Den tekniska processen för förlustfri ljudkomprimering

FLAC, eller Free Lossless Audio Codec, använder ett specifikt matematiskt tillvägagångssätt för att minska storleken på ljudfiler samtidigt som originaldatan bibehåller en bit-perfekt noggrannhet. Till skillnad från förlustformat kasserar den ingen information under kodningsprocessen.

Kärnstadier i kodningsprocessen

Blockering: Ingångsljudströmmen är uppdelad i flera diskreta datablock. Dessa block är vanligtvis mellan 1 152 och 4 096 samplingar långa, vilket gör att kodaren kan anpassa sin strategi för olika delar av en låt.
Inter-channel Decorrelation: För stereosignaler identifierar kodaren likheter mellan vänster och höger kanal. Genom att beräkna skillnaden mellan kanalerna tar den bort redundant information som delas av båda högtalarna.
Prognos: En matematisk modell förutsäger ljudsignalen. Kodaren väljer en passande modell - vanligtvis linjär förutsägelse - för att uppskatta värdet av nästa prov baserat på tidigare sampel.
Resterande beräkning: Kodaren subtraherar den förutsagda signalen från den ursprungliga signalen. Den resulterande "resten" innehåller bara felet eller skillnaden, som är mycket mindre och lättare att komprimera än den råa ljudvågformen.
Entropikodning: Restsignalen komprimeras med Rice-kodning, en form av Golomb-kodning. Denna process representerar restdata med det matematiskt minsta antalet bitar som krävs.

Funktionell jämförelse av ljudkodningsstandarder

Funktion	FLAC (förlustfri)	MP3 (förlust)	WAV (okomprimerad)
Datalagring	100 % av originaldata	Kasserar "ohörbar" data	100 % av originaldata
Lagringskrav	50 % till 70 % av originalstorleken	10 % till 20 % av originalstorleken	100 % (ingen minskning)
Beräkningsbelastning	Moderat (snabb avkodning)	Låg	Mycket låg
Typiskt användningsfall	Arkivering och high-fidelity-lyssning	Streaming och bärbar lagring	Professionell redigering och inspelning

Tekniska fördelar med FLAC-systemet

Snabb avkodning möjliggör uppspelning i realtid på enheter med begränsad processorkraft.
Formatet stöder sökpunkter, vilket gör att programvaran kan hoppa till specifika tidsstämplar utan att skanna hela filen.
Integritetskontroller är inbyggda i filen med en MD5-signatur av det ursprungliga okomprimerade ljudet för att säkerställa att ingen data skadas.
Den stöder högupplöst ljud upp till 32 bitar per sampling och höga samplingshastigheter över 192 kHz.
Metadatasystemet möjliggör omfattande taggning inklusive artist, album och teknisk data utan att påverka ljudströmmen.