытый и бесплатный метод компрессии оцифрованного звука под названием Ogg Vorbis. Он изначально задумывался как альтернатива MP3. Ogg Vorbis был разработан группой Xiphophorus и является составной частью проекта Ogg Squish, который в будущем позволит кодировать видео.

Психоакустическая модель Ogg Vorbis напоминает MP3, однако математическая реализация на голову выше. Стандартом предусмотрена поддержка многоканального звука (до 255 каналов), в спецификациях заложен широкий диапазон битрейтов от 8 до 512 Kbps, а также имеется возможность включения практически неограниченного числа комментариев и иллюстраций в тело композиции. Правда, в существующих кодерах последние свойства пока не реализованы. Ogg Vorbis может использовать VBR. Исходные коды формата опубликованы на сайте разработчиков, их можно свободно модифицировать и распространять.

OGG-файлы гораздо меньше привычных MP3 при одинаковых параметрах оцифровки, хотя обеспечивают примерно такое же, а иногда и заметно лучшее качество звучания. Скорость кодирования относительно низкая. Высокие частоты при воспроизведении слышатся неплохо.

Кодек (довольно бедный по возможностям) и плагины к популярным плейерам (WinAMP, Sonique и XMMS) можно загрузить с сайта разработчиков .

WMA 8.0

Нельзя вычеркивать из списка прямых конкурентов MP3, особенно в сфере Web-вещания, стандарт WMA (Windows Media Audio), разработкой которого занимается Microsoft. Он также принадлежит к форматам компрессии с потерей данных. Последняя версия 8.0, похоже, вобрала в себя многие лучшие достижения в этой области и призвана сменить целый ряд устаревающих потоковых форматов. При сравнении ряда композиций, закодированных в WMA 8.0 с битрейтом 64 Kbps, с соответствующими MP3-файлами, сжатыми при скорости потока данных 128 Kbps, я на слух не смог обнаружить никаких отличий. Зато размер WMA-файлов был примерно в два раза меньшим. Кроме того, WMA поддерживает защиту от несанкционированного копирования.

Новые версии кодека и проигрывателя можно найти на страничке.

MP3Pro

Итак, как видим, в последнее время конкуренция в области форматов сжатия аудиоданных достигла своего апогея. Господство MP3 пошатнулось. Авторы MP3 также не сидели сложа руки и, в конце концов, предложили собственное решение -- формат MP3Pro. Он был разработан компанией Coding Technologies совместно с хорошо знакомыми нам Fraunhofer IIS и Tomson и, по сути, явился логическим продолжением MP3.

В MP3Pro использована новая технология SBR (Spectral Band Replication), обеспечивающая более корректное сохранение верхнего частотного диапазона (камень преткновения психоакустической модели MP3). Для этого применяется второй независимый параллельный поток данных, несущий минимально необходимую информацию для воссоздания верхних частот. Файлы, закодированные в рамках технологии MP3Pro, можно воспроизводить в обычных проигрывателях, однако качество звучания при этом будет заметно хуже, чем при использовании специального проигрывателя -- старые плейеры распознают в них лишь один, основной, поток. Декодирование MP3Pro гораздо более ресурсоемко, чем MP3. На слух MP3Pro-композиции воспринимаются несколько сочнее, чем MP3, в чем вы можете убедиться сами, если загрузите кодер и соответствующий плейер.