Кодек — это устройство или компьютерная программа , которая кодирует или декодирует поток данных или сигнал . [1] [2] [3] Кодек представляет собой комбинацию кодера /декодера . [4]
В электронных коммуникациях эндек — это устройство, которое действует как кодер и декодер потока сигналов или данных [5] и, следовательно, является разновидностью кодека. Endec — это комбинация кодера /декодера .
Кодер или кодер кодирует поток данных или сигнал для передачи или хранения, возможно, в зашифрованном виде, а функция декодера обращает кодирование для воспроизведения или редактирования. Кодеки используются в приложениях для видеоконференций , потокового мультимедиа и редактирования видео .
В середине 20-го века кодек представлял собой устройство, которое кодировало аналоговые сигналы в цифровую форму с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Позже это название было также применено к программному обеспечению для преобразования форматов цифровых сигналов, включая функции компандирования .
Аудиокодек преобразует аналоговые аудиосигналы в цифровые сигналы для передачи или кодирует их для хранения. Приемное устройство преобразует цифровые сигналы обратно в аналоговую форму, используя аудиодекодер для воспроизведения. Примером тому являются кодеки, используемые в звуковых картах персональных компьютеров. Видеокодек выполняет ту же задачу для видеосигналов.
Блок системы экстренного оповещения обычно представляет собой эндек, но иногда просто декодер.
При реализации протокола ассоциации инфракрасных данных (IrDA) между UART и оптоэлектронными системами может использоваться endec . [6]
Помимо кодирования сигнала, кодек может также сжимать данные, чтобы уменьшить полосу пропускания передачи или пространство для хранения. Кодеки сжатия подразделяются в первую очередь на кодеки с потерями и кодеки без потерь .
Кодеки без потерь часто используются для архивирования данных в сжатом виде с сохранением всей информации, присутствующей в исходном потоке. Если сохранение исходного качества потока более важно, чем устранение соответственно больших размеров данных, предпочтительными являются кодеки без потерь. Это особенно верно, если данные должны подвергнуться дальнейшей обработке (например, редактированию ), и в этом случае повторное применение обработки (кодирования и декодирования) на кодеках с потерями приведет к ухудшению качества результирующих данных настолько, что их больше нельзя будет идентифицировать (визуально). , вслух или и то, и другое). Последовательное использование более одного кодека или схемы кодирования также может значительно ухудшить качество. Снижение стоимости емкости хранилища и пропускной способности сети имеет тенденцию к снижению потребности в кодеках с потерями для некоторых носителей.
Многие популярные кодеки работают с потерями. Они снижают качество, чтобы максимизировать сжатие. Часто этот тип сжатия практически неотличим от исходного несжатого звука или изображения, в зависимости от используемого кодека и настроек. [7] Наиболее широко используемый метод сжатия данных с потерями в цифровых носителях основан на дискретном косинусном преобразовании (DCT), используемом в таких стандартах сжатия, как изображения JPEG , видео H.26x и MPEG , а также аудио MP3 и AAC . Меньшие наборы данных облегчают нагрузку на относительно дорогие подсистемы хранения, такие как энергонезависимая память и жесткий диск , а также форматы с возможностью записи-однократного чтения, такие как CD-ROM , DVD и Blu-ray Disc . Более низкие скорости передачи данных также снижают затраты и повышают производительность при передаче данных, например, через Интернет.
В кодеках используются два основных метода: импульсно-кодовая модуляция и дельта-модуляция . Кодеки часто предназначены для подчеркивания определенных аспектов медиафайлов, подлежащих кодированию. Например, цифровое видео (с использованием кодека DV ) спортивного мероприятия должно хорошо кодировать движение, но не обязательно точные цвета, тогда как видео художественной выставки должно хорошо кодировать цвет и текстуру поверхности.
Аудиокодеки для мобильных телефонов должны иметь очень низкую задержку между исходным кодированием и воспроизведением. Напротив, аудиокодеки для записи или вещания могут использовать методы сжатия звука с высокой задержкой для достижения более высокой точности при более низкой скорости передачи данных.
Существуют тысячи аудио- и видеокодеков, стоимость которых варьируется от бесплатных до сотен долларов и более. Такое разнообразие кодеков может создавать проблемы совместимости и устаревания. Влияние меньше для старых форматов, для которых уже давно существуют бесплатные или почти бесплатные кодеки. Однако старые форматы часто плохо подходят для современных приложений, таких как воспроизведение на небольших портативных устройствах. Например, необработанный несжатый звук PCM (44,1 кГц, 16-битный стерео, представленный на аудио компакт-диске или в файле .wav или .aiff) уже давно является стандартом для многих платформ, но его передача по сетям медленная и дорогая. по сравнению с более современными сжатыми форматами, такими как Opus и MP3.
Многие потоки мультимедийных данных содержат как аудио , так и видео , а также часто некоторые метаданные, позволяющие синхронизировать аудио и видео. Каждый из этих трех потоков может обрабатываться разными программами, процессами или оборудованием; но для того, чтобы потоки мультимедийных данных были полезны в хранимой или передаваемой форме, они должны быть инкапсулированы вместе в формате контейнера .
Кодеки с более низким битрейтом позволяют большему количеству пользователей, но они также имеют больше искажений. Помимо первоначального увеличения искажений, кодеки с более низкой скоростью передачи данных также достигают более низких скоростей передачи данных за счет использования более сложных алгоритмов, которые делают определенные предположения, например, о носителе и скорости потери пакетов. Другие кодеки могут не делать таких предположений. Когда пользователь с кодеком с низким битрейтом разговаривает с пользователем с другим кодеком, каждое перекодирование вносит дополнительные искажения .
Audio Video Interleave (AVI) иногда ошибочно называют кодеком, но AVI на самом деле является форматом контейнера, а кодек — это программный или аппаратный инструмент, который кодирует или декодирует аудио или видео в какой-либо аудио- или видеоформат или из него. Аудио и видео, закодированные с помощью многих кодеков, могут быть помещены в контейнер AVI, хотя AVI не является стандартом ISO . Существуют также другие известные форматы контейнеров, такие как Ogg , ASF , QuickTime , RealMedia , Matroska и DivX Media Format . Транспортный поток MPEG , программный поток MPEG , MP4 и базовый формат медиафайлов ISO являются примерами контейнерных форматов, стандартизированных ISO.
Поддельные кодеки используются, когда онлайн-пользователь берет какой-либо кодек, устанавливает вирусы и другиевредоносные программыв любые сжимаемые данные и использует их в качестве маскировки. Эта маскировка проявляется как загрузка кодека через всплывающее предупреждение или рекламу. Когда пользователь щелкает этот кодек или загружает его, на компьютер устанавливается вредоносное ПО. После установки поддельного кодека его часто используют для доступа к личным данным, повреждения всей компьютерной системы или дальнейшего распространения вредоносного ПО. Одним из наиболее часто используемых ранее способов распространения вредоносного ПО были поддельные AV-страницы, а с развитием технологии кодеков оба этих способа стали использоваться в сочетании, чтобы получить выгоду от онлайн-пользователей. [8]Эта комбинация позволяет автоматически загружать поддельные кодеки на устройство через веб-сайт, ссылка на который содержится во всплывающей рекламе, предупреждениях о вирусах/кодеках или статьях.
выше 5,0 – все звуковые артефакты будут находиться за порогом человеческого восприятия с соответствующим запасом восприятия.