CELT - CELT

Эта статья про аудиокодек. О предлагаемом телескопе см. Калифорнийский чрезвычайно большой телескоп. Для онлайн-базы данных ирландских текстов см. Корпус электронных текстов. Для использования в других целях см. Кельт (значения).
CELT
РазработанФонд Xiph.Org
Тип форматаАудио
СодержитсяOgg
Расширен доOpus
СтандартДокументация
libcelt
Разработчики)Фонд Xiph.org, Жан-Марк Валин
Предварительный выпуск
0.11.1 / 15 февраля 2011 г.; 9 лет назад (2011-02-15)
ТипАудиокодек, эталонная реализация
ЛицензияBSD с двумя пунктами
Интернет сайтопус-кодек.org

Преобразование с ограничением энергии с перекрытием (CELT) является открытым, Безвозмездная с потерями сжатие звука формат и свободное программное обеспечение кодек с особенно низкой алгоритмической задержкой для использования в низкая задержка аудиосвязь. Алгоритмы открыто документированы и могут использоваться без патент на программное обеспечение ограничения. Развитие формата поддерживалось Фонд Xiph.Org (в составе Ogg кодеков), а позже координировал Opus рабочая группа Инженерная группа Интернета (IETF).

CELT призван ликвидировать разрыв между Vorbis и Speex для приложений, где требуется как высокое качество звука, так и низкая задержка.[1] Он подходит как для речи, так и для музыки. Он заимствует идеи из CELP алгоритм, но избегает некоторых его ограничений, работая в частотная область исключительно.[1]

Исходный автономный CELT был объединен с Opus Таким образом, CELT как автономный формат сейчас заброшен и устарел. Разработка продолжается только его гибридной формы в виде слоя Opus, интегрированного с ШЕЛК.Эта статья посвящена историческому автономному формату; чтобы узнать об интегрированной форме и ее развитии с момента интеграции в Opus, смотрите статью об Opus.

Характеристики

Центральная особенность CELT - низкая алгоритмическая задержка. Он допускает задержки обычно от 3 до 9 мс, но его можно настроить на значение менее 2 мс по цене большего битрейта для достижения аналогичного качества звука.[2] CELT поддерживает моно и стереозвук и применим как к речи, так и к музыке. Он может использовать частота выборки от 32 кГц до 48 кГц и выше и адаптивный битрейт от 24 кбит / с до 128 кбит / с на канал и выше.[2]

Нет никаких известных проблем с интеллектуальной собственностью, относящихся к алгоритму CELT, и его эталонная реализация опубликована под разрешающей лицензией с открытым исходным кодом ( BSD с двумя пунктами ).[1][3]

подобно Vorbis, CELT - это полнополосный (весь человеческий диапазон слышимости ) универсальный кодек, т.е.не специализированный для особых типов аудиосигналов и, следовательно, отличный от своего родственного проекта. Speex. Формат позволяет прозрачный результаты при высоких битрейтах, а также очень приличное качество при более низких битрейтах. В целом, возможности сжатия, как говорят, значительно превосходят возможности MP3, и в качестве еще одной полезной функции для приложений реального времени, таких как телефония, качество звука CELT при более низкой скорости передачи данных даже на уровне HE-AAC v1, благодаря складыванию ремешка.[4][5] В сравнительных тестах двойного слепого прослушивания он оказался заметно превосходит HE-AACv1 на скорости ~ 64 кбит / с.[6]

Он имеет сравнительно небольшую вычислительную сложность, напоминающую вариант с малой задержкой. AAC (AAC-LD) и остается значительно ниже, чем Vorbis.[7]

Это позволяет постоянный и переменная битрейт. Если сигнал исчезает в минимальном уровне шума в речевых паузах и подобных случаях, передача может быть ограничена сигналом выхода комфортный шум к декодеру. Большинство настроек формата с естественной потоковой передачей можно изменить на лету, не прерывая передачу.

Формат устойчив к ошибкам передачи. Потеря целых пакетов, а также битовые ошибки могут быть замаскированы постоянным ухудшением качества звука (маскировка потери пакетов, ПЛК).

Технологии

блок-схема кодека

CELT - это преобразовать кодек на основе модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) и концепции из CELP (с кодовой книгой для возбуждения, но в частотной области).

Начальный PCM-кодированный сигнал обрабатывается в относительно небольших перекрывающихся блоках для MDCT (оконная функция ) и преобразованы в частотные коэффициенты. Выбор особенно короткого размера блока, с одной стороны, обеспечивает низкую задержку, но также приводит к плохому разрешению по частоте, которое необходимо компенсировать. Для дальнейшего уменьшения алгоритмической задержки за счет незначительной жертвы в качестве звука, по своей природе 50% перекрытия между блоками практически сокращено до половины за счет отключения звука в течение одной восьмерки на обоих концах блока, соответственно. .[2]

Коэффициенты сгруппированы так, чтобы напоминать критические полосы слуховой системы человека. Анализируется все количество энергии каждой группы, и значения квантованный за сжатие данных и сжимается посредством предсказания, передавая только разницу в предсказанные значения (дельта-кодирование ).

(Неквантованные) значения энергии полосы удаляются из необработанных коэффициентов DCT (нормализация). Коэффициенты результирующего остаточного сигнала (так называемая «форма полосы») кодируются Квантование вектора пирамиды (ПВК, сферический векторное квантование ).[8] Такое кодирование приводит к кодовым словам фиксированной (предсказуемой) длины, что, в свою очередь, обеспечивает устойчивость к битовым ошибкам и не оставляет необходимости в энтропийное кодирование.[5] Наконец, все выходные данные кодера кодируются в один поток битов датчик диапазона.[9] В связи с PVQ, CELT использует технику, известную как складывание ленты, которая обеспечивает аналогичный эффект для репликация спектральной полосы (SBR) путем повторного использования коэффициентов нижних диапазонов для более высоких, но оказывает гораздо меньшее влияние на алгоритмическую задержку и вычислительную сложность, чем SBR. Это работает против «Птички» артефакты за счет сохранения большего разнообразия соответствующих частотных диапазонов.

Декодер распаковывает отдельные компоненты из потока битов с кодированным диапазоном, умножает энергию полосы на коэффициенты формы полосы и преобразует их обратно (через iMDCT) в данные PCM. Отдельные блоки соединяются с помощью взвешенного перекрытие-добавить (ВОЛА). Многие параметры не кодируются явно, а вместо этого восстанавливаются с использованием тех же функций, что и кодировщик.

Для канал связи CELT может использовать M / S стерео или интенсивность стерео. Блоки можно описывать независимо от соседних кадров (Внутрикадровый ); например, чтобы позволить декодеру перейти в текущий поток. С кодеками преобразования могут быть слышны так называемые артефакты предварительного эха, потому что ошибка квантования резких, тяжелых звуков (переходные процессы ) может распространяться по всему блоку DCT, и переходный процесс не маскирует их как назад, так и вперед. С помощью CELT каждый блок может быть дополнительно разделен, чтобы предотвратить появление таких артефактов.

История

Первая работа над планами и проектами преемника Vorbis была проведена в 2005 г. Xiph.org в рамках проекта Ghost (первоначально называвшегося «Vorbis II»). Это обсуждение вместе с создателем Vorbis Кристофер Монтгомери привело к тому, что Жан-Марк Валин заинтересовался кодеком с особенно малой задержкой. Валин работает в CELT с 2007 года.[5] В декабре 2007 года была опубликована первая черновая версия libcelt как версия 0.0.1, первоначально названная «Преобразование притирки с кодовым возбуждением».[10][11] CELT был основан как IETF технологии в июле 2009 г.[3][12][13][14] в рамках рабочей группы "ietfcodec". В мае 2009 г. проект RTP формат полезной нагрузки для кодека CELT был опубликован.[15]

В версии 0.9 прогнозирование основного тона, работающее в частотной области, использовавшейся до этого, было заменено менее сложным решением с парой пре- и постфильтров во временной области,[16] который был предоставлен Раймондом Ченом из Broadcom.[5]

С CELT 0.11 от 4 февраля 2011 года формат был предварительно заморожен («мягкое замораживание») - за исключением возможности неожиданно необходимых последних изменений.

Вскоре после появления CELT /ШЕЛК гибридный кодек Opus (ранее известный как Harmony), развитие CELT как отдельного проекта было остановлено, вместо этого он жил на основе Opus,[17] который направлен на обработку нижней части спектрального диапазона во временной области с линейное предсказание (ШЕЛК) и более высокая часть в частотной области с MDCT. Черновик Opus зарегистрирован в IETF с сентября 2010 года.

Программного обеспечения

В библиотека программного обеспечения libcelt служит эталонная реализация для CELT, написано на C и опубликовано как свободное программное обеспечение под собственной лицензией Xiph с тремя пунктами BSD.

Несмотря на то, что формат не был окончательно заморожен, он использовался во многих VoIP такие приложения, как Экига[18] и FreeSWITCH,[19] который перешел на CELT после перехода на soft-freeze в январе 2009 года, а также Бормотать, Team Speak и другие[20] программного обеспечения. В апреле 2011 года поддержка CELT была включена в FFmpeg.[21][22]

CELT также поддерживается или используется:[20]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Xiph.Org Аудиокодек CELT с ультранизкой задержкой - домашняя страница В архиве 2018-08-31 в Wayback Machine, Проверено 1 сентября 2009 г.
  2. ^ а б c Презентация кодека В архиве 2011-08-07 на Wayback Machine Тимоти Б. Террибери (65 минут видео в ~ 100 МБ OggTheora + Vorbis, см. также слайды презентации В архиве 2011-08-10 на Wayback Machine в PDF, ~ 2,3 МиБ)
  3. ^ а б Проект CELT IETF
  4. ^ Фиона Глейзер (18.11.2010). «Важно: предстоящее замораживание битового потока CELT!». ffmpeg-devel.mplayerhq.hu - список рассылки обсуждений разработки и исправлений FFmpeg. mplayerhq.hu. Получено 2012-06-11.
  5. ^ а б c d Кристофер Монтгомери (2010-12-23). "Аудио нового поколения: обновление CELT 20101223". Демо-страницы Монти. Xiph.Org. Архивировано из оригинал на 2013-08-23. Получено 2012-06-11.
  6. ^ Дирк Бёзель (18.04.2011). "CELT beeindruckt beim 64 kb / s Multiformat Hörtest (2011)". MPeX.net (на немецком). MPeX.net GmbH. Получено 2011-04-25.
  7. ^ Валин, Жан-Марк; Террибери, Тимоти Б .; Монтгомери, Кристофер; Максвелл, Грегори (17 апреля 2009 г.), «Высококачественный речевой и аудиокодек с задержкой менее 10 мс» (PDF), Транзакции IEEE по обработке звука, речи и языка, Общество обработки сигналов IEEE, 18 (1), получено 2011-02-16
  8. ^ Фишер, Томас Р. (июль 1986 г.), "Пирамидальный векторный квантователь", IEEE Transactions по теории информации, 32 (4), стр. 568–583, Дои:10.1109 / TIT.1986.1057198
  9. ^ вторая версия проекта спецификации
  10. ^ Жан-Марк Валин (2007-12-09). «Экспериментальный выпуск Ghost / CELT 0.0.1». Форумы Hydrogenaudio. Получено 2012-06-11.
  11. ^ Xiph.Org (2008-12-08) Релизы CELT - celt-0.0.1.tar.gz, Проверено 1 сентября 2009 г.
  12. ^ Моника Эрмерт (13 ноября 2009 г.). "IETF kümmert sich um lizenzfreien Audiocodec". Heise онлайн. Получено 2011-02-12.
  13. ^ первый проект спецификации, представленный в IETF
  14. ^ IETF - Рабочая группа AVT (2009-07-04) Кодек преобразования с перекрытием энергии (CELT), Проверено 1 сентября 2009 г.
  15. ^ IETF - Рабочая группа AVT (2008-05-08) Формат полезной нагрузки RTP для кодека CELT, Проверено 1 сентября 2009 г.
  16. ^ Жан-Марк Валин (15 февраля 2011 г.). «Сложность CELT декодера». CELT-dev. Xiph.Org. Архивировано из оригинал на 2012-04-02. Получено 2012-06-11.
  17. ^ Жан-Марк Валин, Коэн Вос (октябрь 2010 г.). «Определение аудиокодека Opus». Интернет-проекты IETF. Рабочая группа IETF Network. Получено 2012-06-11.
  18. ^ Ekiga 3.1.0 доступна
  19. ^ FreeSWITCH: новогодний релиз
  20. ^ а б «Программное обеспечение, которое использует или поддерживает CELT». CELT сайт. Xiph.Org. Получено 2012-06-12.
  21. ^ http://ffmpeg.org/pipermail/ffmpeg-devel/2011-April/110850.html
  22. ^ http://git.videolan.org/?p=ffmpeg.git;h=89451dd6e4da40ed73b8bbee2d48d8d8be1d5b0c
  23. ^ "www.gablarski.org". Архивировано из оригинал на 2010-07-03. Получено 2010-10-17.
  24. ^ http://dev.dota2.com/showthread.php?t=43087
  25. ^ http://www.teamfortress.com/post.php?id=25766

внешняя ссылка