Opus Audio Codec na Youtube
W tym artykule wyjaśniamy, czym jest kodek audio Opus i jak YouTube wykorzystuje go w praktyce.
Co to jest kodek Opus Audio?
Opus to kodek audio przeznaczony do wydajnej kompresji cyfrowych danych audio. Został przyjęty jako standard przez Internet Engineering Task Force (IETF) w 2012 roku i jest obsługiwany przez liczne aplikacje i platformy, takie jak WebRTC, Skype, WhatsApp, Discord, Mozilla Firefox i Google Chrome. Zdolny do obsługi szerokiego zakresu częstotliwości audio, w tym mowy i muzyki, kodek Opus zapewnia wysoką jakość dźwięku przy niskich przepływnościach. Wykorzystuje kombinację liniowych i nieliniowych filtrów predykcyjnych i zmiennych próbkowanieaby umożliwić efektywną kompresję. Pozwala to na przesyłanie wysokiej jakości danych audio z szybkością transmisji od 6 do 510 kb/s. Kolejną zaletą kodeka Opus jest jego zdolność adaptacji do różnych warunków sieciowych. Obsługuje zmienne przepływności i może dostosowywać szybkość i jakość kodowania w czasie rzeczywistym do dostępnej przepustowości sieci. Zapewnia to stabilną jakość dźwięku podczas transmisji oraz brak przerw i opóźnień.
W jaki sposób YouTube wykorzystuje kodek Opus Audio?
Chcesz możliwie najlepszego odtwarzania utworu bez zniekształceń na wszystkich platformach?
Jakich bitrate’ów używa kodek audio Opus?
Kodek audio Opus może pracować z różnymi bitrate’ami podczas kodowania dźwięku. Został zaprojektowany tak, aby zapewniać wysoką jakość audio przy niskich przepływnościach, ale obsługuje także wyższe bitrate’y, gdy potrzebna jest jeszcze lepsza jakość.Typowe wartości dla Opusa mieszczą się w zakresie od 6 kb/s do 510 kb/s. W razie potrzeby kodek może obsłużyć również bitrate do 768 kb/s.
Opus korzysta ze zmiennego bitrate’u (VBR), dzięki czemu może w czasie rzeczywistym dopasowywać przepływność do materiału audio. Bardziej złożone sygnały otrzymują wyższy bitrate, a prostsze niższy, co pomaga zachować dobry balans między jakością dźwięku a kompresją.
W praktyce Opus sprawdza się w wielu zastosowaniach: od transmisji mowy przy niskim bitrate po streaming muzyki w wyższej jakości.
Aplikacja YouTube często korzysta z wyraźnie niższych bitrate’ów niż wersja przeglądarkowa na smartfonie.
Czy kodek audio Opus może powodować zniekształcenia?
Tak, przy użyciu kodeka Opus mogą pojawić się zniekształcenia. Dzieje się tak przede wszystkim wtedy, gdy bitrate jest zbyt niski albo materiał audio jest zbyt złożony dla wybranej przepływności. W takim przypadku kodek nie zapisuje wystarczającej ilości informacji o sygnale, co może obniżyć jakość dźwięku i spowodować artefakty.Drugim czynnikiem jest implementacja kodeka. Jeśli kodek został wdrożony nieprawidłowo albo nie współpracuje dobrze z używanym oprogramowaniem lub sprzętem, zniekształcenia również mogą się pojawić.
Warto jednak podkreślić, że Opus jest zasadniczo zoptymalizowany pod wysoką jakość dźwięku przy niskich bitrate’ach. Przy odpowiedniej przepływności i niezbyt złożonym materiale audio jakość powinna pozostać dobra, a zniekształceń można uniknąć.
Jak uniknąć zniekształceń powodowanych przez kodek?
Aby uniknąć zniekształceń, należy przestrzegać specyfikacji serwisów streamingowych. Zasada praktyczna: masteruj utwór tak, aby brzmiał dobrze. Jeśli integrated loudness przekracza -14 LUFS, zostaw najlepiej 2 dB True Peak headroomu, aby uniknąć zniekształceń intersample peak.Chcesz sprawdzić, czy Twój utwór zabrzmi dobrze na wszystkich platformach? Pokażemy Ci to w profesjonalnej analizie miksu.
Opus Codec otrzymuje aktualizację AI
Nowa wersja 1.5 lub 1.5.1 wolnego od licencji kodeka audio Opus otrzymała aktualizację AI. Uczenie maszynowe (ML) ma na celu ulepszenie kodowania, tak aby strumień danych pozostał kompatybilny z istniejącymi dekoderami. Ale dekoder otrzymuje również sztuczną inteligencję, aby poprawić dźwięk.
AI dla lepszej jakości dźwięku
Technologia zwana „Neural Vocoder” ma za zadanie wyjątkowo wydajną kompresję mowy. W porównaniu do wokodera LPCNet, rdzenie procesorów laptopów lub smartfonów powinny być obciążone jedynie w około 1%. Twórcy nazywają algorytm Framewise AutoRegressive Generative Adversarial Network (FARGAN). Chcą później opublikować artykuł na ten temat.
Optymalizują przetwarzanie sygnału za pomocą Linear Adaptive Coding Enhancer (LACE) i wariantu nieliniowego (NoLACE). LACE zachowuje się jak klasyczny postfiltr, w którym głęboka sieć neuronowa (DNN) na bieżąco dostosowuje współczynniki na podstawie wszystkich dostępnych danych – jednak sam sygnał audio nie przechodzi przez DNN. Rezultatem jest mały DNN o bardzo niskiej złożoności, który działa również na starszych telefonach. Wariant NoLACE wymaga większej mocy obliczeniowej, ale jest też znacznie mocniejszy ze względu na nieliniowe przetwarzanie sygnału. Obydwa znacząco poprawiają jakość głosu.
Kodek Opus wyraźnie kształtuje dźwięk w serwisie YouTube — w artykule wyjaśniono, jak przygotować się do Mastering. Przewodnik po Mastering do kontekstu przesyłania strumieniowego.
Kodek Opus: Bitstream pozostaje zgodny ze standardami
Zamiast programować zupełnie nowy kodek oparty na ML, Opus pozostaje w pełni kompatybilny. Dzięki temu Opus będzie nadal działać na starszych i wolniejszych urządzeniach, zapewniając jednocześnie łatwą ścieżkę aktualizacji. Chociaż głębokie uczenie się jest często kojarzone z potężnymi akceleratorami GPU, projekt Opus zoptymalizował wszystko tak, aby działało na większości procesorów, w tym na procesorach smartfonów.
Większość użytkowników nie powinna odczuć większego obciążenia, ale osoby korzystające z mikroprocesorów lub smartfonów starszych niż pięć lat mogą to zauważyć. Dlatego nowe funkcje są nadal domyślnie dezaktywowane i należy je aktywować podczas kompilacji i w czasie wykonywania, na przykład za pomocą parametrów wiersza poleceń.
Popraw utratę pakietów
Utrata pakietów powoduje brakujące fragmenty dźwięku. Kodeki zwykle próbują temu zapobiec poprzez ukrywanie utraty pakietów (PLC). Zwykle jest to rodzaj interpolacji po stronie dekodera z „wiarygodnym dźwiękiem” wstawianym w punktach utraty. Uczenie maszynowe może być tutaj szczególnie pomocne – programiści Opus rozwiązują ten problem za pomocą głębokiej sieci neuronowej (DNN), która zwiększa plik binarny kodeka o około 1 MB i prowadzi do o jeden procent większego obciążenia rdzenia procesora laptopa w przypadku poważnych straty pakietów.
Wskazówka: Posłuchaj, jak brzmi Twoja ścieżka dźwiękowa po użyciu kodeka YouTube Opus. – bezpłatnie w przeglądarce z podglądem kodeka w mierniku głośności.
