Типы сжатия с потерями

Существуют две основных схемы сжатия с потерями:

• В трансформирующих кодеках фреймы изображений или звука трансформируются в новое базисное пространство и производится квантование. Трансформация может осуществляться либо для всего фрейма целиком (как, например, в схемах на основе wavelet-преобразования), либо поблочно (характерный пример — JPEG). Результат затем сжимается энтропийными методами.

• В предсказывающих кодеках предыдущие и/или последующие отсчеты данных используются для того, чтобы предсказать текущий отсчет изображения или звука. Ошибка между предсказанными данными и реальными вместе с добавочной информацией, необходимой для производства предсказания, затем квантуется и кодируется.

В некоторых системах эти две техники комбинируются путём использования трансформирующих кодеков для сжатия ошибочных сигналов, сгенерированных на стадии предсказания.

Сжатие с потерями против сжатия без потерь

Преимущество методов сжатия с потерями над методами сжатия без потерь состоит в том, что первые существенно превосходят по степени сжатия, продолжая удовлетворять поставленным требованиям, а именно — искажения д.б. в допустимых пределах чувствительности человеческих органов.

Методы сжатия с потерями часто используются для сжатия аналоговых данных — чаще всего звука или изображений.

В таких случаях распакованный файл может очень сильно отличаться от оригинала на уровне сравнения «бит в бит», но практически неотличим для человеческого уха или глаза в большинстве практических применений.

Много методов фокусируются на особенностях строения органов чувств человека. Психоакустическая модель определяет то, как сильно звук может быть сжат без ухудшения воспринимаемого качества звука. Недостатки, причинённые сжатием с потерями, которые заметны для человеческого уха или глаза, известны как артефакты сжатия.

Фотографии, записанные в формате JPEG, могут быть приняты судом (несмотря на то, что данные прошли сжатие с потерями).

• MP3 — Определён спецификацией MPEG-1

• Ogg Vorbis (отличается отсутствием патентных ограничений и более высоким качеством)

• AAC, AAC+ — существует в нескольких вариантах, определённых спецификациями MPEG-2 и MPEG-4, используется, например, в Apple Computer

• eAAC+ — формат, предлагаемый Sony, как альтернатива AAC и AAC+

• Musepack

• WMA — собственность Microsoft

• ADPCM

• ATRAC

• Dolby AC-3

• DTS

• MPEG-1 Audio Layer II

• VQF

28. Понятие программно-аппаратного комплекса: составные части, логика построения.

Компьютерные системы

Звуковые рабочие станции на базе компьютеров, содержат программный комплекс, состоящий из звукового редактора и дополнительных модулей обработки звука (plug-in), а также аппаратную часть, которую можно изменять в зависимости от потребностей студии звукозаписи. В зависимости от числа каналов, качественных характеристик и аппаратно-программной реализации выделяют несколько видов систем:

• «Домашние студии» — наиболее простые и дешёвые системы, имеющие не менее двух каналов записи/воспроизведения. Как правило, системы оснащаются недорогим встроенным или внешним аудиоинтерфейсом с двумя или более аналоговыми входами и двумя выходами (возможно также наличие цифровых входов/выходов). Аудиоинтерфейс может быть оснащен простейшей системой аппаратной обработки сигнала, например иметь лимитер/компрессор или блок эффектов.

• Проджект-студии — восьмиканальные системы, то есть имеющие восемь входов. Используется в небольших студиях звукозаписи, где может возникнуть необходимость записи до восьми источников одновременно. Эти системы состоят из платы ввода/вывода, устанавливаемой в компьютер, и разъемов для подключения ко входам и выходам, которые располагаются в отдельном блоке и соединяются с платой многожильным кабелем. Также не исключено наличие дополнительных коммутационных интерфейсов. Почти всегда системы проектного класса имеют цифровой интерфейс для соединения с внешними АЦП и ЦАП.

• «Коммерческие» многоканальные системы (16 каналов и более) — системы высокого класса, обязательно имеют развитую коммутацию, которая позволяет интегрировать звуковую станцию нелинейного монтажа в большую студию звукозаписи и в видеостудию. Такие системы включают:

  • отдельные блоки АЦП-ЦАП конвертеров;

  • платы либо отдельные блоки со специализированными процессорами обработки звука (DSP);

  • интерфейсы для подключения цифровых входов/выходов различных форматов (AES/EBU, S/PDIF, SDIF, TDIF), цифровых синхросигналов wordclock, синхроимпульсов аналогового видео «вспышка черного», синхрокодов SMPTE и MIDI.

29. Базовые программы: Avid Protools,Steinberg Cubase/Nuendo.Выбор, достоинства и недостатки. Совместимость.

Главной особенностью Pro Tools 9 является то, что продукт более не подразумевает обязательное использование специализированного аудио-интерфейса. 

Откройте для себя новые возможности Pro Tools  Неважно где вы находитесь в профессиональной студии, домашней студии, или просто на улице, ни один инструмент не обеспечит вам лучшего качества, скорости, возможностей простоты в управлении и вдохновения для создания новых работ, чем Pro Tools 9.Система по созданию музыки, которая наиболее широко используется в данной отрасли. С Pro Tools 9 вы сможете сочинять, записывать, редактировать и микшировать музыку и звуки так вам этого захочется с высокоэффективным интерфейсом Avid audio или без него, на Маке или PC с большей адаптивностью, чем когда-либо раньше.  Новое поколение продукции Pro Audio  Откройте для себя новые возможности. Pro Tools 9 изменяет наиболее популярную и прогрессивную платформу для звукопроизводства с полностью перестроенной открытой версией программного обеспечения Pro Tools , предоставляя все что было вам так необходимо, и даже намного больше. Работайте, с использованием аудио-интерфейса &ndash или без него. Создавайте более масштабные миксы которые будут звучать еще лучше, с помощью большего количества треков, функции Автоматической Компенсации Задержки Звука и других стандартных характеристик Pro. Откройте свое рабочее пространство для проектов, создаваемых на другом программном обеспечении для видео и аудио продукции. Для того чтобы сделать это, вам понадобиться контрольная панель/консоль Avid Artist Series и Pro Series (старое название Euphonix). С Pro Tools 9 вы можете сочинять, записывать, редактировать, сопоставлять, микшировать все что хотите и всеми возможными способами. Работайте так как вам этого хочется. Воспользуйтесь гибкость и адаптивность при использовании Pro Tools 9 с помощью очень удобного интерфейса Avid audio, или Core Audio- или ASIO-совместимого интерфейса производимого другими компаниями, или используйте Pro Tools 9 автономно для легкого и динамичного создания миксов. Создавайте более масштабные миксы которые звучат ещё лучше. Создавайте, более масштабные и сложные проекты с помощью 96 до 192 синхронных аудио треков, 128 инструментальных треков, 512 MIDI треков, 256 внутренних шин, и 160 дополнительных треков. Станьте ещё более креативными, получив желанные профессиональные инструменты. Работайте эффективно, и получите наилучшие результаты звучания с помощью инструмента Автоматической Компенсации задержки звука, мультитрекового инструмента Beat Detective, диалога Import Session Data, DigiBase Pro, и других ранее поставляемых аддонов, которые теперь уже включены в стандартный пакет.  Теперь сотрудничество с другими людьми стало проще. Объединяйтесь с другими композиторами, музыкальными редакторами и звукооператорами с помощью встроенной системы обмена данными, которая поддерживает обмен OMF/AAF/MXF файлами. Вы можете обмениваться проектами, созданными в других программах по обработке Видео или Аудио, с помощью Pro Tools и наоборот.

Вообще-то куб предназначен для звука, нюня - для мультимедиа - это надо понимать. В третьих версиях различий немного, а вот в четвёртых версиях... Из-за того что нюня предназначена, главным образом, для работы с видео, а далеко не со звуком, то и цена нюни значительно больше... Нужно ли платить за то, чем не пользуешься?! Лучше или хуже - это не те параметры. Это две программы для совершенно разных целей!

30. MIDI-параметры, применение.MIDI Clock,MIDI Time Code.

MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов) — стандарт цифровой звукозаписи на формат обмена данными между электронными музыкальными инструментами.

Интерфейс позволяет единообразно кодировать в цифровой форме такие данные как нажатие клавиш, настройку громкости и других акустических параметров, выбор тембра, темпа, тональности и др., с точной привязкой во времени. В системе кодировок присутствует множество свободных команд, которые производители, программисты и пользователи могут использовать по своему усмотрению. Поэтому интерфейс MIDI позволяет, помимо исполнения музыки, синхронизировать управление другим оборудованием, например, осветительным, пиротехническим и т.п.

Последовательность MIDI-команд может быть записана на любой цифровой носитель в виде файла, передана по любым каналам связи. Воспроизводящее устройство или программа называется синтезатором (секвенсором) MIDI и фактически является автоматическим музыкальным инструментом.

В отличие от MIDI тайм-кода, MIDI часы биений темп -зависимыми. Часы события передаются со скоростью 24 ppqn (импульсов на четвертную ноту). Эти импульсы используются для поддержания темпа синхронизированы для синтезаторов, которые BPM -зависимых голоса, а также для арпеджиатора синхронизации. Он не передает информацию о местоположении (количество бар или временной код), и поэтому должны использоваться в сочетании с позиционной ссылки (например, временной) для полной синхронизации.

Из-за ограничений в MIDI и синтезаторы, устройства обусловлен MIDI beatclock часто подвергаются часы дрейф . По этой причине, это обычная практика на оборудование, которое поддерживает другой источник синхронизации, таких как ADAT или тактового использовать оба источника, что и MIDI beatclock.

MIDI часы бить определяет следующие реального времени сообщения:

• часы (десятичное 248, шестнадцатеричный 0xF8)

• start (десятичное 250, шестнадцатеричный 0xFA)

• продолжать (десятичное 251, шестнадцатеричный 0xFB)

• остановить (десятичное 252, шестнадцатеричный 0xFC)

MIDI тайм-код (MTC), или MIDI разделение времени , внедряет и ту же информацию в качестве стандартного времени SMPTE временной код в виде серии небольших "четверть кадра MIDI сообщений. Существует не предусматривает для пользователя бит в стандартном MIDI-сообщения код времени, и SysEx сообщения используются для передачи этой информации, а не. Четверть кадра сообщения передаются в последовательности из восьми сообщений, таким образом, полное значение временного кода задается каждый из двух частей.Если поток данных MIDI работает близко к мощности, MTC данные могут поступать немного отстает от графика, который имеет эффект введения небольшое количество джиттера. Во избежание этого он идеально подходит для использования совершенно отдельный MIDI-порт для передачи данных МТС. Большие полного кадра сообщений, которые воплощают в себе кадр сумму временного в одном сообщении, используются для поиска в то время, в то время как временной не работает.

В отличие от временной стандарт SMPTE, MIDI временной в четверть кадра и полного кадра сообщения проводить два-битный флаг значение, которое определяет скорость тайм-кода, указав его в качестве либо:

• 24 кадров / с (стандартная скорость для работы в кино )

• 25 кадров / с (стандартная скорость для PAL видео)

• 29,97 кадра / с (низкорамные временного для NTSC видео)

• 30 кадров / с (без капли временной видео NTSC)

MTC различие между скоростью кино и видео скорость только на скорость, с которой временной достижений, а не информацию, содержащуюся в сообщениях временной и, таким образом, 29,97 кадра / с dropframe представлена ​​в виде 30 кадров / с dropframe на 0,1% выпадающего.

МТС позволяет синхронизации секвенсора или DAW с другими устройствами, которые можно синхронизировать с МТС или для этих устройств в «раба» на ленте машины, которая является полосатая с SMPTE. Для этого SMPTE в MTC конвертера должна быть использована.Вполне возможно, магнитофон для синхронизации сигнала MTC (если пересчитать на SMPTE), если лента машина способна «раба» на входящие временной через управления двигателем, которая редко встречается.

31. Синхронизация студийных приборов. SMPTE. World Clock.

Стандарт этот был принят в 1971 году Обществом Кино- и Видеоинженеров (Society of Motion Picture and Television Engineers, SMPTE) США, немного позже к нему присоединился Европейский Союз Вещателей (European Broadcast Union, EBU). Изначально SMPTE (читается как "симпти") был разработан для синхронизации видеомагнитофонов, отсюда и единицы измерения: часы (от 0 до 23), минуты (от 0 до 60), секунды (от 0 до 60), кадры (от 0 до 24, 25 или 30). До широкого распространения видеозаписи необходимости в тайм-коде не было, так как в производстве фонограмм для кинофильмов использовалась маг-лента - 35- или 16-миллиметровая кинопленка с нанесенной на нее магнитной дорожкой для записи звука. Так как на маг-ленте была такая же перфорация, как и на кинопленке, и воспроизводилось все с помощью одного мотора, то синхронизация звука и изображения происходила автоматически. Если же моторы были разные, то их скорости легко выравнивались до приемлемых результатов. Дело в том, что скорость моторов, применяемых в киноаппаратах, зависит от частоты переменного тока. Таким образом, если оба мотора подключены к одной электросети, их скорости сравнивались. Для синхронизации с ленточными магнитофонами использовался пилот-тон, о котором мы поговорим немного позже.

SMPTE содержит в себе одновременно и позиционную информацию (в формате часы:минуты:секунды:кадры) и информацию о скорости (синхронизатор вычисляет ее из частоты поступления кадров). Совершенно не обязательно использовать сразу обе составляющие из одного сигнала, но это возможно. Существуют две разновидности SMPTE: VITC (Vertical Interval Time Code, читается "витси") и LTC (Longitudinal Time Code). В аудиопроизводстве в основном применяется последний, он представляет собой аудиосигнал, состоящий из серии коротких "бипов", которые в цифровой форме кодируют временные метки. Эти бипы считываются синхронизатором и расшифровываются в часы, минуты, секунды и кадры. Блок данных SMPTE (кадр) состоит из 80 бит. В LTC каждый бит кодируется переворотом фазы на половине бипа, то есть частота сигнала увеличивается вдвое. Таким образом бип стандартной частоты воспринимается как "0", а "бип" удвоенной частоты - как "1" (рис. 1). Диапазон рабочих звуковых частот LTC составляет 1-3 кГц.

32. Компьютерные интерфейсы: SCSI,ATA,SATA,E-SATA,SAS.Интерфейсы USB,IEEE 1394.

SCSI (англ. Small Computer System Interface, произносится «скази»^[1][2] (встречается вариант эс-си-эс-ай) — представляет собой набор стандартов для физического подключения и передачи данных между компьютерами и периферийными устройствами . SCSI стандарты определяют команды , протоколы и электрические и оптические интерфейсы. Разработан для объединения на одной шине различных по своему назначению устройств, таких как жёсткие диски, накопители на магнитооптических дисках, приводы CD, DVD, стримеры, сканеры, принтеры и т. д. Раньше имел неофициальное название Shugart Computer Systems Interface в честь создателя Алана Ф. Шугарта, разработанный в. 1978 г. и опубликованную в 1981 году.

Теоретически возможен выпуск устройства любого типа на шине SCSI.

После стандартизации в 1986 году SCSI начал широко применяться в компьютерах Apple Macintosh^{[источник не указан 1021 день]}, Sun Microsystems. В компьютерах, совместимых с IBM PC, SCSI не пользуется такой популярностью в связи со своей сложностью и сравнительно высокой стоимостью и применяется преимущественно в серверах.

SCSI широко применяется на серверах, высокопроизводительных рабочих станциях; RAID-массивы на серверах часто строятся на жёстких дисках со SCSI-интерфейсом (однако, в серверах нижнего ценового диапазона всё чаще применяются RAID-массивы на основе SATA). В настоящее время устройства на шине SAS постепенно вытесняют устаревшую шину SCSI.

Система команд SCSI на уровне программного обеспечения употребляется в единых стеках поддержки устройств хранения данных в ряде операционных систем, таких, как Microsoft Windows.

Существует реализация системы команд SCSI поверх оборудования (контроллеров и кабелей) IDE/ATA/SATA, называемая ATAPI — ATA Packet Interface. Все используемые в компьютерной технике подключаемые по IDE/ATA/SATA приводы CD/DVD/Blu-Ray используют эту технологию.

Также система команд SCSI реализована поверх протокола USB, что является частью спецификации класса Mass Storage device^[3][4]. Это позволяет подключать через интерфейс USB любые хранилища данных (от флеш-накопителей до внешних жёстких дисков), не разрабатывая для них собственного протокола обмена, а вместо этого используя имеющийся в операционной системе драйвер SCSI.

ATA (англ. AT Attachment) — параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В 1990-е годы был стандартом на платформе IBM PC; в настоящее время вытесняется своим последователем — SATA и с его появлением получил название PATA (Parallel ATA).

Для подключения жёстких дисков с интерфейсом PATA обычно используется 40-проводный кабель (именуемый также шлейфом). Каждый шлейф обычно имеет два или три разъёма, один из которых подключается к разъёму контроллера на материнской плате (в более старых компьютерах этот контроллер размещался на отдельной плате расширения), а один или два других подключаются к дискам. В один момент времени шлейф P-ATA передаёт 16 бит данных. Иногда встречаются шлейфы IDE, позволяющие подключение трёх дисков к одному IDE каналу, но в этом случае один из дисков работает в режиме read-only. Стандарт ATA всегда устанавливал максимальную длину кабеля равной 46 см.

SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA). Описание SATA

SATA использует 7-контактный разъём вместо 40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера, упрощается разводка проводов внутри системного блока.

SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12 В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения +3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами питания: SATA и Molex.

Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует), устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.

Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ, начиная с SATA Revision 1.0a^{[источник не указан 380 дней]}).

Стандарт SATA не предусматривает горячую замену активного устройства (используемого операционной системой) (вплоть до SATA Revision 3.x), дополнительно подключенные диски подключать

eSATA (External SATA) — интерфейс подключения внешних устройств, поддерживающий режим «горячей замены» (англ. Hot-plug). Был создан несколько позже SATA (в середине 2004). Основные особенности eSATA:    * Разъёмы менее хрупкие и конструктивно рассчитаны на большее число подключений.    * Требует для подключения два провода: шину данных и кабель питания. В новых спецификациях планируется[2] отказаться от отдельного кабеля питания для выносных eSATA устройств.    * Длина кабеля увеличена до 2 м (по сравению с 1 м у SATA).    * Средняя практическая скорость передачи данных выше, чем у USB или IEEE 1394.    * Существенно меньше нагружается центральный процессор.    * Уменьшены требования к сигнальным напряжениям по сравнению с SATA.

Serial Attached SCSI (SAS) — компьютерный интерфейс, разработанный для обмена данными с такими устройствами, как жёсткие диски и ленточные накопители. SAS использует последовательный интерфейс для работы с непосредственно подключаемыми накопителями (англ. Direct Attached Storage (DAS) devices). SAS разработан для замены параллельного интерфейса SCSI и позволяет достичь более высокой пропускной способности, чем SCSI; в то же время SAS обратно совместим с интерфейсом SATA: устройства 3Гбит/с и 6Гбит/с SATA могут быть подключены к контроллеру SAS, но устройства SAS нельзя подключить к контроллеру SATA. Хотя SAS использует последовательный интерфейс в отличие от параллельного интерфейса, используемого традиционным SCSI, для управления SAS-устройствами по-прежнему используются команды SCSI. Протокол SAS разработан и поддерживается комитетом T10. Текущую рабочую версию спецификации SAS можно скачать с его сайта.^[1] SAS поддерживает передачу информации со скоростью до 6 Гбит/с; ожидается, что к 2012 году скорость передачи достигнет 12 Гбит/с^[2]. Благодаря уменьшенному разъему SAS обеспечивает полное двухпортовое подключение как для 3,5-дюймовых, так и для 2,5-дюймовых дисковых накопителей (раньше эта функция была доступна только для 3,5-дюймовых дисковых накопителей с интерфейсом Fibre Channel)