Кіріспе
Аудио деректерін сығу технологиясы
аудионы кодтау және декодтау бағдарламалық жасақтамасы
2008 жылдан бері Microsoft компаниясы WMA Professional-ды өзінің қорғалған өзара іс-қимыл файл форматында (PIFF) пайдаланып келеді, ол ISO базалық медиа файл форматына негізделген және көбінесе Smooth Streaming үшін қолданылады – бұл HTTP арқылы адаптивті битрейт ағынының бір түрі. DECE UltraViolet және MPEG DASH сияқты қатысты салалық стандарттар WMA-ны қолдауға алынған аудио кодек ретінде стандарттамаған, индустрияда кең таралған MPEG және Dolby аудио кодектерін таңдады.
audio encoding and decoding software
Since 2008 Microsoft has also been using WMA Professional in its Protected Interoperable File Format (PIFF) based on the ISO Base Media File Format and most commonly used for Smooth Streaming, a form of adaptive bitrate streaming over HTTP. Related industry standards such as DECE UltraViolet and MPEG DASH have not standardized WMA as a supported audio codec, deciding in favor of the more industry prevalent MPEG and Dolby audio codecs.
Кодектер
Әрбір WMA файлы бір аудио тректі төрт субформаттың бірінде қамтиды: WMA, WMA Pro, WMA Lossless немесе WMA Voice. Бұл форматтардың ішкі құрылымы әртүрлі болғандықтан, олар техникалық тұрғыдан бөлек және бір-бірімен үйлесімсіз. Яғни, бір субформатты қолдайтын құрылғы немесе бағдарламалық жасақтама, басқа кодектерді автоматты түрде қолдамайды. Әр кодек туралы толыққанды мәліметтер төменде берілген.
Windows Media аудиосы
Windows Media Audio (WMA) – төрт WMA кодегінің ең көп тараған кодегі. WMA терминінің қолданылуы, әсіресе маркетингтік материалдар мен құрылғылардың техникалық сипаттамаларында, көбінесе осы кодекке ғана қатысты. Кодектың 1999 жылы шыққан алғашқы нұсқасы WMA 1 деп есептеледі. Сол жылы биттік ағын синтаксисі, яғни сығылу алгоритмі, сәл өзгертіліп, WMA 2 болды, бұл кодтау мен декодтау уақытын қысқартады. Негізінен, WMA – бұл AAC, Cook және Vorbis сияқты модификацияланған дискретті косинус түрлендіруіне (MDCT) негізделген түрлендіру кодегі. WMA биттік ағыны суперкадрлардан тұрады, әр суперкадр 2048 үлгіден тұратын 1 немесе одан көп кадрдан құралған. Биттік резервуар қолданылмаса, кадр суперкадрға тең болады. Әрбір кадрда MDCT арқылы жиілік доменіне түрлендірілгеннен кейін 128, 256, 512, 1024 немесе 2048 үлгі болады. Жиілік доменінде түрлендірілген үлгілерге маска қойылып, содан кейін үлгілерді қайта кванттау үшін қолданылады. Соңында, қалқыма нүктелі үлгілер коэффициент және экспонента бөліктеріне бөлініп, тәуелсіз түрде Хаффман кодтарымен кодталады. Стерео ақпарат көбінесе орта/жақ кодтау арқылы беріледі. Төмен біттік жылдамдықтарда сапаны жақсарту үшін сызықтық спектрлік жұптар (әдетте 17 кбит/с-тан төмен) және шуды кодтау түрі (әдетте 33 кбит/с-тан төмен) да қолданылуы мүмкін. AAC және Ogg Vorbis сияқты, WMA MP3 стандартындағы кемшіліктерді жою мақсатымен жасалған. Олардың ортақ жобалау мақсаттарын ескере отырып, үш форматтың да ұқсас дизайн шешімдері жасалды. Үшеуі де таза түрлендіру кодектері. Сонымен қатар, WMA-да қолданылатын MDCT іске асыруы Ogg және AAC-те қолданылатын нұсқаулардың кеңейтілген түрі болып табылады, сондықтан WMA iMDCT және терезелеу процедураларын AAC және Ogg Vorbis декодтау үшін дерлік өзгеріссіз пайдалануға болады. Дегенмен, кванттау және стерео кодтау әр кодекте әртүрлі жүзеге асырылады. WMA стандартты форматының ерекшелігі – MP3, AAC және Ogg Vorbis-тен айырмашылығы, олар файлдарды тек екі өлшеммен шектейді, ал WMA 5 түрлі блок өлшемін қолданады. WMA Pro бұл мүмкіндікті 88.2/96 кГц үлгілеу жиілігінде қолданылатын 6-шы блок өлшемін қосу арқылы кеңейтеді. Сертификатталған PlaysForSure құрылғылары, сондай-ақ портативті музыка ойнатқыштардан жоғары сапалы DVD ойнатқыштарға дейін, көптеген сертификатталмаған құрылғылар WMA файлдарын ойнатуды қолдайды. Көптеген PlaysForSure сертификатталған онлайн дүкендер осы кодек арқылы ғана контент таратады. 2005 жылы Nokia компаниясы болашақтағы Nokia телефондарында WMA ойнатуды қолдау жоспарларын жариялады. Сол жылы PlayStation Portable үшін (2.60 нұсқасы) WMA файлдарын құрылғыда алғаш рет ойнатуға мүмкіндік беретін жаңарту шықты.
Windows Media Audio Professional бағдарламасы
Windows Media Audio Professional (WMA Pro) – WMA стандарттарына жақын, жақсартылған жоғалтулы кодек. Ол көптеген ортақ кодтау мүмкіндіктерін сақтайды, сонымен қатар энтропиялық кодтау және кванттау стратегияларын жақсартады, тиімді стерео кодтауды ұсынады. Ерекше айта кетерлік жайт, WMA стандартының төмен біттік жылдамдықтағы көптеген мүмкіндіктері алынып тасталды, себебі негізгі кодек жоғары біттік жылдамдықта тиімді кодтау үшін жасалған. Оның басты бәсекелестері – AAC, HE AAC, Vorbis, Dolby Digital және DTS. Ол 16 биттік және 24 биттік үлгінің тереңдігін, 96 кГц дейінгі үлгі алу жылдамдығын және сегіз дискретті арнаны (7.1 айналмалы арна) қолдайды. WMA Pro сондай-ақ динамикалық диапазонды сығуды қолдайды, бұл аудио жолындағы ең үлкен және ең тыныш дыбыстар арасындағы айырмашылықты азайтады. Microsoft-тың Әмір Маджидимехрдің сөзіне сәйкес, WMA Pro теориялық тұрғыдан 7.1 аудиодан асып, «шектеусіз арна санын» қолдай алады; алайда, Microsoft қазіргі мүмкіндіктерін сегізге (7.1 дискретті арна) шектеуді жөн көрді. Кодек ағынының синтаксисі алғашқы нұсқасы WMA 9 Pro-да тоқтатылды. WMA Pro-ның кейінгі нұсқалары төмен біттік жылдамдықта кодтау, аз кешігуі бар аудио, жиілік интерполяциясы режимі және үлгі алу жылдамдығы мен біт тереңдігінің кодтау опцияларының кеңейтілген диапазонын енгізді. Жиілік интерполяциясы режимімен сығылған WMA 10 Pro файлы бастапқы үлгі алу жылдамдығының жартысында кодталған WMA 9 Pro трегін қамтиды, ол жаңа сығылу алгоритмі арқылы қалпына келтіріледі. Осы жағдайда, WMA 9 Pro кодегіне жаңартылмаған WMA 9 Pro ойнатқыштары тек төмен сапалы WMA 9 Pro ағынын ғана ойната алады. WMA 10 Pro-дан бастап сегіз арналы кодтау 128 кбит/с жылдамдықпен басталады, ал тректер WMA Standard-тың еншісі болған аудио CD-нің (44,1 кГц, 16 бит) түпкі аудио ажыратымдылығында кодтала алады. Қолдау көрсетілетін құрылғылардың саны артып, WMA-ға қарағанда артықшылығы бар болғанына қарамастан, WMA Pro әлі де аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз етуде кең қолдау таппады. Оған ерекше жатқандары – Microsoft Zune (стереомен шектелген), Xbox 360, Windows Media Player 10 Mobile орнатылған Windows Mobile құрылғылары, жаңа Toshiba Gigabeat және Motorola құрылғылары, сондай-ақ Rockbox баламалық микропрограммасының соңғы нұсқаларын қолдайтын құрылғылар. Сонымен қатар, WMA Pro WMV HD сертификациялау бағдарламасының талабы болып табылады. Бағдарламалық жағынан, Verizon өзінің V CAST Music қызметінде WMA 10 Pro-ны пайдаланады, ал Windows Media Player 11 кодекті аудио CD тректерін көшіру үшін WMA-ға балама ретінде ұсынады. WMA Pro Silverlight нұсқасы 2-ден бастап қолдау көрсетіледі (бірақ тек стерео режимінде). Тиісті аудио жабдықтары болмаған жағдайда, WMA Pro көп арналы аудионы стерео немесе моноға, ал 24 биттік ажыратымдылықты 16 битке дейін автоматты түрде төмендетуі мүмкін. WMA Standard орнына WMA Pro-ның нақты мысалы – NBC Олимпиада веб-сайты, ол 48 кбит/с төмен біттік жылдамдықта WMA 10 Pro-ны пайдаланады.
Windows Media аудиосы жоғалмайды
Windows Media Audio 9 Lossless – Microsoft компаниясы 2003 жылдың басында шығарған Windows Media Audio аудио кодегінің сапасы жоғалмайтын нұсқасы. Ол аудио CD-ді 206–411 МБ аралығына дейін 470–940 кбит/с жылдамдықпен қысып сақтайды. Нәтижесінде бастапқы аудио файлдың толықтай көшірмесі алынады; яғни, CD-дегі дыбыс сапасы файл ойнатылғандағыдай болады. WMA Lossless басқа Windows Media Audio форматтары сияқты WMA файл кеңейтімін пайдаланады. Ол 6 дискретті каналды және 24 бит/96 кГц дейінгі сапасы жоғалмайтын аудионы қолдайды. Бұл формат ресми түрде жарияланбаған, бірақ libav және ffmpeg жобалары Microsoft емес платформалар үшін кері инженерия арқылы ашық кодты декодер жасады. Windows Media Audio Lossless (WMA Lossless) – ATRAC Advanced Lossless, Dolby TrueHD, DTS HD Master Audio, Shorten, Monkey's Audio, FLAC, Apple Lossless және WavPack сияқты сапасы жоғалмайтын аудио кодектерімен бәсекелеседі (2011 жылдың соңынан бастап соңғы үш формат ашық кодты бағдарламалық қамтамасыз ету болып табылады және дерлік кез келген операциялық жүйеде қолжетімді). Архивтік мақсаттар үшін жасалған ол VBR арқылы бастапқы аудиодан сапасы жоғалмай аудио сигналдарын қысып сақтайды. Декомпрессияланғанда аудио сигнал бастапқысына толық сәйкес келеді. Кодектың алғашқы нұсқасы, WMA 9 Lossless, және оның жаңартылған нұсқалары динамикалық диапазонды басқару мүмкіндігімен 6 дискретті каналға дейін (5.1 каналды дыбыспен) 24 биттік аудионы қолдайды. Музыка үшін қысылу коэффициенті 1,7:1 мен 3:1 аралығында өзгереді. Кодекке арналған аппараттық қолдау Cowon A3, Cowon S9, Bang & Olufsen Serenata, Sony Walkman NWZ A және NWZ S серияларында, Zune 4, 8, 30, 80, Zune 120 (2.2 немесе одан кейінгі нұсқадағы микропрограммасымен) және Zune HD, Xbox 360 құрылстарында бар. WMA Pro сияқты, WMA Lossless декодері мүмкіндігі бар аудио жабдығы болмаған жағдайда дыбысты төмендетуге қабілетті. 2012 жылдан бастап ffmpeg және libav жобалары ресми декодерді кері инженериялау негізінде ашық кодты WMA Lossless декодерлерін ұсынады. 2012 жылдың 20 маусымына дейін ffmpeg тек 16 биттік WMA файлдарын ғана сәтті декодтай алатын.
Windows Media аудио дауысы
Windows Media Audio Voice (WMA Voice) – Speex (Microsoft-тың Xbox Live онлайн қызметінде қолданылады), ACELP және басқа кодектермен бәсекелесетін жоғалтқыш аудио кодек. Төмен өткізу қабілетімен, дауыс ойнатуға арналған, WMA-дан артық сығылу тиімділігіне қол жеткізу үшін адам сөйлеу жиіліктерінен тыс дыбысты төмен және жоғары жиілікті сүзгілеуді пайдаланады. Ол аудио жолдардың дауыс және музыканы қамтитын бөліктерін автоматты түрде анықтап, стандартты WMA сығылу алгоритмін қолдануы мүмкін.
Сапа туралы мәлімдемені сынға алу
Microsoft компаниясының WMA дыбыс сапасына қатысты мәлімдемелері жиі сынға ұшырады. EDN журналында жарияланған мақалада: «Кейбір аудиофилдер Microsoft компаниясының WMA сапасына қатысты мәлімдемелерін күмәнді көреді», - делінген. WMA әзірленгеннің бастапқы кезеңдерінде RealNetworks өкілі WMA-ны «Microsoft-тың RealAudio 8-ге жете алмау үшін жасаған әрекеті» деп атады. Microsoft кейде 64 кбит/с жылдамдықтағы WMA дыбысының сапасы 128 кбит/с жылдамдықтағы MP3 дыбысының сапасымен тең немесе одан жоғары дейді (көптеген тыңдаушылар үшін WMA және MP3 192 кбит/с жылдамдықта естілмейтіндей сапалы). 1999 жылы Microsoft қаржылаған зерттеуде National Software Testing Laboratories (NSTL) тыңдаушылардың 64 кбит/с жылдамдықтағы WMA-ны MusicMatch Jukebox арқылы кодталған 128 кбит/с жылдамдықтағы MP3-ге артық көретінін анықтады. MP3 және WMA кодектері көп жылдар бойы дамып, жақсартылып келеді, сондықтан олардың салыстырмалы сапасы уақыт өте қалыптасуы мүмкін.
Ойыншылар
Windows Media Player-ден басқа, көптеген WMA жиыру форматтары ALLPlayer, VLC медиа плеері, Media Player Classic, MPlayer, RealPlayer, Winamp, Zune Software (кейбір шектеулермен – DSP плагинін қолдау және DirectSound шығысы стандартты WMA плагинін пайдаланып өшірілген) және көптеген басқа бағдарламалық медиа плеерлерде ойнатылуы мүмкін. Microsoft Zune медиа басқару бағдарламалық жасақтамасы көптеген WMA кодектерін қолдайды, бірақ PlaysForSure қолданған Windows Media DRM нұсқасын пайдаланады. FFmpeg жобасы WMA кодектерін кері инженериялық зерттеулер арқылы және қайта іске асыру арқылы Linux сияқты POSIX стандартына сәйкес келетін операциялық жүйелерде пайдалануға мүмкіндік берді. Rockbox жобасы бұл кодекті кіріктірілген процессорларға бейімдеп кеңейтті, соның арқасында ашық кодты бағдарламалық жасақтаманы қолдайтын портативті MP3 ойнатқыштарында және ұялы телефондарда ойнатуға болады. RealNetworks Linux үшін RealPlayer-де DRM қорғауы жоқ WMA файлдарын ойнатуды қолдау жоспарларын жариялады. Macintosh платформасында Microsoft 2003 жылы Mac OS X үшін Windows Media Player-дің PowerPC нұсқасын шығарды, бірақ бағдарламалық жасақтаманы одан әрі дамыту тоқтатылды. Microsoft қазіргі уақытта QuickTime фреймворкін пайдаланатын кез келген плеерде Macintosh пайдаланушыларына WMA файлдарын ойнатуға мүмкіндік беретін Flip4Mac WMA үшінші тарап компонентін ұсынады. Алайда, Flip4Mac қазіргі уақытта Windows Media Audio Voice кодегін қолдамайды. Android платформасы WMA-ны тікелей қолдамайды, бірақ Android құрылғылары үшін үшінші тараптан WMA бағдарламалық жасақтамасы бар. WMA форматын Windows Mobile және одан кейінгі Windows Phone құрылғыларының барлығында ойнатуға болады.
Кодерлер
WMA форматында аудио экспорттауға болатын көптеген меншік және ашық кодты бағдарламалық қамтамалар бар, олардың ішінде мысалы, Windows Media Player, Windows Movie Maker, Microsoft Expression Encoder, Sony Sound Forge, GOM Player, RealPlayer, Adobe Premiere Pro, Adobe Audition, Adobe Soundbooth және VLC медиа ойнатқышы сияқтылар бар. Microsoft Office OneNote барлық WMA кодектерін қолдайды, ал Windows Media Encoder барлық қолжетімді биттік жылдамдық пен ажыратымдылық опцияларын да қолдайды.
Цифрлық құқықтарды басқару
WMA кодектері көбінесе DRM мүмкіндігі бар ASF контейнерлік форматымен қолданылады. WMA-мен бірге қолданылуы мүмкін Windows Media DRM, MTV-нің URGE, Napster, Rhapsody, Yahoo! Music Unlimited және Virgin Digital сияқты шексіз жүктеу қызметтері ұсынатын, уақытпен шектелген музыкаға жазылу қызметтерін қолдайды. Windows Media DRM, PlaysForSure және Windows Media Connect құрамдас бөлігі ретінде, көптеген заманауи портативті аудио құрылғыларында және Roku, SoundBridge, Xbox 360 және Wii сияқты ағынды медиа клиенттерінде қолдау көрсетіледі. WMA форматын қолдайтын, бірақ Windows Media DRM-ді қолдамайтын ойнатқыштар DRM қорғалған файлдарды ойната алмайды.