Вопрос или проблема
Я использовал Audacity, чтобы создать WAV-файл с 4 образцами по 10 секунд, разделенными 5-минутными интервалами тишины. Хотя исходные образцы занимали всего несколько мегабайт, экспортированный WAV-файл занял 150 МБ.
Кодирование этого WAV-файла с помощью ffmpeg -i file.wav file.format уменьшило его размер до:
file.aac/m4a: 30 MB
file.opus: 3 MB
К моему удивлению, кодирование файла opus в aac привело к
file.opus.m4a: 3 MB
Мне интересно, почему так происходит, и как достичь такого небольшого размера файла напрямую, без промежуточного файла opus.
Я заметил, что ffprobe file.opus.m4a показывает битрейт 15 kb/s, и ffmpeg -i file.wav -c:a aac -b:a 15k file2.m4a также приводит к файлу размером 3 MB. Однако качество звука ужасное, в то время как для file.opus.m4a оно отличное.
Ответ или решение
Для эффективного кодирования тишины в формате AAC, важно понимать, как современные аудиокодеки обрабатывают и сжимают аудиоданные. В общих чертах, кодеки, такие как AAC и Opus, используют различные алгоритмы сжатия, которые включают в себя предсказательное кодирование, дискретное косинусное преобразование и переменную скорость битрейта для максимально эффективного использования доступной полосы пропускания.
Теория
Когда речь идет об аудиозаписях, содержащих значительные промежутки тишины, такие промежутки могут привести к неэффективному использованию места на диске, особенно в некомпрессированных форматах, таких как WAV. Кодеки, такие как AAC и Opus, имеют алгоритмы для обнаружения и эффективного кодирования "тишины", сводя к минимуму использования битрейта там, где это возможно. Однако результат может сильно зависеть от настроек кодера.
AAC изначально разрабатывался для обеспечения высокого качества воспроизведения при более низких битрейтах по сравнению с другими популярными стандартами, такими как MP3. Opus, с другой стороны, хорошо известен своей способностью адаптироваться к широкому спектру битрейтов и работает особенно эффективно в условиях ограниченного частотного диапазона, таких как широкие промежутки тишины.
Пример
В вашем случае вы создали WAV-файл с четырьмя 10-секундными аудиосэмплами, разделенные 5-минутными промежутками тишины. Из-за этого файл увеличился до 150 МБ в несжатом виде WAV. Экспорт этого файла в AAC уменьшил размер до 30 МБ, в то время как Opus файл составил всего 3 МБ. Это значительное различие может быть объяснено более эффективной обработкой Opus промежутков тишины и общей архитектурой кодека.
После перекодирования файла Opus в AAC, вы заметили, что размер файла снизился до 3 МБ, сохраняя при этом качественное аудио, хотя использование параметров напрямую в ffmpeg для AAC с низким битрейтом привело к значительной потере качества. Это может быть объяснено тем, что Opus эффективнее управляет тишиной и устраняет её при кодировании таким образом, что дальнейшее преобразование в AAC оказывается лишено необходимости бороться с неоднородными периодами аудио.
Применение
Для достижения маленького размера файла в AAC без использования Opus в качестве промежуточного этапа, следует рассмотреть несколько ключевых настроек кодирования:
-
Тишина и сжатие тишины: Понимание и использование режимов, которые игнорируют или оптимально кодируют промежутки тишины может существенно влиять на размер итогового файла. Некоторые кодеры AAC поддерживают параметр эффективного пропуска тишины или её кодирование с минимальным битрейтом.
-
Постоянный и переменный битрейт (CBR vs VBR): Использование переменного битрейта может позволить кодеру автоматически выделять минимально необходимые ресурсы (битрейты) для участков с тишиной, тем самым улучшая общую эффективность сжатия.
-
Настройки ffmpeg: Вам следует исследовать детальные параметры команд кодирования в ffmpeg. Использование параметров, таких как
-c:a aac -vbr качество, может позволить вам настроить компромис между качеством аудио и размером файлов. Попробуйте применить настраиваемый размер блоков кодирования или использовать профили с более высоким уровнем сжатия. -
Визуализация спектра и анализ аудио: Использование инструментов, таких как ffprobe, может помочь вам лучше понимать, как аудиокодек обрабатывает разные фрагменты файла и выявлять участки, где несжатый аудиосигнал может быть оптимизирован.
Следуя указанным выше подходам, можно более эффективно кодировать аудиофайлы с большими промежутками тишины, достигая оптимального сочетания размера и качества в формате AAC без необходимости использовать Opus в качестве промежуточного шага. Это требует практики и экспериментов с различными настройками кодирования, но в результате может значительно улучшить ваше понимание и навыки работы с современными аудиоформатами.