MP3と可逆圧縮

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MP3と可逆圧縮の違い

MP3 vs. 可逆圧縮

MP3（エムピースリー、MPEG-1 Audio Layer-3）は、音響データを圧縮する技術の1つであり、それから作られる音声ファイルフォーマットでもある。ファイルの拡張子は.mp3」である。. 可逆圧縮（かぎゃくあっしゅく）とは、圧縮前のデータと、圧縮・展開の処理を経たデータが完全に等しくなるデータ圧縮方法のこと。ロスレス圧縮とも呼ばれる。 アルゴリズムとしてはランレングス、ハフマン符号、LZWなどが有名。 コンピュータ上でよく扱われるLZH、ZIP、CABや、画像圧縮形式のPNG、GIF、動画圧縮形式のHuffyuv、音声圧縮形式のWindows Media Audio Lossless、Apple Lossless、ATRAC Advanced Lossless(AAL)、FLAC、TAK、TTA、Dolby TrueHD、DTS-HDマスターオーディオ、Meridian Lossless Packing、Monkey's Audio、Shorten、mp3HD、WavPack などが可逆圧縮である。.

Apple Lossless

Apple ロスレス（アップルロスレス、英語：Apple Lossless Audio Codec、略称：ALAC）はアップルの可逆圧縮方式のオーディオコーデック。iTunes等で使用されている。 非圧縮ファイル(WAVやAIFF)を音質の劣化なく70%から50%程圧縮する。通常はQuickTimeのMOVファイル(.mov)かMP4ファイル(.m4a)に格納される。 iTunes 4.5とQuickTime 6.5.1で新たにサポートされた。 量子化ビット数は16、20、24、32bit、サンプリング周波数は1 kHz〜384 kHz、チャンネル数は1ch〜8ch（実際の組み合わせとしてはモノラル、ステレオ、3.0ch、4.0ch、5.0ch、5.1ch、6.1ch、7.1ch）をサポートしている。 再生できる携帯プレイヤーはiPodシリーズ（第1・2世代iPod shuffleは非対応）、iPhone、ソニー ウォークマン ZXシリーズ、ウォークマン Fシリーズ、ウォークマンＡシリーズ、iriver AKシリーズ等。また、Androidベースのプレーヤーは対応アプリをインストールすることにより再生できる。一部のネットワークプレーヤーも再生対応している。 仕様が非公開であった頃、リバースエンジニアリングによってオープンソースのApple ロスレスデコーダが公開され、FFmpegはエンコーダの実装にも成功している。 2011年10月、アップルはApple ロスレスをオープンソース化し、Apache License 2.0の下でソースコードを公開した。.

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ハフマン符号

ハフマン符号（ハフマンふごう、Huffman coding）とは、1952年にデビッド・ハフマンによって開発された符号で、文字列をはじめとするデータの可逆圧縮などに使用される。 ほかのエントロピー符号と同様、よく出現する文字には短いビット列を、あまり出現しない文字には長いビット列を割り当てることで、メッセージ全体の符号化に使われるデータ量を削減することを狙っている。 コンパクト符号やエントロピー符号の一つ。JPEGやZIP (Deflate) などの圧縮フォーマットで使用されている。 シャノン符号化が最適ではない場合が存在する不完全な符号であったのに対し、ハフマン符号は（整数の符号語長という制約のもとでは、）常に最適な符号を構成できる。擬似的に実数の符号語長を割り振る算術符号と比較すれば、データ圧縮効率は劣る。ただし、算術符号やその他の高効率の符号化法と異なり、特許の問題が無い。.

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データ圧縮

データ圧縮（データあっしゅく）とは、あるデータをそのデータの実質的な性質（専門用語では「情報量」）を保ったまま、データ量を減らした別のデータに変換すること。高効率符号化ともいう-->。アナログ技術を用いた通信技術においては通信路の帯域幅を削減する効果を得るための圧縮ということで帯域圧縮ともいわれた。デジタル技術では、情報を元の表現よりも少ないビット数で符号化することを意味する。 データ圧縮には大きく分けて可逆圧縮と非可逆圧縮がある。というより正確には非可逆圧縮はデータ圧縮ではない。可逆圧縮は統計的冗長性を特定・除去することでビット数を削減する。可逆圧縮では情報が失われない。非可逆圧縮は不必要な情報を特定・除去することでビット数を削減する。しかしここで「不必要な」とは、例えばMP3オーディオの場合「ヒトの聴覚では通常は識別できない」という意味であり、冒頭の「情報量を保ったまま」という定義を破っている。データファイルのサイズを小さくする処理は一般にデータ圧縮と呼ばれるが、データを記録または転送する前に符号化するという意味では情報源符号化である。 圧縮は、データ転送におけるトラフィックやデータ蓄積に必要な記憶容量の削減といった面で有効である。しかし圧縮されたデータは、利用する前に伸長（解凍）するという追加の処理を必要とする。つまりデータ圧縮は、空間計算量を時間計算量に変換することに他ならない。例えば映像の圧縮においては、それをスムースに再生するために高速に伸長（解凍）する高価なハードウェアが必要となるかもしれないが、圧縮しなければ大容量の記憶装置を必要とするかもしれない。データ圧縮方式の設計には様々な要因のトレードオフがからんでおり、圧縮率をどうするか、（非可逆圧縮の場合）歪みをどの程度許容するか、データの圧縮伸長に必要とされる計算リソースの量などを考慮する。 新たな代替技法として、圧縮センシングの原理を使ったリソース効率のよい技法が登場している。圧縮センシング技法は注意深くサンプリングすることでデータ圧縮の必要性を避けることができる。.

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FLAC

FLAC（フラック、Free Lossless Audio Codec）はオープンソースのフリーソフトウェアとして開発配布されている音声ファイルフォーマットである。.

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MP3

MP3（エムピースリー、MPEG-1 Audio Layer-3）は、音響データを圧縮する技術の1つであり、それから作られる音声ファイルフォーマットでもある。ファイルの拡張子は.mp3」である。.

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Windows Media Audio

Windows Media Audio（ウィンドウズ メディア オーディオ、WMA）はマイクロソフトが Windows Media の中核を成す物として開発した音声コーデックの一つ。拡張子は wma 。通常 ASF 格納形式を使用する。 元となる Windows Media Audio（WMA Std）の他に、圧縮アルゴリズムを一新し、多チャンネル高解像度に対応した Windows Media Audio Professional（WMA Pro）、可逆圧縮の Windows Media Audio Lossless（WMA Lossless）、音声コンテンツ向けのWindows Media Audio Voice（WMA Voice）がある。これらは各々の仕様が異なるため WMA Std のみ対応の機器では再生できない。.

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