Алгоритмы сжатия музыки без потерь — что это такое, зачем нужны и с чем их едят?

Используются они отъявленными меломанами, которым расставаться с частью любимой музыки смерти подобно. И все потому, что популярные форматы сжатия музыки, типа MP3, именно так и поступают — вырезают ненужную с их точки зрения звуковую информацию и на порядок сокращают объем выходного файла.Для прослушивания на карманном mp3-плеере этого вполне достаточно, тем более, что практически в каждом из таких устройств встроены всяческие super-puper-mega-pro улучшайзеры звука, которые тем и занимаются, что пытаются восстановить ту часть звукового спектра, которую чаще всего обрезают lossy-кодеки (так называют кодирование с потерями). Ну, или просто дают такую порцию баса, что необходимость в верхних частотах становится сомнительной и о ней быстро забываешь. Cлушают музыку на подобных устройствах чаще с соответствующими наушниками — теми, которые идут в комплекте, а они редко бывают уровня hi-end… В общем, главное достоинство формата mp3 (и подобных ему) — компактность, оправдывающая себя на 100%, скажем, для использования в интернете, но для качественного и удобного архива любимой музыкальной библиотеки он никак не подходит.

Для хранения музыки «на века» и были придуманы форматы сжатия без потерь. Как правило, они бесплатны, в отличие от того же mp3 (до появления качественного open-source кодека LAME), и предлагают схожую функциональность. Сжатые копии файлов занимают в среднем 20-50% по сравнению с оригиналом. Здесь разница, конечно, не на порядок, но при наличии большого количества аудио CD перевод их в цифровые копии со сжатием без потерь будет целесообразен и удобен. Наиболее популярными lossless кодеками стали:

• FLAC (Free Lossless Audio Codec, т.е. «Бесплатный аудио кодек для сжатия без потерь»)
• Monkey’s audio и
• WAVpack

В интернете, на различных торрент-трекерах чрезвычайно часто раздаются рипы (цифровые, скажем так, архивные копии ) компакт-дисков, сконвертированные именно в lossless форматы. Как правило, в этих раздачах присутствуют, собственно, сами музыкальные файлы (аудио-образы дисков, вся музыкальная информация одним звуковым файлом) и индексные карты к ним, то есть, попросту говоря, информация о дорожках диска — общее количество треков и длительность каждого. Образы дисков, в основном, имеют расширения .flac (FLAC); .ape (Monkey’s audio); .wv (WAVpack) в зависимости от выбранного формата сжатия. Индексные карты имеют расширение .cue, а представляют собой они обычный текстовый документ, который можно просмотреть в обычном блокноте Windows. В числе неоспоримых достоинств такого метода — единый музыкальный файл. Попробую объяснить, почему это хорошо. Представим себе, что Вы обладатель записи живого концерта. Для того, чтобы сохранить непрерывность музыкального действия и обойтись без пустой тишины между частями какого-либо крупного музыкального произведения нам понадобится иметь эту запись одним непрерывным файлом. А для удобства прослушивания на бытовой аппаратуре — с помощью специальных программ, создаюших мастер-диск для тиража, проставляются маркеры треков (в следующей статье я расскажу, как самому подготовить подобный диск — с единым муз.файлом и индексной картой к нему), но сама музыка при этом остается в неприкосновенности — дорожки идут без малейшей паузы и между ними не вставляется ни одного пустого семпла. К слову, спецификация формата mp3 предусматривала до недавних пор добавление к каждому кодированному файлу некоторого блока пустой информации. При прослушивании, скажем, Третьего концерта Рахманинова в mp3 между второй и третьей частью будет небольшой затык, даже если дорожки на оригинальном компакт-диске шли абсолютно attacca. Не смертельно, конечно, но бывает обидно  А уж о записи какого-нибудь рок-концерта live я вообще не говорю!

* * *

Далее: Два примера конкретного использования форматов без потерь