Redes - Compactação de Áudio

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redes de alta velocidade compactação de áudio matheus paixão thuan saraiva mariana carneiro heron medeiros

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● Introdução● Compressão de Dados

○ Com Perdas○ Sem Perdas

● Técnicas de Compressão de Dados● Tecnologias para Compressão de Áudio

○ WMA○ AAC○ FLAC○ OGG Vorbis

● MPEG Layer 3○ Introdução○ Especificações

Enjoy!

Introdução

● Por que comprimir dados?○ Armazenamento de dados○ Largura de Banda limitada

● Serviços Multimídia○ Áudio○ Vídeo

Compressão de Dados

Definição: ● Representa uma mesma informação digital utilizando

uma menor taxa de bits.

Princípios:● Aproveita as limitações do receptor da informação.

Exemplos:● Ouvido Humano● Luz visível

Compressão de DadosSem Perdas

● "Uma compressão de dados sem perdas é aquela que a informação é exatamente a mesma antes da compressão e

depois da descompressão".● Exemplo: Codificação de Huffman (Referência de caracteres repetidos)

Com Perdas

● Quando o sinal recuperado não é o mesmo que foi comprimido diz-se que foi aplicada uma compressão com perdas.

● Exemplo: Eliminação de dados redundantes (duplicados, próximos, etc...)

Técnicas de Compressão de Dados

As técnicas têm como principal diferença a maneira de como a informação é encarada com objetivo de reduzir o número de bits sem prejudicar a inteligibilidade dos dados

Categoria Característica Principal Modo de Compressão

Codificação de Entropia Independências das informações a serem comprimidas

Sem Perdas

Codificação de Fonte Leva em consideração o tipo da informação comprimida

Com e sem perdas

Tecnologias de Compressão de Dados

WMA (Windows Media Audio)

● Formato criado pela Microsoft ● Passou por melhorias na qualidade,

eficiência e recursos

AAC (Advanced Audio Coding)

● Desenvolvido pela Fraunhofer Institute em conjunto com companhias como AT&T, Sony e Dolby.

● Qualidade de som superior ao MP3

OGG Vorbis● Padrão aberto ● Codificação com perdas

FLAC (Free Lossless Audio Codec)● Padrão aberto ● Codificação sem perdas

● Utilizado no início por estúdios e gravadoras

● Difundiu-se com uso da internet

● Padrão licenciado com código aberto.

● Padrão bem flexível (Permite tipos diferentes de compressão)● Para se obter diferentes compressões podemos alterar:

○ Modo de operação (1 canal ou 2 canais independentes) (mono, stereo)○ Frequência (8kHz, 11.05kHz e 12kHz.)○ Taxa de bits (entre 8kbps a 320kbps)

Especificações.mp3

taxa de bits qualidade do sinal arquivo gerado

● Baseia-se no intervalo de frequêcia audível ● No limiar de audição na faixa de frequência audível

● Mascaramento em frequência e mascaramento temporal.

Codificação.mp3

● Faixa de frequência audível humana (20Hz a 20kHz)

Codificação.mp3

Limiar da audição na faixa de frequência audível

Mascaramento em frequência

Mascaramento Temporal.

fluxo.mp3

O mapeamento frequência-tempo constrói o sinal PCM de saída áudio a partir dos coeficientes de frequência

resultantes da desquantização

Decodificação.mp3

Formato Tamanho (em MB) TC(%)*

WAV 35,20 ----

FLAC 22,60 35,80

Mp3 192kbps(iTunes) 4,92 86,02

Mp3 192kbps(lame) 4,79 86,39

Ogg Vorbis (nível 5) 3,64 89,66

AAC 128kbps (iTunes) 3,30 90,63

Mp3 128kbps (iTunes) 3,28 90,68

Mp3 128kbps (lame) 3,19 90,94

Comparativo

*Taxa de Compressão(TC) = Tamanho do arq. comp. / Tamanho da arq. original *100

Comparativo

Mp3 128kbps (lame)

Mp3 128kbps (iTunes)

AAC 128kbps (iTunes)

Ogg Vorbis (nível 5)

Mp3 192kbps(lame)

Mp3 192kbps(lame)

FLAC

$ lame -b 192 musica.wav saida.mp3LAME 3.98.4 32bits band: 11114 Hz - 11381 HzEncoding musica.wav to saida.mp3

...

Writing LAME Tag...doneReplayGain: -2.7dB

Exemplo - Lame

http://sourceforge.net/projects/lame/

TAMANHO:

ENTRADA:.wav: 7,0 MB (7351092 bytes)

SAÍDA:.mp3: 1,6 MB (1668702 bytes)

compressão : 77.30%

Exemplo - Lame

Dúvidas?