Kan FLAC kompresjonsforhold fortelle oss noe om musikkens kompleksitet?

[PeriodeLytter]

I forbindelse med at jeg overførte en boks med klassiske CD til FLAC gikk jeg til at et stort antall av sporene ble til mye mindre filer enn det jeg er vant med for andre musikksjangere. Dette fenomenet har snurret litt i bakhodet og nyskjerrigheten tok overhånd så jeg forsøkte finne en enkel måte å visuelt se kompresjonsforhold vs det jeg lytter til.

I Material Skin (LMS) aktiverte jeg '...' > 'Settings' > 'Interface' > 'Display technical info' som da lister størrelsen på musikkdatastrømmen.

For å verifisere at min overflatiske forståelse av FLAC er innenfor lager jeg noen testfiler i Audacity
MERK AT DISSE FILENE ER MONO. En test viser dog at stereo ytterligere kan minske kompresjonsratio.

Testfilene viser som forventet at amplitude ikke påvirker filstørrelse selv om jeg klarte ødelegge FLAC programmet som lager større filer enn WAV med hvit støy og amplitude på 0.99 Testen viser også at selv om FLAC matematisk trolig har begrensninger med valgt block size etc hvor mye den kan koprimere ser jeg at FLAC som encoder faktisk kan gjøre ratio så lav som 0,152 for stereo silence.

noise099.wav: wrote 5306728 bytes, ratio=1,003 - ikke gyldig flac fil
noise070.wav: wrote 5283992 bytes, ratio=0,998
sine099.wav: wrote 1601657 bytes, ratio=0,303
silence.wav: wrote 813369 bytes, ratio=0,154

Stereo FLAC fil med hvit støy kommer inn med 1403 kbps. Det er tett på ukomprimert WAV som er 1411 kbps.

1015 kbps viser denne punklåten

474 kbps for piano med fult orkester

Nå er ikke Chopin akkurat provoserende i det tonale. Men sammenlignet med punklåten over som hamrer løs på 2-3 power chords ser det ut som at hjernen vår utsettes for et langt mer komplekst lydbilde som skal prosesseres når vi lytter til rock.

Opera med masse vibrato og fult orkester

Jeg fant ikke i farten noe klassisk med mye pauker og perkusjon. Denne type instrumenter gjør ikke integerbassert harmonier så mulig mer fundementale modes fra trommer alene kan skape noe for å FLAC å tygge på. Tid for trommesolo - Nope, trommer alene gjør ikke FLAC-motoren varm.

Testene så langt indikerer at kompresjonsforhold til FLAC i liten grad, — om noen kan knyttes til det tonale. Men vi ser en korrelasjon mellom innholdets kompleksitet hvor hvit støy vil ha flere ulike samples enn en sinuskurve innefor et gitt blokkstørrelse FLAC velger som kan være fra 16 til 65535 samples.

metaflac --show-max-blocksize C:\Users\atc\Music\test\noise070s.flac
4096

metaflac --show-min-blocksize C:\Users\atc\Music\test\noise070s.flac
4096

Så langt kan det heller ikke sies at det oppleves å være en sammenheng mellom sample-kompleksitet vs nytelse eller intressant musikk vs kjedelig og irriterende musikk.

 

[DagT]

Det kommer vel an på kompresjonsalgoritmene, men jeg antar du har noe tilsvarende som du har innen bildekompresjon. jpg-filer er vesentlig større for strukturerte overflater (høsttrær med løvverk) enn rolige (blå himmel). Noen av de enkleste algoritmene slår bare sammen sampler med samme verdi og sier hvor de var og hvor mange de var.

 

[PeriodeLytter]

Siden FLAC må rekonstuktere bitperfekt er den låst til sistnevnte med nåko attå.

Though it can losslessly code any input, only certain kinds of input will get smaller. FLAC exploits the fact that audio data typically has a high degree of sample-to-sample correlation.

Architecture

Similar to many audio coders, a FLAC encoder has the following stages:

• Blocking. The input is broken up into many contiguous blocks. With FLAC, the blocks may vary in size. The optimal size of the block is usually affected by many factors, including the sample rate, spectral characteristics over time, etc. Though FLAC allows the block size to vary within a stream, the reference encoder uses a fixed block size.
• Interchannel Decorrelation. In the case of stereo streams, the encoder will create mid and side signals based on the average and difference (respectively) of the left and right channels. The encoder will then pass the best form of the signal to the next stage.
• Prediction. The block is passed through a prediction stage where the encoder tries to find a mathematical description (usually an approximate one) of the signal. This description is typically much smaller than the raw signal itself. Since the methods of prediction are known to both the encoder and decoder, only the parameters of the predictor need be included in the compressed stream. FLAC currently uses four different classes of predictors (described in the prediction section), but the format has reserved space for additional methods. FLAC allows the class of predictor to change from block to block, or even within the channels of a block.
• Residual coding. If the predictor does not describe the signal exactly, the difference between the original signal and the predicted signal (called the error or residual signal) must be coded losslessy. If the predictor is effective, the residual signal will require fewer bits per sample than the original signal. FLAC currently uses only one method for encoding the residual (see the Residual coding section), but the format has reserved space for additional methods. FLAC allows the residual coding method to change from block to block, or even within the channels of a block.

FLAC - Format

A free, open source codec for lossless audio compression and decompression

xiph.org

 

[PeriodeLytter]

Nå ble tråden flyttet til et mer teknisk del av forum. Jeg var egentlig mer intressert i diskusjon om sample kompleksitet i seg selv påvirker vårt forhold til musikk vi lytter til.

 

[Harry Stoteles]

4'33" er et av de mest komplekse musikkstykkene jeg kjenner til, men tror det ville vært fort gjort å komprimere det…

 

[PeriodeLytter]

4'33" er et av de mest komplekse musikkstykkene jeg kjenner til, men tror det ville vært fort gjort å komprimere det…

- skulle ønske musikklærer på skolen som måtte lære oss barna spille blokkfløyte hadde brukt det musikkstykket.
Litt intressant leser jeg

Silence played a major role in several of Cage's works composed before 4′33″.

Slik det ser ut benytter FLAC fortsatt fast block size 4096 samples for alt CD innhold. Det er nesten 1/10 sekund pr dataramme.
Så langt har jeg ikke sett på hastighet på ulik musikk påvirker. Men det virker naturlig at musikk kan treffe slike faste blokkstørrelser. Tenk en som slår strengene på en gitar et par ganger pr takt.

Musikk med pauser eller lange toner uten attak som går over flere slike blokker gir nok veldig effektiv komprimering. Orkesteriell musikk kan gjerne ha ekstrem dynamikk, men bare i korte passasjer hvor det meste av stykket gjerne en toner uten definert attak. Derfor ble jeg litt overrasket at opera ikke genererte mer data.

 

[Valentino]

Det er først og fremst dynamikk som er bestemmende, ja? Opera er like dynamisk som annen klassisk musikk, test gjerne mer moderne saker enn Mozart.

 

[PeriodeLytter]

Dynamikk / amplitude gir selvsagt endring av samplene. Men repeterer man den samme lyden med stigende eller synkende dynamikk blir det et mønster som FLAC kan utnytte. I hvertfal tenker jeg det er grunnen til at vibratorstemmen jeg trodde skulle generere større fil feilet. Samme med trommer fordi det er repeterende lyder isolert fra andre instrumenter.

 

[PeriodeLytter]

Dagens klassiske kan muligens være med å bygge under teori tidligere postet. Ved mindre strykerkvarteter hører vi gjerne mer til starten av toner fra de enkelte instrumenter enn det som fremkommer ved større orkester. Dette sammen med at man lettere kan høre den enkelte musikers aktekulære opptreden.

Jeg er nok en av dem som gjerne fortrekker slike fremføringer heller en store orkester.

667 kbps - litt travelt stykke med mange definerte attak.