Časť 6.2: Porovnanie bezstratových kompresných schém

V prípade bezstratových formátov, ako bolo spomenuté, nie je zložité kvantifikovať úspešnosť kompresie. Netreba žiadne posluchové testy, stačí ochota, počítačové vybavenie a voľný čas. Na internete možno nájsť pár príkladov. Dobré, aj keď nie celkom aktuálne (2004-05) porovnanie rýchlosti kompresie, rýchlosti dekompresie a úspešnosti mnohých formátov možno nájsť zakreslené v grafe na stránke Holanďana menom Hans Heijden (http://web.inter.nl.net/users/hvdh/lossless/lossless.htm), podobnú prácu z 2005-02, no vo forme tabuľky, možno nájsť na stránke používateľa s prezývkou Speek (http://members.home.nl/w.speek/comparison.htm).

Najjednoduchšie metódy (napr. Shorten) vedú ku kompresii okolo 63% (pomer veľkostí skomprimovaných a pôvodných dát) a nie sú výpočtovo veľmi zložité. Výsledky najúspešnejších kompresných schém sa však vždy pohybujú nad 50% (štatistika pre rôznorodé vstupy). Rozdiely v úspešnosti kompresie sú teda nízke. Na poli bezstratových formátov prevláda jediná metóda – LPC. Každé zlepšenie úspešnosti kompresie sa získava za cenu zvýšenia komplexnosti kodéra (asymetrické riešenie) alebo kodéra i dekodéra (symetrické riešenie). Nárast výpočtovej náročnosti je však neúmerný zmenšeniu dátového toku.

Rýchlosť dekódovania je bezpochyby dôležitejšia než rýchlosť kódovania, ktorá sa vykonáva len razPozn. 1. Najlepšie kompresné pomery síce dosahujú spätne adaptívne kodéry, tie sú však symetrické, teda ich dekódovanie je rádovo rovnako náročné ako kódovanie. Nie je teda jednoduché zvoliť jasného víťaza medzi bezstratovými formátmi.

Uvádzame tabuľku (tab. 6.2) poskytujúcu prehľad rôznych vlastností a čŕt bezstratových zvukových formátov. Keď nejaký údaj nebol k dispozícii, alebo je otázny, uvedený je otáznik. Hlavným zdrojom informácií bola internetová stránka http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=Lossless_comparison. Jej autor (Roberto José de Amorim) sa neustále stará o jej aktuálnosť.

• V prvom stĺpci sú vymenované jednotlivé formáty.
• V druhom stĺpci – LC – sa uvádza typ licencie. OS znamená opensource, teda je k dispozícii zdrojový kód kodéra a dekodéra. OSI znamená, že je táto licencia certifikovaná konzorciom Opensource Initiative (http://www.opensource.org), teda zaručene spĺňa ducha opensource hnutia. ŠT znamená štandardizovanú (ISO) technológiu, PR vyjadruje proprietárnu, teda utajenú technológiu. V zátvorke môže byť uvedené bližšie upresnenie – (L) znamená licencované použitie, tzn. za komerčné používanie platformy (zväčša kodéra) sa platí, a (S) vyjadruje dostupnosť knižnice na implementáciu kodeka v iných produktoch.
• Tretí stĺpec – CMP – uvádza známkou priemernú úspešnosť kompresie. 1 znamená vysoká úspešnosť, 5 nízka. Tieto údaje (rovnako aj údaje vo štvrtom a piatom stĺpci) sú len štatistickým odhadom, založeným na mnohých porovnaniach a testoch vykonaných na rôznych materiáloch. Prvé číslo vyjadruje „optimálne“ nastavenie kodéra (väčšinou mód „normal“), znamenajúce kompromis medzi rýchlosťou a úspešnosťou kompresie. V prípade že sú k dispozícii výsledky pre rôzne konfigurácie kodéra, najlepší dosiahnuteľný výsledok (za cenu spomalenia kompresie a/alebo dekompresie) je uvedený ako prvé číslo v zátvorke, druhé číslo v zátvorke je zas výsledok pri zvolení najvyššej rýchlosti kompresie. Treba podotknúť, že rozdiel medzi známkou 1 a 5 nie je v objektívnych číslach veľký – výsledky sa v priemere pohybujú okolo 53-63%.
• Štvrtý stĺpec – C – vyjadruje známkou 1-5 ohodnotenie rýchlosti kompresie pre „optimálne“ nastavenie, v zátvorke sú uvedené rýchlosti pre najsilnejšiu a najrýchlejšiu kompresiu (p. tretí stĺpec).
• Piaty stĺpec – D – vyjadruje známkou 1-5 ohodnotenie rýchlosti dekompresie pre „optimálne“ nastavenie, v zátvorke sú uvedené rýchlosti pre najsilnejšiu a najrýchlejšiu kompresiu (p. tretí stĺpec).
• Šiesty stĺpec – S – vyjadruje známkou 1-5 dostupnú softvérovú podporu.
• Siedmy stĺpec – H – vyjadruje známkou 1-5 dostupnú hardvérovú podporu (zväčša prenosné prehrávače).
• Ôsmy stĺpec – V – vyjadruje podporu formátu pre vysielateľnosť (angl. streaming): A znamená podporu, prázdne pole neprítomnosť podpory.
• Deviaty stĺpec – E – indikuje prítomnosť technológií na detekciu chyby v toku dát: A znamená podporu, prázdne pole neprítomnosť podpory.
• Desiaty stĺpec – P – vyjadruje podporu pretáčania (angl. seek) v súbore, resp. obnovenia dekódovania v prípade napojenia sa na prebiehajúci tok dát. A znamená dobrú podporu, S slabšiu (pomalé pretáčanie z dôvodu dlhej doby dekódovania alebo dlhých rámcov), N žiadnu.
• Jedenásty stĺpec – OS – je zoznam operačných systémov, v ktorých má formát softvérovú podporu. Uvedený je v skratkách: Win znamená operačné systémy typu MS Windows, Lin systémy na báze Linuxu, Mac operačný systém Mac OS X. V prípade podpory ďalších, tu nespomenutých platforiem je uvedené +.

(Poznámka: formát ALS bol len nedávno štandardizovaný, SLS je ešte len vo štádiu vývoja. MLP je zas technológia so špecifickým využitím. Z toho dôvodu sa mnohé ich vlastnosti neuvádzajú, alebo uvádzajú v zátvorke.)

Ťažko určovať víťaza, no stanovené kritériá najlepšie spĺňajú WavPack, FLAC a TTA. FLAC má spomedzi nich najrýchlejšiu dekompresiu, najväčšiu rozšírenosť a základňu programátorov, WavPack zas pri nižšej náročnosti kompresie podáva trochu lepšie výsledky. Hlavnou nevýhodou TTA je slabá rozšírenosť tohto formátu. Keďže rozdiely v úspešnosti bezstratových algoritmov nie sú veľké, v rýchlosti a rozšírenosti sa zatiaľ nič nevyrovná formátu FLAC, aj keď mu môže byť neskôr veľkým konkurentom štandardizovaný formát MPEG-4 ALS.

Poznámka 1: Dôvod je prostý – vďaka bezstratovosti riešenia nie je potrebné mať záznam vo viacerých verziách (iné dátové toky). Nutnosť používať viac druhov formátov je zriedkavá, pri bezstratových formátoch ju možno navyše transkódovanie (zmena jedného formátu na iný) vykonať bezstratovo (teda bez tzv. generačnej straty).

(c) 2006 Pavol Adam

Powered by: