Dijital Ses Formatları

[elif]

öncelikle dijital ses ile ilgili bilmemiz gereken en temel konu dijital sesin aslında bir “veri” olduğu ve bu verinin işlenmesinde kullanılan tekniklere bağlı olarak ortaya “format” dediğimiz dosya türlerinin çıktığı. Örneğin PC’lerde kullanılan “Wav” ya da Apple bilgisayarların kullandığı “AIFF” ses dosyaları birer format ancak her ikisi de CODEC olarak PCM algoritmasını kullanıyor.Dijital ses formatlarını temel olarak üç ana kategori altında incelemek mümkün, bunlar; “Sıkıştırılmamış Formatlar” “Kayıpsız Sıkıştırılmış Formatlar” ve “Kayıplı Sıkıştırılmış Formatlar”. Bu formatların birçoğunun birbirine ‘dönüştürülebilir’ olması, kullanıcılar açısından büyük bir avantaj. Bir başka önemli nokta da pek çok donanım/cihazın pek çok formatı bir arada destekleyebilmesi.

Sıkıştırılmamış Formatlar

Wav
Yaklaşık 20 yıl önce Microsoft ve IBM tarafından geliştirilen ve günümüzde Windows temelli tüm bilgisayarların ‘sesi’ için standard olan formattır. Wav formatı PCM (Pulse Code Modulation) algoritmasını kullanır ve sıkıştırılmamıştır. Bu nedenle CD’de yer alan dijital ses formatına (CDDA) en yakın formattır ve dijital ses kayıt yazılımlarının hepsinde standarttır. Wav formatlı dosyalar oldukça büyük bir veri alanı kaplar. (ortalama 10 MB/dakika) Öte yandan bu formatın da kendi içinde ADPCM, u-LAW gibi CODEC’ler kullanılarak sıkıştırılması mümkün. Ancak wav formatı hakkında bilmemiz gereken temel konu; sıkıştırılmamış ve CD’deki dijital sese en yakın format olduğudur.

CDA (yada CDDA)
Dijital sesin ilk türü ya da atası diyebileceğimiz CDDA (Compact Disc Digital Audio) 1979’da Sony ve Philps’in Compact Disc’i
icadıyla ortaya çıkan bir format ve aslında CD’deki dijital ses verisini ifade ediyor. Bilgisayarınıza bir ses CD’si koyduğunuzda
dosya menüsünde parçaların “.cda” uzantılı görünmesinin anlamı bu.Bu format daha çok CD/DVD çalarlarda yaygın olarak kullanılır. CD’nizi orijinal ses kalitesi ile bilgisayarınıza aktarmak istediğinizde bu formatı wav formatına çevirmeniz gerekir.
Bu noktada genel kanıya bağlı olası bir yanlış bilgiyi de düzeltmeye çalışalım; CD’deki cda uzantılı dosya ile aynı dosyanının
bilgisayarınızdaki wav uzantılı biçimi dijital ses kriterleri açısından yakın olsa da teknik olarak farklılıklar içerir.

AIFF ve AU
Macintosh bilgisayar kullanıcılarının ismen aşina olduğu AIFF formatının temel olarak Windows’taki Wav formatından hiçbir farkı
yok. AIFF de sıkıştırmasız bir format ve algoritma (CODEC) olarak PCM’yi kullanıyor.
AU ise SUN/Next işletim sistemlerine sahip bilgisayarlarda kullanılan bir ses formatı ve yine wav yada AIFF gibi sıkıştırmasız
(dolayısıyla kayıpsız) bir djital ses formatı.
Bu arada her iki dosya formatının da Windows temelli sistemlerle de uyumlu olduğunu ekleyelim.

Sıkışıtrılmış Formatlar

MP3 (MPEG-1 Layer III ya da MPEG Audio Layer III) [kayıplı]
CD’nin 1980’lerde yarattığı etki ve başlattığı dönüşüm ne ise mp3 formatının 1990’ların sonunda yarattığı etki için de aynı şeyi
söylemek mümkün.
1987 yılında dijital ses yayıncılığı ile ilgili araştırmaları içeren EUREKA EU147 projesi kapsamında geliştirilen mp3, birçoğumuzun
sandığının aksine ‘bedava’ değil, patentli bir teknoloji. Fraunhofer-IIS (Fraunhofer Institut Integrierte Schaltungen)
tarafından geliştirilen bu ses sıkıştırma algoritmasının temel patent hakları bugün Fraunhofer Enstitüsü ve Thomson’un elinde
bulunuyor. Formatın kendisi ücretsiz ancak bir mp3 çalar üreticisi cihazlarında bu CODEC’i kullanabilmek için lisans bedeli ödemek zorunda.
1992’de standardı kabul edilen mp3’ün tüm dünyada bir ‘çılgınlık’ boyutuna ulaşmasında en büyük ‘tetikleyici’ internet üzerinden dosya paylaşımına olanak veren napster adlı program oldu. Format, bugün dünyanın en yaygın ‘sıkıştırılmış ses formatı’ konumunda. Bundaki en önemli etken CD’deki standart bir müzik parçasının dosya boyutunun 10-14 kat arasında ‘küçültülebilmesi’, böylece herhangi bir dijitalkayıt ortamına (CD, flash bellek, mp3 çalar vb.) daha çok parça
sığdırılabilmesi. Bu etkene, boyut küçüldüğü için sanal alemde dosya transferinin çok daha kısa zaman almasını da eklemek gerek.
Bu format hakkında bilinmesi gereken temel konu; sıkıştırma oranını yükselttikçe dosya boyutununun küçüleceği ancak sesin kalitesinden taviz verileceğidir. Bu nedenle sıkıştırma oranını mp3’ü kullanım amacınıza göre belirlemeniz yerinde olabilir.

WMA - Windows Media Audio
Windows’un ‘gidişatı’ görüp mp3’e cevap olarak geliştirdiği bu formatın mp3’e göre iki temel farkından/avantajından söz etmek
mümkün. İlki, aynı ses kalitesini daha düşük veri oranları ile sunabilmesi (128 kbps mp3 = 64 kbps WMA gibi) ve dijital kopyalamaya karşı koruma içermesi. 2000’den sonraki tüm Windows işletim sistemlerinde yer alan Windows Medya Çalar yazılımına entegre edilmiş olarak kullanılabilen bu format, internet üzerinden duraksız veri akışına da (streaming) olanak sağlıyor. CODEC içinde yer alan kopyalama engelleme özelliği ise formatın çıkışını takiben endüstrinin birçok oyuncusu tarafından tercih edilmesinde önemli bir etken oldu. 2000 yılının Aralık ayında lanse edilen ilk versiyon, aradan geçen yedi yılda iki kez evrimden geçti. Bugün WMA9 (ve 10) formatı altında dört ayrı CODEC yer alıyor:

Windows Media Audio 9: Önceki versiyona göre kalite/bit oranında %20’lik bir gelişme kaydedildiği söyleniyor. Ancak son versiyondaki en önemli değişiklik VBR kodlama desteği.
Windows Media Audio 9 Professional: WMA 9 ile aynı temel özellikler üzerine 24bit/96kHz örnekleme kapasitesi ve çok kanal desteğieklenmiş.
Windows Media Audio 9 Lossless: Bu codec sadece VBR yönteminikullanıyor ve 5.1 kanal, 24-bit/96kHz’e kadar orjinal sesin
matematiksel olarak kayıpsız bir kopyası yaratılabiliyor. Sıkıştırma oranı orjinal sesin karmaşıklığına göre 2:1 ile 4:1 arasında
değişiyor.
Windows Media Audio 9 Voice: Bu codec özellikle düşük bağlantı hızlı internet uygulamaları yada GSM şebekeleri üzerinden ses iletişimi uygulamaları için geliştirilmiş.
Bu noktada şunu da belirtelim: WMA formatını destekleyen bir yazılım/donanım genellikle standart WMA9 formatı ile uyumludur ve bu diğer üç CODEC’in de desteklendiği anlamına gelmiyor.

AAC - Advanced Audio Coding
AAC (Advanced Audio Coding- Gelişmiş Ses Kodlaması) için dijital ses dünyasının ‘yükselen değeri’ şeklinde bir tanımlama yapmak yanlış olmaz. Herşeyden önce formatın arkasında bu işin ‘babaları’ Dolby Laboratuarları, Fraunhofer Enstitüsü(FhG), AT&T, Sony ve Nokia var ve mevcut ses formatlarının hiçbiri için bu kadar lider marka bir araya gelmiş değil. Bir başka nokta ise; AAC’nin başta dijital radyo ve TV yayınları olmak üzere şimdiden dijital sesin kullanıldığı bir çok alan/uygulamada standart olarak kabul edilmiş olması.
Aslına bakarsanız AAC pek o kadar ‘yeni’ sayılabilecek bir format da değil. Bu alandaki standartları belirleyen MPEG grubu, MPEG-2 standardının bir parçası olan AAC formatını Nisan 1997’de açıkladı. Ancak neredeyse hergün yeni bir formatın ortaya çıkması ve aralarındaki ‘koltuk kapma yarışı’ AAC’nin yaygınlaşmasını biraz geciktirdi.
Format asıl çıkışını “iPod çılgınlığı” ve internetin ilk ve en organize ücretli parça indirme yazılımı “itunes” ile yaptı
diyebiliriz. İtunes üzerinden satışı yapılan parçaların tamamı AAC (bir başka ifade ile mp4 yada m4a) formatında.
Evet mp3’ün dünya çapında yarattığı etki inkar edilemez ancakhiçbirimizin yadsımayacağı insani bir durum da var: “Daha fazlasını istiyoruz!”. Mp3 bizi tatmin etmeyen bir noktaya geldi. Daha küçük dosya boyutları ve daha yüksek ses kalitesi istiyoruz ve karşılığını AAC veriyor gibi görünüyor. Mp3 özellikle düşük bit oranlarında, tatmin kalitesini ciddi oranlarda yitiriyor. Oysa AAC formatının CODEC’lerinde kullanılan bir dizi teknoloji sayesinde çok düşük bit oranlarında bile yüksek kaliteli ses elde etmek mümkün. Bu ‘yetenek’ mobil iletişim (özellikle cep telefonu) alanında çok önemli bir artı değer ve haliyle Nokia’nın neden “işin çekirdeğinde” yer aldığını açıklıyor.
AAC’nin diğer formatlarla arasındaki en önemli teknik farklardan biri ise formatın herbiri tam frekans bandında 48 kanalı
destekleyebilmesi. Bu özellik çok kanallı ses uygulamalarının DVD dışında da kullanılabilmesi için geniş olanaklar sunuyor. Bir diğer artı değer de örnekleme oranının (sampling rate) 96 kHz’e kadar çıkabilmesi. Bu oran mp3 ile kullanılabilecek örnekleme oranının neredeyse iki katı.
AAC bugün “sıkıştırılmış” dijital ses formatının en son nesli olan MPEG-4 standardının da çekirdeğini teşkil ediyor. Daha önce de
belirttiğimiz gibi daha şimdiden dijital ses uygulamalarının pekçoğunda uluslararası standart olarak kabul edilmiş durumda. Son
kullanıcı bazında şimdilik Ipod sahiplerinin yararladığı bir avantaj gibi görünse de başta internet uygulamaları olmak üzere pazarda giderek yayılıyor.

Vorbis (OGG Vorbis)
Bu formatın ‘hikayesinden’ kısaca bahsetmek gerek önce. Format, kar amacı gütmeyen ve internet medyasının serbest kullanımı için çalışan kurum ve vakıfların (ve üretimlerinin) özel girişicimlerce ticari amaçlarla kontrol edilmesini engellemek üzere kurulmuş “Xiph.Org” adlı bir oluşum tarafından geliştirilmiş. Vakfın amacı ücretsiz ve açık kaynak kodlu yazılımlar ve sistemler geliştirerek ya da geliştirilmesini destekleyerek bunları herkesin kullanımına sunmak. Doğal olarak da OGG Vorbis’in en belirgin özelliği başından beri ‘açık kaynak kodlu’, yani herkesin kullanım ve geliştirmesine açık oluşu.
İsimdeki “OGG” ses, görüntü ve yazılı veri içeriğini bir arada barındıran “taşıyıcı dosya” türü/formatı. (Yani ses ve görüntünün
bir arada olduğu AVI ya da Mov dosyaları gibi) “Vorbis” ise bu taşıyıcı içindeki dijital ses dosyasının formatı. Yani
alışılageldiği üzere formatın adı OGG değil Vorbis aslında. Vorbis formatı üzerindeki çalışmalar 1993’te başladı. Formatın ‘açık
kaynak kodlu’ oluşu dolayısıyla bir patente dayanmaması, yayılmasını da hızlandırdı. Şu anda en az mp3 ya da Wav formatları kadar biliniyor. Format sürekli geliştirilmekte olduğu için her yeni versiyon bir öncekine göre daha iyi bir ses kalitesi ve artı
özellikler taşımakta. Her yeni versiyonun geriye dönük uyumluluğu da bulunuyor.
Vorbis 8 kHz’den 48 kHz’e kadar örnekleme oranı (16 bit) ile her kanal için 16-128 kbps arasında bit oranı değerlerine sahip. Mp3’te olduğu gibi hem CBR (sabit veri oranı) hem de VBR (değişken veri oranı) ile kodlamaya elverişli. Formatın bir başka özelliği de çok kanallı kodlanabilen birkaç formattan biri oluşu. Belli başlı rakipleri gibi internet üzerinden duraksız veri akışına da (streaming) uygun olan format, yazılım temelli müzik çalarlar, dolayısıyla bilgisayarlar harici donanımlarda da kendisine yer
edinmeye çalışıyor.“Halihazırda dijital ses dosyalarınızı dinlemek ve saklamak için sayısız format var. Hangisinin işinize daha çok yarayacağını değerlendirirken ses kalitesinden beklentinizi belirleyin ve kullanacağınız cihazın hangi format/formatlar ile uyumlu olduğunu mutlaka araştırın…”

ATRAC
Atrac (Adaptive Transform Acoustic Coding) 1992’de Sony’nin Mini Disc’i (MD) dünyaya lanse etmesiyle birlikte dijital ses dünyasına giren, dolayısıyla da ses sıkıştırma CODEC’lerinin en eskilerinden birisi diyebileceğimiz bir format. MD’nin tüketici elektroniğinde beklendiği gibi tutunamaması MD’nin ardındaki asıl teknoloji olan bu formatın da gölgede kalmasına sebep oldu.
Sony aradan geçen 15 yılda bu formatı oldukça geliştirip MD’nin dışındaki ortam/cihazlarda da kullanıma açtı. Örneğin 1999 yılında
internet üzerinden dijital müzik dağıtımı amacıyla kurulan “bitmusic” sitesinde dosyalar bu formatta idi. Marka, MD çalarlar
dışında hafıza kartlı taşınabilir cihazlarına da bu teknolojiyi adapte ettiyse de bugün ATRAC, neredeyse sadece Sony markalı
cihazlar / yazılımlar ile anılır durumda.
Format ilk geliştirilmesinden sonra iki kez revizyondan geçerek “ATRAC3” ve “ATRAC3 Plus” adlarını aldı. İlk versiyon 5:1 gibi bir
sıkıştırma oranı kullanırken ATRAC3 Plus bu oranı 20:1’e kadar çıkarttı. ATRAC’ın günümüzdeki en gelişmiş versiyonu ise “ATRAC
Advanced Lossless” adını taşıyor.
Formatın diğer CODEC’lerden önemli bir farkı orijinal ses verisini önce frekans bandlarına ayırması ve her bir banda ayrı ayrı
sıkıştırma uygulaması.

Apple QuickTime
Başlangıçta Apple bilgisayarlarının standart multimedya formatı olan bu format zaman içerisinde özellikle internet temelli entegre
görüntü/ses uygulamalarının standardı haline geldi. QuickTime,internet üzerinden duraksız veri aktarımı için de oldukça yaygın
biçimde kullanıyor.
mov uzantısından aşina olacağınız bu dosya formatı, OGG’de olduğu gibi aslında görüntü, ses, yazı gibi farklı veri türlerini bir arada
barındıran bir taşıyıcı dosya formatı.

PCM
Türkçe’ye “akım darbelerinin kodlanması ve modülasyonu” şeklinde çevirebileceğimiz Pulse Code Modulation kelimelerinden
türetilmiştir. Bu teknik, bir anlamda dijital sesin atasıdır. Temelde elektrik sinyalinin işlenmesi ile ilgili olan bu yöntem
1930’lardan beri bilinmekteydi ancak analog sesin dijitale çevirilmesinde kullanılabileceğinin keyfi 1970’lere rastlar.
Bu algoritmayı sıkıştırılmamış dijital sesin kayıt-saklama-iletimi için temel yöntem olarak tanımlayabiliriz. Esas olarak verinin 1 ve
0’dan oluşan ikili bir kodlama sistemi ile temsil edilmesine dayalıdır. Kod içinde yer alan her “1”, akım var (pozitif voltaj)
her “0” ise akım yok anlamına gelir. Bu CODEC, 8 ile 192 kHz örneklem oranları ve herbir örnek için de 8 ile 24 bit veri
uzunluğunda çalışabilir. (Yani, analog sesten saniyede en az 8 bin en çok 192 bin adet örnek alınabilir ve bu örneklerin her birinin
uzunluğu en az 8 bit en çok 24 bit olabilir. PCM tekniği “binanın temeli” olduğu için tüm işletim sistemleriyle
ve neredeyse tüm dijital ses yazılım/donanımlarıyla uyumludur. Bu algoritma Wav, AIFF, CDDA (CD formatı) gibi sıkıştırılmamış
formatlar ve profesyonel dünyada kullanılan DAT’ta (Dijital Audio Tape) kullanılır.


...alıntıdır...(htdergi.net)

[MeKA]

faydalı bir bilgi Elif eklediğin için teşekkürler.