На цій сторінці показано неперевірені зміни
 | |
 | |
| Тип | аудіо-кодек,звуковий формат |
|---|---|
| Розробник | Xiph.Org Foundation, Джош Коалсон |
| Перший випуск | 20 липня 2001 |
| Стабільний випуск | 1.3.3 (4 серпня2019; 6 років тому (2019-08-04)) |
| Платформа | Багатоплатформність |
| Операційна система | кросплатформність  |
| Мова програмування | C[1] |
| Ліцензія | утиліти командного рядка:GNU GPL бібліотеки:BSD |
| Онлайн-документація | xiph.org/flac/documentation_tools_flac.html(англ.) |
| Репозиторій | github.com/xiph/flac |
| Вебсайт | xiph.org/flac |
| |
| |
| Розширення: | .flac |
|---|---|
| MIME-тип: | audio/x-flac |
| Тип формату: | Аудіо |
| Стандарт(и): | Специфікація |
| Сайт: | xiph.org/flac(англ.) |
FLAC (англ.Free Lossless Audio Codec — вільний аудіокодек без втрат) — аудіокодек для стиснення аудіо зі 100% збереженням оригінального звукового потоку. На відміну від таких кодеків, якMP3,WMA чиOgg Vorbis, FLAC забезпечує т.зв. стиснення без втрат (англ.lossless), тобто під час розпакування звукові дані залишаються повністю ідентичним до початкового файлу перед стисненням. FLAC також включає можливість перевірки точності даних завдяки збереженню у файлівідбитку MD5 оригінальних даних[2].
FLAC є вільним форматом: його використання не вимагає виплатроялті, специфікації є відкритими та його основна реалізація євільним програмним забезпеченням[3].
Розвиває цей кодек Xiph.Org Foundation.
Основними частинамипотоку є:
Перші чотири байти ідентифікують потік FLAC. Наступні за нимиметадані містять інформацію про потік, потім йдуть стиснуті звукові дані.
Станом на 10.03.2010 в libflac-1.2.1 визначені такі типи блоків: StreamInfo, Padding, Application, SeekTable, VorbisComment, CueSheet, Picture, Unknown. Блоки метаданих можуть бути будь-якого розміру, додавання нових блоків не викликає труднощів. Невідомі блоки метаданих декодер пропускає.
Блок STREAMINFO — обов'язковий. У ньому містяться дані, що дозволяють декодеру налаштуватибуфер,дискретизації, кількість каналів, кількість біт на семпл і кількість семплів. Також в блок записується підписMD5 не стиснених аудіо даних. Це корисно для перевірки всього потоку після його передачі.
Інші блоки призначені для резервування місця, зберігання таблиць точок пошуку,тегів, список розмітки аудіодисків, а також даних для конкретних додатків. Опції для додавання блоків PADDING або точок пошуку наведені нижче. FLAC не потребує точок пошуку, проте вони дозволяють значно збільшити швидкість доступу, а також можуть бути використані для розміщення міток в аудіо редакторах.
Точний опис структур стандартних блоків можна знайти в файлі format.h бібліотеки libflac, доступною на сайті формату.
За метаданими слідують стислі аудіодані. Метадані та аудіо не чергуються. Як і більшістькодеків, FLAC ділить вхідний потік на блоки і кодує їх незалежно один від одного. Блок запаковується у фрейм і додається до потоку. Базовий кодер використовує блоки постійного розміру для всього потоку, однак формат передбачає наявність блоків різної довжини в потоці.
Розмір блоку - дуже важливий параметр для кодування. Якщо він занадто малий, то в потоці буде надто багато заголовків фреймів, що зменшить рівень стиснення. Якщо ж розмір великий, то кодер не зможе підібрати ефективну модель стиснення. Розуміння процесу моделювання допоможе вам збільшити рівень стиснення для деяких типів вхідних даних. Зазвичай під час використання лінійного прогнозування на аудіо з частотою дискретизації 44,1 кГц оптимальний розмір блоку лежить в діапазоні 2-6 тис. семплів.
Якщо на вхід надходять стереоаудіодані, вони можуть пройти через стадію міжканальної декореляції. Правий і лівий канал перетворюються до середнього і різницевому за формулами: середній = (лівий + правий) / 2, різницевий = лівий - правий. На відміну відjoint stereo, що використовується в lossy-кодерах, в lossless-кодуванні цей процес не призводить до втрат. Для даних з аудіодисків це зазвичай призводить до значного збільшення рівня стиснення.
На наступному етапі кодер намагаєтьсяапроксимувати сигнал такою функцією, щоб отриманий після її вирахування з оригіналу результат (званий різницею, залишком, помилкою) можна було закодувати мінімальною кількістю бітів. Параметри функцій теж повинні записуватися, тому вони не повинні займати багато місця. FLAC використовує два методи формування апроксимацій:
По-перше, постійне поліноміальне пророкування (-l 0) працює значно швидше, але менш точно, ніж LPC. Чим вище порядок LPC, тим повільніше, але краще буде модель. Однак зі збільшенням порядку виграш буде все менш значним. В деякій точці (зазвичай близько 9) процедура кодера, що визначає найкращий порядок, починає помилятися і розмір одержуваних фреймів зростає. Щоб подолати це, можна використовувати повний перебір, що призведе до значного збільшення часу кодування.
По-друге, параметри для постійних предикторів можуть бути описані трьома бітами, а параметри для моделі LPC залежать від кількості біт насемпл і порядку LPC. Це означає, що розмір заголовка фрейму залежить від обраного методу і порядку і може вплинути на оптимальний розмір блоку.
Коли модель підібрана, кодер віднімає наближення з оригіналу, щоб отримати залишковий (помилковий) сигнал, який потім кодується без втрат. Для цього використовується та обставина, що різницевий сигнал зазвичай маєрозподіл Лапласа і є набір ентропійних кодів, що має назвукодування Райса, що дозволяє ефективно і швидко кодувати ці сигнали без використання словника.
Кодування Райса складається з знаходження одного параметра, що відповідає розподілу сигналу, а потім використання його для складання кодів. Зі зміною розподілу змінюється і оптимальний параметр, тому є метод, що дозволяє перераховувати його в разі потреби. Залишок може бути розбитий на контексти або розділи, у кожного з яких буде свій параметр Райса. FLAC дозволяє вказати, як потрібно проводити розбиття. Залишок може бути розбитий на 2 n розділів.
Аудіофрейму передує заголовок, який починається з коду синхронізації і містить мінімум інформації, необхідної декодеру для відтворення потоку. Сюди також записується номер блоку або семпли і восьмибітна контрольна сума самого заголовку. Код синхронізації,CRC заголовка фрейму і номер блоку/семплу дозволяють виконувати пересинхронізацію і пошук навіть під час відсутності точок пошуку. В кінці фрейма записується його шістнадцятибітна контрольна сума. Якщо базовий декодер виявить помилку, то буде згенерований блок тиші.
Щоб підтримувати основні типи метаданих, базовий декодер вміє пропускати теги ID3v1 і ID3v2, тому їх можна вільно додавати. Теги ID3v2 повинні розташовуватися перед маркером «fLaC», а теги ID3v1 - в кінці файлу.
Існують модифікації FLAC кодера:Improved FLAC encoder іFlake.
У грудні 2024 комітетIETF (Internet Engineering Task Force), що займається розвитком протоколів та архітектури інтернету, завершив формування[4]RFC для вільного звукового кодека FLAC (Free Lossless Audio Codec), розробленого спільнотою Xiph.Org. Пов'язана з форматом специфікація опублікована під ідентифікаторомRFC 9639. RFC отримав статус "Запропонованого стандарту" та описує існуючий стан формату стиснення FLAC, за винятком явного додавання підтримки 32-розрядного звуку та введення обмежень щодо його адаптації.
Передбачається, що публікація RFC спростить створення з нуля нових реалізацій декодувальника FLAC і дозволить відтворити підтримку формату для отримання доступу до звукових файлів, що збереглися, в далекому майбутньому, після того як формат FLAC і його реалізації виявляться в забутті. Раніше розробникам надавалася документація від проекту Xiph та еталонна реалізація, що містить усі необхідні деталі. З появою RFC вся інформація зведена в один документ, що позбавляє розробників необхідності звертатися до сирцевого коду еталонної бібліотеки або переглядати архіви списків розсилки в пошуках подробиць.
Кодек FLAC використовує методи кодування без втрати даних, що гарантує повне збереження початкової якості звукового потоку та його ідентичність з еталонним варіантом. Використовувані методи стиснення без втрат дозволяють зменшити розмір вихідного звукового потоку на 50-60%. FLAC є повністю вільним потоковим форматом, що передбачає не лише відкритістьбібліотек з реалізацією функцій кодування та декодування, а й відсутність обмежень щодо використання та створення похідних варіантів. Код еталонних бібліотек розповсюджується підліцензією BSD.
Файли з розширенням .flac можна відкрити на комп'ютері, зокрема за допомогою таких програм:
Апаратно підтримується, зокрема, такими пристроями (список не повний):
