Статьи    Мобильная Версия

Как улучшить качество Mp3, FLAC и Wav файлов

Способы обработки Mp3, FLAC и Wav файлов можно условно разделить на 2 вида: искажающие и неискажающие. И если искажающие способы обработки изменяют оригинальное соотношение амплитуд их уровень и частоту, то неискажающие способы обработки изменяют уровень всех амплитуд одинаково или оставляют неизменным уровень всех амплитуд и частот звука.

Наиболее распространённым искажающим способом обработки является использование эквалайзера, а наиболее распространённым неискажающим способом обработки является использование нормализатора. В данной статье мы рассмотрим нормализатор.

Суть нормализации заключается в том, что изменяется амплитуда исходного звукового сигнала, а форма остаётся прежней. И это ощущается на слух как изменение силы звука или громкости.

Изменение громкости сопровождается изменением динамического диапазона, то есть отношения самого громкого значения к самому тихому значению звукового сигнала. С увеличением громкости увеличивается и динамический диапазон.

Сужение, уменьшение динамического диапазона и громкости сопровождается тем, что музыка звучит ровно, монотонно, все время примерно с одинаковой громкостью, она становится скучной, невыразительной, более плоской, пропадает экспрессия и динамизм, теряется яркость восприятия.

В звуковом файле звук представлен в виде определённого набора чисел значения, которых считываются и поступают в ЦАП (Цифро-аналоговый преобразователь) с которого выходной сигнал поступает на предварительный усилитель, затем на усилитель мощности, с которого выходной сигнал воспроизводится динамиками, АС (Акустическая система) или наушниками. Таким образом, используя нормализатор мы регулируем амплитуду выходного сигнала ЦАП. Если мы используем ручку или кнопку для регулирования громкости, то мы регулируем усиление предварительного усилителя и амплитуду его выходного сигнала. Каждый усилительный каскад вносит искажения, поэтому лучше, чтобы их было меньше. Задействовав ЦАП на полную мощность, мы уменьшаем усиление предварительного усилителя и если ЦАП обладает высоким качеством то можно уменьшить искажения, вносимые предварительным усилителем.

Конечно, можно воспользоваться ручкой или кнопкой громкости и просто увеличить уровень громкости, не прибегая к помощи нормализатора, но если у вас не одна композиция, а целая группа композиций или песен, то это доставляет ощутимое неудобство. У каждой композиции своя громкость, динамический диапазон и средний уровень громкости.

Если все песни или музыкальные композиции исполняются в одном стиле или жанре то, как правило, можно ограничиться пиковой нормализацией. Пиковая нормализация для группы композиций фиксирует для каждой композиции громкость, динамический диапазон на одном уровне таким образом, что у всех композиций оказывается один и тот же динамический диапазон или громкость.

Если все песни или музыкальные композиции исполняются в разном стиле или жанре то, как правило, прибегают к нормализации по среднему уровню. Нормализация по среднему уровню для группы композиций фиксирует громкость или динамический диапазон на разном уровне для каждой композиции в зависимости от среднего значения громкости этой композиции, что создаёт ощущение одинаковой громкости при переходе от одной песни или композиции к другой для всей группы композиций.

Давайте рассмотрим нормализацию звука применительно к программе Sound Normalizer .

В отличие от звуковых редакторов типа "Sound Forge", которые, выполняя нормализацию файлов Mp3, сначала преобразуют этот Mp3 файл в Wav файл, затем нормализуют этот Wav файл, а потом уже обратно преобразуют этот файл Wav в Mp3 - Sound Normalizer выполняет нормализацию файлов Mp3 без каких либо преобразований или конвертирований и при этом просто изменяет служебную информацию в каждом фрейме Mp3 файла.

Также в отличие от таких проигрывателей как "foobar 2000", которые, выполняя нормализацию файлов Mp3 используют для этого APEv2 теги оставляя при этом каждый фрейм Mp3 файла нетронутым - Sound Normalizer не использует APEv2 тегов для нормализации, что делает возможным прослушивание Mp3 файлов с изменённой громкостью в "железных" или аппаратных проигрывателях с флеш памятью. К тому же Sound Normalizer выполняет тестирование и нормализацию по каждому каналу отдельно что позволяет при нормализации автоматически выравнивать уровень громкости в каждом канале на одинаковый уровень что улучшает стереоэффект.

Загрузить Sound Normalizer: SoundNormalizerRU.exe

Прежде чем приступить к нормализации вам нужно открыть файл.
В программе предусмотрено 2 режима это одиночный и пакетный.

В одиночном режиме чтобы открыть файл выполните команду “Открыть”.

Для перехода в пакетный режим вам нужно выполнить команду ”Пакетный процессор”.

В Пакетном процессоре открыть файлы можно тремя способами:

Добавить

• Если Вы выполните команду “Добавить файлы” то сможете выбрать Mp3, FLAC или Wav файл или файлы;
• Если Вы выполните команду “Добавить папку” то сможете выбрать все Mp3, FLAC или Wav файлы, находящиеся в этой папке;
• Если Вы выполните команду “Добавить папки” то сможете выбрать все Mp3, FLAC или Wav файлы, находящиеся в этой папке и всех подпапках находящихся в этой папке.

В программе для Mp3 файлов реализована нормализация по среднему уровню с определением срезов. Поскольку после сжатия для Mp3 файлов довольно часто уровень звука оказывается вблизи пикового уровня или превышает его, то одна пиковая нормализация для Mp3 файлов оказывается нецелесообразной.

Наиболее оптимальным вариантом будет сочетание нормализации по среднему уровню с пиковой нормализацией предотвращающей срезы звукового сигнала.

Срезы звукового сигнала появляются в Mp3 файле когда происходит преобразование Wav файла с пиковым уровнем выше 90%, поэтому перед преобразованием Wav файла в Mp3 выполняйте пиковую нормализацию Wav файла с уровнем не более 90%.

Срезы звукового сигнала называют ещё клиппингом – это искажение звукового сигнала, выражающееся в появлении "шипения" и "треска".

Пожалуйста, послушайте и посмотрите на один и тот же звуковой сигнал без срезов и со срезами.

Со Срезами (Clipping.mp3)

Послушайте и сравните звук со срезами "Clipping.mp3" с звуком без срезов "NoClipping.mp3"


Со Срезами


Без Срезов

Звуковой Нормализатор

Для Mp3, FLAC и Wav файлов, как в одиночном, так и в пакетном режиме перед нормализацией по среднему уровню целесообразно выполнить проверку и определить рекомендуемый максимальный уровень нормализации без срезов.

Проверка

Рекомендуемый максимальный уровень нормализации без срезов – это оптимальный уровень нормализации, устраняющий срезы и обеспечивающий максимальное качество звука.

В пакетном режиме рекомендуемый максимальный уровень пакетной нормализации списка обработки без срезов – это оптимальный уровень нормализации, устраняющий срезы и обеспечивающий максимальное качество звука, рассчитываемый для текущего списка обработки.

Пакетная Проверка

В пакетном режиме есть команда ”Нормализовать каждый файл по максимальному уровню без срезов” – эта команда представляет собой реализацию пиковой нормализации по максимальному уровню для Mp3 файлов, т.е. в каждом файле громкость увеличивается ровно настолько что и динамик не "хрипит" и громкость максимально возможная.

Команда “Сохранять соотношение между каналами” по умолчанию отключена и Sound Normalizer автоматически выравнивает по среднему или пиковому уровню громкость в каждом канале. При включении этой команды Sound Normalizer будет сохранять прежнее оригинальное соотношение уровня громкости, между каналами увеличивая громкость в каждом канале на одинаковое значение до уровня заданного синхронизированными ползунками регулятора нормализации. То есть команда "Сохранять соотношение между каналами" позволяет изменять громкость в двух стереоканалах (левый, правый) на одно и то же значение. Т.е. сохраняется исходная разница в громкости между каналами. При этом из двух стереоканалов выбирается канал с сигналом, имеющим максимальную амплитуду или громкость. На основании этой информации и производится нормализация одновременно в двух каналах.

Уровень нормализации для Mp3 файлов в программе Sound Normalizer выражается в процентах относительно значения в 89 Дб. То есть 89 Дб - это 100%.

89 Дб – это определённый опытным путём для большинства Mp3 файлов уровень громкости, на котором ещё отсутствуют срезы.

Уменьшение размера Mp3, Wav и FLAC файлов

Если Вам нужно уменьшить качество и размер mp3 файла, то тогда Вам надо воспользоваться преобразователем или конвертором из mp3 в mp3. Sound Normalizer включает в себя преобразователь или конвертор из mp3 в mp3 с сохранением первоначальных ID3 v1 и v2 тегов (Артист/Заголовок/Жанр и др.).

Надо заметить что увеличение скорости потока или битрейта mp3 файла не увеличивает качество звучания этого файла.

Перейдя в пакетный режим как видно на рисунке ниже, Вы увидите колонку "Ожидаемый размер" значение в этой колонке будет обновляться каждый раз когда Вы в установках кодировщика (кнопка "Установки...", Выходной формат "MP3" на вкладке "Пакетное Конвертирование") нажмёте кнопку "Применить" или "Хорошо".

Ожидаемый размер

Для уменьшения размера mp3 файла лучше всего уменьшить скорость потока или битрейт (англ. bitrate). В этом случае у Вас есть 3 варианта режима сжатия потоковых данных:

• 1. С постоянной скоростью потока (англ. Constant bitrate, CBR);
• 2. С переменной скоростью потока (англ. Variable bitrate, VBR);
• 3. С усреднённой скоростью потока (англ. Average bitrate, ABR).

Качество mp3 файла зависит в основном от скорости, чем больше скорость тем лучше качество.

Режим CBR даст Вам предсказуемый размер mp3 файла.

Режим VBR даст Вам непредсказуемую величину уменьшения mp3 файла.

Режим ABR даст Вам величину уменьшения mp3 файла которая может быть предсказана с гораздо большей (по сравнению с VBR) точностью.

Если Вам нужно сохранить качество и уменьшить размер Wav файла, то тогда Вам лучше всего воспользоваться преобразователем или конвертором из Wav во FLAC. Кодировщик FLAC уменьшает размер Wav файла почти в 2 раза.

По умолчанию параметры кодировщика FLAC настроены на получение оптимального соотношения скорость/уровень сжатия для большинства типов входных файлов. Однако это большинство типов входных файлов таково, что большинство параметров кодировщика FLAC рассчитаны на звук с CD-аудио (т.е. 44.1кГц, 2 канала, 16 бит). Благодаря простым алгоритмам расжатия скорость декодирования FLAC выше скорости кодирования к тому же кодировщик FLAC имеет аппаратную поддержку на уровне железа, что делает кодек ещё быстрее и энергоэффективнее, поскольку он несильно загружает центральный процессор.

После того как Вы перевели звук в файл формата FLAC вы с помощью программы Sound Normalizer можете уменьшить размер файла .flac ещё как минимум на 10%. Для этого вам нужно открыть файл .flac и уменьшить уровень нормализации этого файла исходя из того что уменьшение уровня нормализации на 1% уменьшает размер файла .flac как минимум на 0.2%.

Выводы

Нормализация – это неискажающий вид обработки.

Нормализация сопровождается изменением громкости или динамического диапазона, то есть изменяется соотношение самого громкого значения к самому тихому значению звукового сигнала.

Нормализация позволяет улучшить качество: Если для Wav, FLAC файлов это выражается в увеличении динамического диапазона, то для Mp3 файлов это выражается в устранении срезов.

Приступая к нормализации Mp3, FLAC и Wav файлов нужно иметь в виду, что существует 2 вида нормализации:

• Пиковая нормализация;
• Нормализация по среднему уровню.

Нужно знать, что существует 2 режима нормализации:

• Одиночный;
• Пакетный.

Пакетный режим нормализации работает со списком обработки и позволяет выровнять воспринимаемую громкость для группы композиций. Если в группе композиций все песни принадлежат к одному и тому же жанру или стилю музыки, то обычно достаточно и пиковой нормализации. Если же в группе композиций есть песни, принадлежащие к разным жанрам, то обычно необходимо использовать нормализацию по среднему уровню.

Для Mp3 файлов необходимо использовать нормализацию по среднему уровню, поскольку их уровень громкости, как правило, равен максимальному или превышает его, что вызывает появление срезов. К тому же из-за своего небольшого размера на диске или флеш памяти располагается большое количество Mp3 файлов, которые нередко принадлежат к разным жанрам музыки. Поэтому для Mp3 файлов будет оптимальным использование нормализацию по среднему уровню совместно с пиковой нормализацией предотвращающей срезы звукового сигнала и позволяющей получить максимальное качество.