Экстремальное тестирование музыкальных форматов

← →
VEG © (2004-11-26 21:12) [0]

Совсем недавно здесь мы обсуждали, какой формат сжатия музыки с потерями наиболее выгоден для использования. На низких битрейтах (до 128kbps) качество довольно просто сравнивать на слух, но дальше начинались проблемы. Обычно в таких случаях прибегают к сравнению звуковых спектрограмм, и, как всегда, с оговоркой, что лучше ушей могут быть только уши.
Мне в голову пришла идея, как можно проверить на слух и реально прочувствовать качество сжатия различных форматов на средних и высоких битрейтах. Она довольно банальна - сто раз пережать один и тот же фрагмент, и только потом сравнивать результаты. Таким образом мы можем на слух четко определить и оценить, как работает аккустическая модель алгоритма сжатия, ведь за каждый проход алгоритм будет обрабатывать своей аккустической моделью все больше и больше информации.
По качеству сжатия на нзиких битрейтах абсолютным чемпионом оказался OGG Vorbis. Интересно, кто же держит первенство на высоких битрейтах? За тестовый образец был взят небольшой фрагмент ритмичной мелодии продолжительностью 2 секунды.

Первым подопытным стал старичок MP3. Для сжатия использовался кодер LAME 3.61 с обязательным параметром высокого качества. Учитывая особенность алгоритма MP3, из-за которой длина композиции увеличивается при кодировании, все результирующие файлы оказались на 3 секунды тишины длиннее. Но так как мы хотим сравнить именно качество звучания, будем игнорировать этот скромный недостаток.
160kbps. Я стал свидетелем почти полной тишины. Это же надо, за 100 проходов удалило весь звук:), всю жизнь, которая была в этом фрагменте. Фоном еле-еле пробивался тихий-тихий ручеек в ритм мелодии.
192kbps. В фрагменте появилось немного звука. Теперь ручеек похлюпывает, несколько громче себя самого.
224kbps. Фрагмент наполнился музыкой... Музыка, которая то резко на мгновение свернется в журчание ручья, то кратковременно развернется в далекое подобие мелодии, что была в оригинале.
256kbps. Довольно странный резкий скачок качества - и вот оно, слушабельное качество! Прослушивается некоторое дрожание звука, подобное обычному сжатию в 112kbps.
320kbps. Я был поражен, но мелодия оказалась абсолютно прозрачной! Вот где CD качество зарыто. Правда, на спектрограмме высокие частоты несколько обрезались.

Вторым мученником стал довольно молодой формат OGG Vorbis. Для сжатия использовался кодер OGG GT3b1.
q5-7. Мелодия играет вместе с огромным количеством металлических артефактов.
q8-9. Фактически оригинальная мелодия в свой ритм играет вместе с металлическими артефактами.
q10. Абсолютно прозрачное звучание, прозрачная спектрограмма.

Еще необходимо протестировать WMA и MPC, но для MPC у меня нет консольного декодера, а для WMA нет ни того, ни другого.

← →
Мазут Береговой © (2004-11-26 21:29) [1]

Вот, идешь сюда:
http://www.dbpoweramp.com/
качаешь программку dBpowerAmp.
Или здесь: http://www.dbpoweramp.com/dmc.htm версию 10.1.
Потом идешь в Codec-Central: http://www.dbpoweramp.com/codec-central.htm
и качаешь кодеки какие надо. Всё бесплатно.

Зачем такие мучения? Я рипаю всё на 256-320 lame (или качаю). Есть еще "ape" (Monkey"s Audio) формат. Но это скорее losless формат сжатия для wav. Практически без потерь аудио сд сжимается до 200-300 мег.

← →
VEG © (2004-11-26 21:36) [2]

> Мазут Береговой © (26.11.04 21:29) [1]

Зачем dBpowerAmp этот мне сдался? Консольные кодеры намного универсальнее.
Надо ведь довести беседу полугодовой давности до конца. Вот, теперь постараемя определить лучший формат для сжатия музыки на высоких битрейтах.
losless - это уже отдельная тема. Надо еще с этой разобраться.

← →
Мазут Береговой © (2004-11-26 21:47) [3]

Ну, ты ж хотел попробовать WMA и MPC? Так там у него все кодеки есть. И потом этот dBpowerAmp вызывается правым щелчком мыши на файл и конвертируй его куда хочешь.
Появился новый формат mp3PRO. Опознается всем что играет обычные mp3, а качество в 2 раза лучше...

← →
Piter © (2004-11-26 22:11) [4]

Чтобы оценить качество перекодировки нужен абсолютный слух + hi-end техника. А если после n-ой перекодировки ничего не слышно, это вовсе не говорит о том, что качество сжатия плохое. Имхо.

← →
Mihey_temporary © (2004-11-26 22:13) [5]

> Появился новый формат mp3PRO. Опознается всем что играет
> обычные mp3, а качество в 2 раза лучше...

Опознаётся - это да, но играется как простой mp3 (суть формата в том, чтобы добавлять утраченную информацию к стандартному mp3 и не все плееры эту информацию умеют читать). Кроме того, он поддерживает только низкое качество mp3 (до 96 kbps), в целом доводя звучание до сравнимого с 128 kbps обычного mp3.

← →
Мазут Береговой © (2004-11-26 22:19) [6]

> Mihey_temporary © (26.11.04 22:13) [5]

Правильно. Для того, чтоб "выцепить" всю информацию из него нужен специальный кодек или плэйер.

> Piter © (26.11.04 22:11) [4]

Абсолютно согласен.

← →
VEG © (2004-11-26 22:44) [7]

Обнаружился очень интересный момент около формата OGG. При качестве 9.0 мелодия изобилует артефактами после такого жестокого тестирования, однако, уже при 9.1 они куда-то испаряются, и мелодия становится прозрачной.
Помните, что на низких битрейтах OGG значительно опережал MP3 по качеству?
OGG MP3 WMA MPC -48 112 96 134 64 128 80 144 128 96 160 112 176 128 192 160 ...
Так вот, сегодняшний тест начал вносить коррективы в концовку таблички. Оказывается, 320kbps MP3 по качеству сравнимо с OGG 380kbps (-q9.1). Вроде бы все ясно, но странностью является тот факт, что при 320kbps (-q9.0 !!!) музыка на столько полна артефактов, что не стоит даже рядом с обычным сжатием в MP3 112kbps. А тут - плюс 0.1, и такой скачок в качестве!
Быть может, кодер еще не настроен полностью оптимально... Кто его знает...

← →
VEG © (2004-11-26 22:47) [8]

> Мазут Береговой © (26.11.04 21:47) [3]
> Появился новый формат mp3PRO. Опознается всем что играет
> обычные mp3, а качество в 2 раза лучше...

И его знаем. Но его мы уже отбраковали в прошлый раз.

← →
VEG © (2004-11-26 22:50) [9]

> Ну, ты ж хотел попробовать WMA и MPC? Так там у него все
> кодеки есть. И потом этот dBpowerAmp вызывается правым щелчком
> мыши на файл и конвертируй его куда хочешь.

Ты чего, очумел? Представляешь себе, 200 раз нажимать эту тупую комбинацию кликов (меню - конвертировать в)?
А насчет MP3Pro уже было написано много обзоров. Не понравился он. Ну что же, если будет его кодер, то и я протещу его. Но все-таки есть ли смысл в этом?

← →
Мазут Береговой © (2004-11-26 23:25) [10]

> VEG © (26.11.04 22:50) [9]
> Ты чего, очумел? Представляешь себе, 200 раз нажимать

Ну, извини, :-) погорячился...

> VEG © (26.11.04 22:47) [8]
>
> > Мазут Береговой © (26.11.04 21:47) [3]
> > Появился новый формат mp3PRO. Опознается всем что играет
>
> > обычные mp3, а качество в 2 раза лучше...
>
> И его знаем. Но его мы уже отбраковали в прошлый раз.

Не было меня в прошлый раз... прогулял видимо лекцию...

← →
Piter © (2004-11-27 00:22) [11]

VEG © (26.11.04 21:12)

то, что ты делаешь можно назвать устойчивостью алгоритма кодека к пережатию, но уж никак не качество кодирования. Имхо.

Чтобы определить качество - см. пост [4]

← →
VEG © (2004-11-27 12:58) [12]

> Мазут Береговой © (26.11.04 23:25) [10]
> Не было меня в прошлый раз... прогулял видимо лекцию...

Извини, погорячился. И впрямь тебя не было в той ветке. Там была приведена информация о том, что MP3pro а низких битрейтах не сильно лучше обычного MP3, и мостится где-то рядом с WMA9. Поэтому искать кодер я не стал. И еще, я точно не помню, но MP3Pro бесплатен, как и MP3, или нет?
lame может кодировать MP3 с переменным битрейтом. Может, попробовать и это попробовать?:)

← →
VEG © (2004-11-27 13:05) [13]

> Piter © (26.11.04 22:11) [4]
> Чтобы оценить качество перекодировки нужен абсолютный слух
> + hi-end техника.

Но не совсем понятно, что понимается под понятием «Абсолютный слух». Ведь у всех слух разный.
Здесь проверяется не совсем способность алгоритма пережимать свой же файл. Ведь для кодера всегда дается только wav, получившаяся после предыдущего кодирования. Это нам дает определить, на сколько много информации удаляет кодер, и на что он ее замещает. В OGG замещение идет ша беспорядочное шипение (как по радио), в MP3 - на тихое урчанье. Наш тест это показал. И глпавное, что удалось реально определить, на каких битрейтах получается высокое качество такого уровня, что даже после сотой перекодировки фрагмент оригинала невозможно отличить от пережатого 100 раз.
Мы ищем именно эту информацию. Для остального, как вы предлагаете, еслть техника и ухо. Но о вкусах не спорят - например, кому-то мелодия с артефактами может показаться красивее, чем оригинал :)

← →
VEG © (2004-11-28 12:06) [14]

ачал строить графики по шкале качества, какому формату какой битрейт необходим, чтобы достичь необходимого качества по шкале...
Как думаете, нужна ли кому-нибудь эта работа?

← →
uny © (2004-11-28 12:44) [15]

предложенный способ это как пол мыть разными средствами по сто раз. грязи может и нет, а пол испортится - средства агрессивные, не рассчитаны что бы сто раз. или как таблетки на безопасность испытывать - есть по сто штук и следить насколько хуже станет. а потом вывод - эта таблетка безопаснее, чел помер не от неё, а от переедания.

когда человек слышит звук это же отражается на биотоках или ещё чем, можно в первый проход - с не сжатым звуком - выяснить АЧХ как он вообще слышит, а во второй проход - со сжатым звуком - выяснить вторую АЧХ, что он теперь услышал. сравнить. и не надо идеального слуха и Hi end
каждый сможет для себя выбрать сжатие

← →
Piter © (2004-11-28 13:40) [16]

Но не совсем понятно, что понимается под понятием «Абсолютный слух». Ведь у всех слух разный

У музыкантов есть такое понятие как абсолютный слух. Я не помню, что там надо уметь определять на слух, чтобы его признали абсолютным, но что-то есть.

VEG © (28.11.04 12:06) [14]
Как думаете, нужна ли кому-нибудь эта работа?

наверное, кому-нибудь нужна :)
Только еще раз повторю - это не тестирование что лучше, mp3 и OGG. Это тест на то, какой формат лучше воспринимает пережатие.

Простой пример. Допустим, у нас есть два архиватора и есть эталонный файл на 2 Mb.

Первый архиватор заархивировал файл в 1 Mb.
Второй архиватор заархивировал файл в 1,5 Mb.

Но экспериментаторы решили заархивировать 150 раз. В результате:

Первый архиватор заархивировал файл в 1,7 Mb.
Второй архиватор заархивировал файл в 1,6 Mb.

Объемы естественно возросли из-за наступления предела сжатия и наличия кучи лишней информации.

VEG, внимание, вопрос - какой архиватор лучше?

← →
VEG © (2004-11-28 15:35) [17]

> VEG, внимание, вопрос - какой архиватор лучше?

Не совсем корректное сравнение. Дело в том, что звук мы распаковываем и пережимает, а в вашем примере вложенная архивация.
Отчасти вы, конечно, правы. Но на практике оказывается, что психоаккустические модели, наверное, всех кодеров, не способны уловить ту унформацию, которую они отбросили в прошлый раз, поэтому те места они не трогают, а подчищают оставшуюся информацию...
Вот недавно для OGG хотели программеры написать пережималку, которая брала бы результаты предыдущей работы, и дожимала бы до нового качества (предполагается, что пережатие идет с понижением битрейта). Правда, передумали (что очень жалко, было бы неплохо для мобильных устройств так музон пережимать). Еще неплохо бы бля OGG аписать кодер, который бы ррал результаты работы MP3 и дожимал своей моделью... Мечты... :)

← →
uny © (2004-11-28 15:40) [18]

>Дело в том, что звук мы распаковываем и пережимает, а в вашем примере
>вложенная архивация.
а если распаковывать какой лучше?

← →
VEG © (2004-11-28 15:41) [19]

> Еще неплохо бы бля OGG аписать кодер, который бы ррал результаты работы MP3 и дожимал своей моделью... Мечты... :)

Да извинят меня модераторы... Не знаю почему, но почему-то мимо кнопки стал я часто нажимать :(
Еще неплохо бы для OGG написать кодер, который бы брал результаты работы MP3 и дожимал своей моделью... Мечты... :)

← →
VEG © (2004-11-28 15:43) [20]

> uny © (28.11.04 15:40) [18]

Смотря какая информация сжималась и на что архиваторы были расщитаны.

← →
uny © (2004-11-28 15:47) [21]

[20] VEG © (28.11.04 15:43)
информация законная, лицензированная, а расчитывали на хорошее

← →
VEG © (2004-11-28 15:54) [22]

> uny © (28.11.04 15:47) [21]
> [20] VEG © (28.11.04 15:43)
> информация законная, лицензированная, а расчитывали на хорошее

Медиа/текст/еще что
Возможно, один из архиверов суперски жмет текст, а другой - медиаданные. Однозначто выбрать в таком случае архивер нельзя.

← →
uny © (2004-11-28 15:57) [23]

[22] VEG © (28.11.04 15:54)
тоже так думаю

← →
Mihey_temporary © (2004-11-28 16:55) [24]

ИМХО думаю 2 секунды маловато и конвертить надо по одному разу.

← →
VEG © (2004-11-28 19:41) [25]

> Mihey_temporary © (28.11.04 16:55) [24]
> ИМХО думаю 2 секунды маловато и конвертить надо по одному
> разу.

Большой фрагмент 1 раз мы конвертировали в прошлой ветке. Но для высоких битрейтов это не дает никакого результата. Здесь нужен иной подход. Об этом я и говорил в начале ветки.

← →
Mihey_temporary © (2004-11-28 19:53) [26]

> Большой фрагмент 1 раз мы конвертировали в прошлой ветке.
> Но для высоких битрейтов это не дает никакого результата.
> Здесь нужен иной подход. Об этом я и говорил в начале ветки.

А я всё-же думаю, что различия есть и такие, что можно на слух определить - звучок главное по-громче сделать да аппаратурку получше заиметь.

← →
y-soft © (2004-11-28 20:13) [27]

>VEG © ...но для MPC у меня нет консольного декодера...

Разве во время того легендарного обсуждения я Вам не высылал?
Могу выслать еще раз...

>Мазут Береговой © (26.11.04 21:47) [3]
...Появился новый формат mp3PRO. Опознается всем что играет обычные mp3, а качество в 2 раза лучше...

Ну, тут не все так просто и очевидно.

Отличие от стандартного MP3 в том, что дополнительно при кодировании записывается некая упрощенная информация о динамике изменения высокочастотных составляющих. Соответственно - при воспроизведении плейеры, которые понимают этот формат, синтезируют (не восстанавливают!!!) что-то слегка похожее на оригинальную высокочастотную сотавляющую, этим субъективно и объясняется несколько лучшее звучание. Прочие плейеры воспринимают MP3Pro как обычный MP3...

Широкое распространение формат вряд ли получит из-за своей небесплатности.

Насчет APE - это действительно lossless (беспотерьное) сжатие.
В среднем коэффициент компрессии 48..52%. В эпоху дешевых резаков и болванок DVD IMHO самый выгодный формат (на болванку 4.7 Gb помещается полтора десятка альбомов)...

Технический прогресс сейчас движется невероятно быстро, и с момента последней дискуссии компьютерный звук еще больше приблизился по качеству к настоящему Hi-Fi. За это время подешевели болванки и резаки DVD, звуковые карты полупрофессионального качества, а самое приятное - наконец-то появилась недорогая компьютерная акустика с параметрами Hi-Fi - Defender Volcano 1 SPK-750 ($160 вместе с усилителем и набором кабелей. После настройки звучит очень достойно)...

Еще приятнее, что это разработка отечественной компании Tor, и, что тут Россия обогнала признаные мировые бренды...

← →
Sun bittern © (2004-11-28 20:25) [28]

VEG ©

Попробуй так протестить:
WAV (оригинал) -> MP3
MP3 -> WAV
Сравни на процент соответсвия какой нибудь прогой оригинальный WAV с WAV перекодированным из MP3. Это наверно и будет нормальный тест на качество.

← →
Sergey_Masloff (2004-11-28 20:28) [29]

y-soft © (28.11.04 20:13) [27]
>В среднем коэффициент компрессии 48..52%. В эпоху дешевых >резаков и болванок
И опять спрошу - а смысл? Ну там полтора десятка альбомов или скажем 7 на болванке?

А меня жена дожала - выбросил Олимп 005 и около 900 катушек. Неделю был в состоянии близком к инфаркту. И никакого сжатия - даже на скорости 9.5 никогда не писал только максимальное качество. Некоторые записи просто уникальные были. Но что делать :( Пытался цифровать - бЭсполезно. Получается просто г... Вот и хваленая Audigi

>Sun bittern © (28.11.04 20:25) [28]

Сравнение спектрограмм может дать только количественные характеристики, но никак не качественные.

Критерий качества один - человеческий слух...

К тому же тестирование нельзя отрывать от условий применения - то, что приемлемо для портативного плейера, вряд ли подойдет для прослушивания в условиях концертного зала. А то, что хорошо в концертном зале, совсем не годится для студии звукозаписи...

>Sergey_Masloff (28.11.04 20:28) [29]

И опять спрошу - а смысл? Ну там полтора десятка альбомов или скажем 7 на болванке?

Ну, раз разговор идет о компрессорах, то очевидно и коэффициент сжатия (точнее - соотношение качество/степень сжатия) имеет значение... Иначе зачем сжимать вообще?

А Audigi для цифровки не используйте - она насильно пересэмплирует все на 48 кГц :(. Купите лучше почти такую же по цене Terratec Aureon Space или M-Audio Revolution и цифруйте с помощью EAC с оригинальных СD либо в APE, либо вообще без сжатия в Wav...

>Чтобы оценить качество перекодировки нужен абсолютный слух + hi-end техника.
Ну зачем тут абсолютный слух? Тем более, когда не знаешь, что это такое.[этот вывод уже по следущим постам]

VEG, респект за идею : ]

> y-soft © (28.11.04 20:13) [27]
> >VEG © ...но для MPC у меня нет консольного декодера...
>
> Разве во время того легендарного обсуждения я Вам не высылал?
> Могу выслать еще раз...

Очень приятно видеть вас в этой ветке. Я рад.
Вы мне высылали только кодер. Кодер у меня есть. А вот декодера нет :(
Кстати, обнаружилась одна не очень приятная особенность mppenc - он переспрашивает постоянно, перезаписать ли файл (с другими кодерами я простой циклический батник написал, и все само кодировалось, а я телевизор глядел). Здесь придется «y» нажимать:) Но ничего, это все же лучше, чем мышкой кликать... Ради результата и на это пойти можно :~|

> Sun bittern © (28.11.04 20:25) [28]
> VEG ©
>
> Попробуй так протестить:
> WAV (оригинал) -> MP3
> MP3 -> WAV
> Сравни на процент соответсвия какой нибудь прогой оригинальный
> WAV с WAV перекодированным из MP3. Это наверно и будет нормальный
> тест на качество.

Получится 2 абсолютно разных файла, отличающихся даже по размеру. Этот метод сравнения не годится ни в какие рамки...

> хм © (28.11.04 20:56) [31]
> VEG, респект за идею : ]

Хм, спасибо:)

VEG © (28.11.04 21:15) [32]

Евгений, Вы дайте действующее мыло, я вышлю...

Еще. Для полноты тестирования не мешало бы проверить кроме описанных форматов еще и AAC и WavPack...

http://slutsk.net/~veg/audioformats.png
Вот я начал строить графики по качеству и битрейтам. Пока концовка несколько неверна, там MP3 и OGG пересекаются на 1 q раньше, и неизвестно, как ведут себя другие форматы...

>Здесь придется «y» нажимать
как насчет echo y|декодер.ехе ?

> y-soft © (28.11.04 21:20) [33]

Владимир, мой действующий адрес электронной почты: veg@tut.by. Правда, он временами глючит (письма не доходят), но на данный момент почту проверяю только здесь:|

> Еще. Для полноты тестирования не мешало бы проверить кроме
> описанных форматов еще и AAC и WavPack...

У вас есть необходимые кодеры/декодеры?
в прошлый раз мы кодировали в AAC by Astrid (работает только на низких битрейтах) и в еще какой-то, но результатов от второго не осталось у меня (не сохранил последнюю версию ветки). Может, у вас есть?

>VEG ©

Выложил декодер и описание параметров командной строки для декодера и кодера на

http://y-soft.comsignal.ru/mppdec.exe
http://y-soft.comsignal.ru/readme.txt

Свежие версии можно так же найти здесь:

http://www.musepack.net/index.php?pg=win

или здесь

http://www.rarewares.org/mpc.html

По последней ссылке можно найти и все необходимое для AAC

http://www.rarewares.org/aac.html

и WavPack

http://www.rarewares.org/lossless.html

> y-soft © (28.11.04 21:50) [39]

Спасибо. Сейчас посмотрю.

> и WavPack http://www.rarewares.org/lossless.html

Так WavPack - это сжате без потерь? Тогда его надо тестировать с форматами в своей категории. или отдельно проставить точки на q 10 для форматов сжатия без потерь для сравнения :)

Экстремальное тестирование музыкальных форматов Найти похожие ветки