Введение
Аудиокодек Adaptive Transform Acoustic Coding (ATRAC) — это семейство проприетарных алгоритмов сжатия аудио, разработанных компанией Sony. MiniDisc стал первым коммерческим продуктом, в котором был реализован ATRAC, в 1992 году. ATRAC позволил относительно небольшому диску, такому как MiniDisc, обеспечивать такое же время записи, как и CD, при этом сохраняя аудиоинформацию с минимальными ощутимыми потерями качества. Улучшения кодека в виде ATRAC3, ATRAC3plus и ATRAC Advanced Lossless появились в 1999, 2002 и 2006 годах соответственно. Файлы в формате ATRAC3 изначально имели расширение ; однако в большинстве случаев файлы хранились в контейнере OpenMG Audio с расширением . Ранее файлы, зашифрованные с помощью OpenMG, имели расширение , которое было заменено на начиная с SonicStage v2.1. Шифрование больше не является обязательным, начиная с версии v3.2. Другие производители MiniDisc, такие как Sharp и Panasonic, также реализовали свои собственные версии кодека ATRAC.
Adaptive Transform Acoustic Coding (ATRAC) is a family of proprietary audio compression algorithms developed by Sony. MiniDisc was the first commercial product to incorporate ATRAC, in 1992. ATRAC allowed a relatively small disc like MiniDisc to have the same running time as CD while storing audio information with minimal perceptible loss in quality. Improvements to the codec in the form of ATRAC3, ATRAC3plus, and ATRAC Advanced Lossless followed in 1999, 2002, and 2006 respectively. Files in ATRAC3 format originally had the extension; however, in most cases, the files would be stored in an OpenMG Audio container using the extension Previously, files that were encrypted with OpenMG had the extension, which was replaced by starting in SonicStage v2.1. Encryption is no longer compulsory as of v3.2. Other MiniDisc manufacturers such as Sharp and Panasonic also implemented their own versions of the ATRAC codec.
История
ATRAC был разработан для формата MiniDisc от Sony. ATRAC был обновлен до версии 2, затем до версии 3, версии 4, версии 4.5, а также типов R и S. Первым крупным обновлением стал ATRAC3 (не следует путать с версией 3 оригинального ATRAC) в 1999 году. ATRAC3 использовался на MiniDisc, а также в Network Walkman и Vaio Music Clip. ATRAC3plus был представлен в 2003 году для Hi MD, но также был совместим с некоторыми устройствами PlayStation, VAIO и Xplod. 31 марта 2008 года Sony практически прекратила поддержку кодеков ATRAC в США и Европе, и в своем магазине Connect Music Store, работающем на SonicStage (эквиваленте iTunes и iTunes Music Store от Sony). Это было частично связано с низкой популярностью формата: по данным одного источника, 90% европейских пользователей Walkman не использовали ATRAC. Цифровые плееры Walkman за пределами Японии перестали поддерживать ATRAC после сентября 2007 года. До 1 октября 2012 года ATRAC оставался единственным кодеком, доступным для загрузки музыки из mora, пока они не перешли на модель без DRM и не начали предлагать файлы FLAC в следующем году. ATRAC9 был разработан для аудио PlayStation и впервые был использован в PlayStation Vita. Кодек, использовавшийся на оригинальных MiniDisc, был разработан для достижения качества, близкого к качеству звука CD. С годами ATRAC был улучшен по сравнению с более ранними версиями при аналогичных битрейтах. Для сравнения, CD кодируются со скоростью 1411,2 кбит/с, а lossless-кодировщики могут кодировать большинство CD ниже 1000 кбит/с, с дальнейшим снижением битрейта для контента, который легче кодировать, например, для голоса.
The first major update was ATRAC3 (not to be confused with version 3 of original ATRAC) in 1999. ATRAC3 was used on MiniDisc as well as the Network Walkman and Vaio Music Clip. ATRAC3plus launched in 2003 for Hi MD, but was also compatible with some PlayStation, VAIO and Xplod devices. On 31 March 2008 Sony all but dropped the ATRAC related codecs in the United States and Europe, and in their SonicStage powered Connect Music Store (Sony's equivalent of iTunes and iTunes Music Store). This was partly due to low adoption of the format, with a source claiming that 90% of European Walkman users did not use ATRAC. Walkman digital players outside Japan no longer worked with ATRAC after September 2007. Until October 1, 2012, ATRAC was the only codec available to download music from mora until they transitioned to a DRM free model and began offering FLAC files the next year. ATRAC9 was designed for PlayStation audio and debuted with the PlayStation Vita. used on the original MiniDiscs was designed to be near to CD audio quality. Years later ATRAC was improved over earlier versions at similar bitrates. For comparison, CDs are encoded at 1411.2 kbit/s, and lossless encoders can encode most CDs below 1000 kbit/s, with further bitrate reduction for easier to encode content such as voice.
Выступление
Алгоритмы ATRAC были разработаны в тесном сотрудничестве с инженерами по разработке интегральных схем LSI внутри Sony, чтобы создать продукт, способный кодировать с высокой скоростью и минимальным энергопотреблением. Это отличается от других кодеков, разработанных на компьютерах без учета ограничений портативного оборудования. Это отражено в архитектуре кодеков ATRAC, которые делают акцент на обработке небольших групп сэмплов за один раз для экономии памяти в ущерб эффективности сжатия и увеличению числа умножений. Эти компромиссы были оправданы для DSP-систем, где память часто была более ценным ресурсом, чем производительность умножителей. Плееры Sony Walkman обеспечивают большее время работы от батареи при воспроизведении файлов ATRAC, чем при воспроизведении файлов MP3. Однако, поскольку Sony продвигала поддержку ATRAC только в телефонах серии Sony Ericsson Walkman на японском рынке, она не поддерживается в телефонах GSM/UMTS. Автомобильные CD-плееры серии Sony Xplod поддерживают CD-диски ATRAC. Мини-диски с песнями в формате ATRAC ранее поддерживались автомобильными стереосистемами Eclipse.
ATRAC3plus
Этот кодек используется в устройствах Sony Hi MD Walkman (например, "Hi LP и Hi SP"), плеерах Network Walkman, плеерах Memory Stick, VAIO Pocket, консолях PS3 и PSP, а также в CD-плеерах ATRAC. Это гибридный кодек, сочетающий поддиапазонное кодирование и MDCT, основанный на 16-канальном QMF, за которым следует 128-точечный MDCT. Перед MDCT-кодированием используется обобщенный гармонический анализ (GHA) для выделения тональных составляющих – усовершенствованная версия процесса, применяемого в ATRAC3. Как и в предыдущих версиях ATRAC, для управления преэхо используется регулировка усиления, а не преобразования переменного размера, хотя, по всей видимости, возможны различные окна MDCT. В версии SonicStage 3.4, выпущенной в феврале 2006 года, появилась возможность извлечения треков с CD-дисков с битрейтами 320 и 352. Доступные битрейты: 48, 64, 96, 128, 160, 192, 256, 320 и 352 кбит/с. Более новые битрейты не всегда совместимы со всеми старыми аппаратными декодерами, однако некоторые старые устройства оказались совместимы с определенными новыми битрейтами ATRAC3plus. Мини-диски, записанные в этом формате, несовместимы со старыми проигрывателями. В ходе тестирования, проведенного независимой компанией, но финансируемого Sony, было установлено, что ATRAC3plus при скорости 64 кбит/с обеспечивает субъективное качество звука, сравнимое с устаревшим MP3-кодеком при скорости 128 кбит/с. Производительность по сравнению с современными высококачественными MP3-кодеками не оценивалась.
ATRAC Advanced Lossless (неубыточный)
ATRAC Advanced Lossless – это "масштабируемый" аудиокодек без потерь, который записывает аудиопоток ATRAC3 или ATRAC3plus с потерями и дополняет его потоком корректирующей информации, хранящейся непосредственно в файле, что позволяет при необходимости восстановить исходный сигнал. Проигрыватель/декодер может извлекать и использовать только данные ATRAC3 или ATRAC3plus, либо объединить их с потоком коррекции для точного воспроизведения исходной аудиоинформации. Это позволяет декодировать файл как без потерь, так и с потерями. Реализация обеспечивает меньший размер файла по сравнению с несжатыми или сжатыми версиями того же файла. Степень сжатия составляет примерно 30–80% от размера исходного файла. Преимущества масштабируемой компрессии включают обратную совместимость: старые устройства, не поддерживающие AAL, всё равно могут воспроизводить поток ATRAC3, не распознавая формат AAL, а также более высокую скорость передачи данных между портативными аудиоустройствами и ПК. ATRAC Advanced Lossless широко поддерживается в старых плеерах Walkman и в SonicStage версии 4 и более поздних. SonicStage 4 позволяет загружать ATRAC Advanced Lossless на проигрыватели MiniDisc, PlayStation Portable и PlayStation 3. В новых плеерах Walkman поддержка ATRAC Advanced Lossless/ATRAC отсутствует. Принцип использования AAL, с "основным" (с потерями) и "остаточным" (корректирующим) потоками, аналогичен идеям, лежащим в основе кодеков Opus, MPEG 4 SLS, DTS HD Master Audio, Dolby TrueHD и Ogg Vorbis bitrate peeling. Фактически, AAL стала первым кодеком, представленным на коммерческом рынке с использованием этой схемы для обеспечения обратной совместимости. WavPack в гибридном режиме и OptimFROG DualStream относятся к той же категории, но хранят корректирующий поток в отдельном файле.
ATRAC9
ATRAC9 — это высококомпрессионный аудиокодек, оптимизированный для игр, обеспечивающий малую задержку (гранулярность) и низкое потребление ресурсов процессора и памяти. Он используется в игровых консолях PS5, PS4 и PS Vita. Поддержка данного кодека реализована в аудио-движках, таких как FMOD и Audiokinetic Wwise. В FFmpeg имеется реализация декодера ATRAC9.