Кодек — это устройство или компьютерная программа , которая кодирует или декодирует поток данных или сигнал . [1] [2] [3] Кодек — это словосочетание кодер /декодер . [4]
В электронных коммуникациях эндек — это устройство, которое действует как кодер и декодер на сигнале или потоке данных, [5] и, следовательно, является типом кодека. Эндек — это портманто от кодер/декодер .
Кодер или кодер кодирует поток данных или сигнал для передачи или хранения, возможно, в зашифрованной форме, а функция декодера обращает кодирование для воспроизведения или редактирования. Кодеки используются в видеоконференциях , потоковом мультимедиа и приложениях для редактирования видео .
В середине 20 века кодек был устройством, которое кодировало аналоговые сигналы в цифровую форму с помощью импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Позже это название также применялось к программному обеспечению для преобразования между форматами 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 с помощью аудиодекодера для воспроизведения. Примером этого являются кодеки, используемые в звуковых картах персональных компьютеров. Видеокодек выполняет ту же задачу для видеосигналов.
При реализации протокола IrDA ( Infrared Data Association ) может использоваться endec между UART и оптоэлектронными системами. [6]
Помимо кодирования сигнала, кодек может также сжимать данные для уменьшения полосы пропускания или дискового пространства. Кодеки сжатия в первую очередь классифицируются 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 важнее, чем устранение соответственно больших размеров данных, предпочтительны кодеки без потерь. Это особенно верно, если данные должны подвергаться дальнейшей обработке (например, редактированию ), в этом случае повторное применение обработки (кодирование и декодирование) на кодеках с потерями ухудшит качество полученных данных, так что они больше не будут идентифицированы (визуально, на слух или и то, и другое). Последовательное использование более одного кодека или схемы кодирования также может значительно ухудшить качество. Уменьшение стоимости емкости хранилища и пропускной способности сети имеет тенденцию снижать потребность в кодеках с потерями для некоторых носителей.
Многие популярные кодеки являются кодеками с потерями. Они снижают качество, чтобы максимизировать сжатие. Часто этот тип сжатия практически неотличим от исходного несжатого звука или изображений, в зависимости от кодека и используемых 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 снижают нагрузку на относительно дорогие подсистемы хранения, такие как энергонезависимая память и жесткий диск , а также форматы «запись один раз — чтение много раз», такие как CD-ROM , DVD и Blu-ray Disc . Более низкие скорости передачи данных также снижают стоимость и повышают производительность при передаче данных, например, через Интернет.
В кодеках используются два основных метода: импульсно-кодовая модуляция и дельта-модуляция . Кодеки часто разрабатываются для подчеркивания определенных аспектов кодируемого медиа. Например, цифровое видео (с использованием кодека DV ) спортивного мероприятия должно хорошо кодировать движение, но не обязательно точные цвета, в то время как видео художественной выставки должно хорошо кодировать цвет и текстуру поверхности.
Аудиокодеки для сотовых телефонов должны иметь очень низкую задержку между кодированием источника и воспроизведением. Напротив, аудиокодеки для записи или трансляции 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 уменьшается для старых форматов, для которых бесплатные или почти бесплатные кодеки существуют уже давно. Однако старые форматы часто плохо подходят для современных приложений, таких как воспроизведение на небольших портативных устройствах. Например, необработанный несжатый PCM-аудио (44,1 кГц, 16-битное стерео, представленное на аудиодиске или в файле .wav или .aiff) долгое время был стандартом на нескольких платформах, 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, которые позволяют синхронизировать аудио и видео. Каждый из этих трех потоков может обрабатываться различными программами, процессами или оборудованием; но для того, чтобы потоки мультимедийных данных были полезны в сохраненной или переданной форме, они должны быть инкапсулированы вместе в формате контейнера .
Кодеки с низким битрейтом допускают больше пользователей, но у них также больше искажений. Помимо первоначального увеличения искажений, кодеки с низким битрейтом также достигают своих низких битрейтов, используя более сложные алгоритмы, которые делают определенные предположения, например, о медиа и скорости потери пакетов. Другие кодеки могут не делать тех же предположений. Когда пользователь с кодеком с низким битрейтом общается с пользователем с другим кодеком, каждое перекодирование вносит дополнительные искажения .
Audio Video Interleave (AVI) иногда ошибочно описывается как кодек, но AVI на самом деле является форматом контейнера, в то время как кодек — это программное или аппаратное средство, которое кодирует или декодирует аудио или видео в или из некоторого аудио- или видеоформата. Аудио и видео, закодированные многими кодеками, 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 . MPEG transport stream , MPEG program stream , MP4 и базовый формат медиафайлов ISO являются примерами форматов контейнеров, которые стандартизированы ISO.
Поддельные кодеки используются, когда онлайн-пользователь берет тип кодека и устанавливает вирусы и другоевредоносное ПОв любые сжимаемые данные и использует это в качестве маскировки. Эта маскировка выглядит как загрузка кодека через всплывающее уведомление или рекламу. Когда пользователь нажимает или загружает этот кодек, вредоносное ПО затем устанавливается на компьютер. После установки поддельного кодека его часто используют для доступа к личным данным, повреждения всей компьютерной системы или для дальнейшего распространения вредоносного ПО. Одним из предыдущих наиболее используемых способов распространения вредоносного ПО были поддельные страницы AV, и с развитием технологии кодеков оба они использовались в сочетании, чтобы воспользоваться онлайн-пользователями.[8]Эта комбинация позволяет автоматически загружать поддельные кодеки на устройство через веб-сайт, ссылка на который содержится во всплывающем объявлении, предупреждениях о вирусах/кодеках или статьях.
выше 5.0 – все звуковые артефакты будут за пределами порога человеческого восприятия с соответствующим пределом восприятия