Audio Kompressiya
Giriş
Audio Kompressiya - audio faylın ölçüsünü azaltmaq məqsədi ilə məlumatı sıxışdırma prosesidir. İki əsas növü var:
- Lossless - məlumat itkisi olmadan
- Lossy - qəbul edilə bilən keyfiyyət itkisi ilə
Niyə Kompressiya Lazımdır?
Motivasiya:
- Disk space qənaəti
- Sürətli streaming
- Bandwidth azaldılması
- Daha çox musiqi saxlamaq
Lossless Compression
Lossless - orijinal audio tam olaraq bərpa edilə bilər, məlumat itkisi yoxdur.
Lossless Prinsipləri
1. Run-Length Encoding:
- Ardıcıl eyni dəyərləri sıxışdırır
- Məs: 0,0,0,0,0 → "5 dəfə 0"
2. Huffman Coding:
- Tez-tez təkrarlanan dəyərlərə qısa kod verir
- Nadir dəyərlərə uzun kod
3. Linear Prediction:
- Növbəti sample-ı əvvəlkilərdən təxmin edir
- Yalnız fərqi (residual) saxlayır
Populyar Lossless Codec-lər
Müqayisə:
| Codec | Kompressiya | Sürət | Platform |
|---|---|---|---|
| FLAC | 40-60% | Sürətli | Universal |
| ALAC | 40-60% | Sürətli | Apple |
| APE | 50-65% | Yavaş | Windows |
| WavPack | 40-60% | Orta | Universal |
Lossy Compression
Lossy - perceptual coding istifadə edərək eşidilməyən məlumatı silir.
Perceptual Coding
Psychoacoustic Model - insan eşitməsinin məhdudiyyətlərindən istifadə edir.
1. Frequency Masking
Güclü səs yaxınlıqdakı zəif səsləri maskeləyir.
Nümunə:
- 1000 Hz-də güclü ton
- 950 Hz və 1050 Hz-də zəif tonlar eşidilmir
- Zəif tonları kodlamağa ehtiyac yoxdur
2. Temporal Masking
Güclü səs öncə və sonrakı zəif səsləri maskeləyir.
3. Threshold of Hearing
İnsan eşitmə həddindən aşağı səsləri kodlamağa ehtiyac yoxdur.
Bitrate və Keyfiyyət
Bitrate - saniyədə nə qədər məlumat ötürüldüyü (kbps - kilobit per second).
Bitrate Növləri
1. Constant Bitrate (CBR):
- Hər kadr eyni bitrate
- Sadə, təxmin edilə bilən
- Streaming üçün ideal
2. Variable Bitrate (VBR):
- Kompleks hissələrdə yüksək, sadə hissələrdə aşağı
- Daha yaxşı keyfiyyət/ölçü nisbəti
- Fayl ölçüsü dəyişkən
3. Average Bitrate (ABR):
- Ortalama bitrate saxlanılır
- VBR və CBR arası
Bitrate vs Keyfiyyət
| Bitrate | Keyfiyyət | İstifadə |
|---|---|---|
| 64 kbps | Aşağı | Voice, podcast |
| 96 kbps | Orta-aşağı | Streaming (mobil) |
| 128 kbps | Orta | Ümumi streaming |
| 192 kbps | Yaxşı | Yüksək keyfiyyət |
| 256 kbps | Çox yaxşı | Audiophile |
| 320 kbps | Maksimal | Şəffaf keyfiyyət |
Populyar Lossy Codec-lər
1. MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3)
MP3 - ən məşhur audio format, 1993-də yaradılıb.
Xüsusiyyətləri:
- Universal dəstək
- 32-320 kbps bitrate
- CBR və VBR dəstəyi
- Köhnə texnologiya
Üstünlükləri:
- Hər yerdə dəstəklənir
- Sadə və sürətli
- Çoxlu alətlər
Çatışmazlıqları:
- Müasir codec-lərdən keyfiyyəti aşağı
- Patentlər (son vaxtlar azad olunub)
- Yüksək tezliklərdə zəif
2. AAC (Advanced Audio Coding)
AAC - MP3-ün varisi, daha yüksək keyfiyyət.
Xüsusiyyətləri:
- MP3-dən 20-30% daha yaxşı
- Apple ekosistemində standart
- YouTube, Spotify istifadə edir
- 8-512 kbps
AAC Profiles:
- AAC-LC: Ümumi məqsəd, ən çox yayılmış
- HE-AAC: Aşağı bitrate streaming
- HE-AAC v2: Çox aşağı bitrate (mono/stereo)
3. Opus
Opus - müasir, universal codec, 2012-də standartlaşdırılıb.
Xüsusiyyətləri:
- Ən yaxşı keyfiyyət/bitrate
- 6-510 kbps
- Aşağı latency
- VoIP-dən music-ə qədər
- Royalty-free
Üstünlükləri:
- Ən yaxşı müasir codec
- Universal (speech + music)
- Aşağı latency
- Açıq və azad
İstifadə sahələri:
- VoIP (WhatsApp, Discord)
- Streaming (YouTube)
- WebRTC
- Gaming voice chat
4. Vorbis
Vorbis - açıq, royalty-free, MP3 alternatividir.
Xüsusiyyətləri:
- OGG konteynerində
- MP3-ə bərabər və ya yaxşı
- Açıq format
- Az yayılmış
MDCT (Modified Discrete Cosine Transform)
Çox lossy codec-lər MDCT istifadə edir.
MDCT xüsusiyyətləri:
- FFT-yə oxşar, lakin kritik sampling
- Overlap-add ilə bərpa
- MP3, AAC, Vorbis, Opus (CELT) istifadə edir
Codec Müqayisəsi
Keyfiyyət sırası (eyni bitrate-də):
- Opus - Ən yaxşı
- AAC - Çox yaxşı
- Vorbis - Yaxşı
- MP3 - Orta
Praktik seçim:
| Məqsəd | Tövsiyə | Bitrate |
|---|---|---|
| Universal yığma | MP3 | 192-320 kbps |
| Apple ecosystem | AAC | 256 kbps |
| Modern streaming | Opus | 128-192 kbps |
| Açıq format | Vorbis | 192 kbps |
| VoIP/Voice | Opus | 24-48 kbps |
| Podcast | AAC/Opus | 64-96 kbps |
| Archival | FLAC | Lossless |
Streaming və Adaptive Bitrate
Adaptive Streaming:
- Şəbəkə sürətinə görə bitrate dəyişir
- Spotify, YouTube Music, Apple Music istifadə edir
- DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)
- HLS (HTTP Live Streaming)
Kompressiya Artefaktları
Lossy kompressiya artefaktlar yarada bilər.
Artefaktları azaltmaq:
- Daha yüksək bitrate
- Daha yaxşı codec (Opus)
- VBR istifadə et
- Proper mastering
Praktik Tövsiyələr
Encoding Parametrləri
Music üçün:
- Format: AAC/Opus
- Bitrate: 192-256 kbps VBR
- Lossless üçün: FLAC
Voice/Podcast üçün:
- Format: Opus/AAC
- Bitrate: 64-96 kbps
- Mono kifayətdir
Streaming üçün:
- Adaptive bitrate
- Opus üstünlük
- Multiple quality tiers
Xülasə
Lossless:
- Tam keyfiyyət, bərpa edilə bilər
- 2-3x kompressiya
- FLAC ən populyar və universal
- Archival və production üçün
Lossy:
- Keyfiyyət itkisi, kiçik ölçü
- 10-20x kompressiya
- Perceptual coding istifadə edir
- Streaming və storage üçün
Codec seçimi:
- Opus: Ən yaxşı müasir seçim
- AAC: Geniş dəstək, yaxşı keyfiyyət
- MP3: Universal, köhnə
- FLAC: Lossless archival
Bitrate:
- 128 kbps: Minimum acceptable
- 192 kbps: Yaxşı keyfiyyət
- 256+ kbps: Şəffaf keyfiyyət
- VBR > CBR (keyfiyyət üçün)
Trend:
- Opus daha çox yayılır
- Streaming adaptive bitrate istifadə edir
- Lossless streaming artır (Tidal, Apple Music)
- Bandwidth artdıqca yüksək keyfiyyət accessible olur