doc/vorbisfile/crosslap.html

   1 <html>
   2
   3 <head>
   4 <title>Vorbisfile - Sample Crosslapping</title>
   5 <link rel=stylesheet href="style.css" type="text/css">
   6 </head>
   7
   8 <body bgcolor=white text=black link="#5555ff" alink="#5555ff" vlink="#5555ff">
   9 <table border=0 width=100%>
  10 <tr>
  11 <td><p class=tiny>Vorbisfile documentation</p></td>
  12 <td align=right><p class=tiny>vorbisfile version 1.3.2 - 20101101</p></td>
  13 </tr>
  14 </table>
  15
  16 <h1>What is Crosslapping?</h1>
  17
  18 <p>Crosslapping blends two samples together using a window function,
  19 such that any sudden discontinuities between the samples that may
  20 cause clicks or thumps are eliminated or blended away.  The technique
  21 is nearly identical to how Vorbis internally splices together frames
  22 of audio data during normal decode.  API functions are provided to <a
  23 href="ov_crosslap.html">crosslap transitions between seperate
  24 streams</a>, or to crosslap when <a href="seeking.html">seeking within
  25 a single stream</a>.
  26
  27 <h1>Why Crosslap?</h1>
  28 <h2>The source of boundary clicks</h2>
  29
  30 <p>Vorbis is a lossy compression format such that any compressed
  31 signal is at best a close approximation of the original.  The
  32 approximation may be very good (ie, indistingushable to the human
  33 ear), but it is an approximation nonetheless.  Even if a sample or set
  34 of samples is contructed carefully such that transitions from one to
  35 another match perfectly in the original, the compression process
  36 introduces minute amplitude and phase errors.  It's an unavoidable
  37 result of such high compression rates.
  38
  39 <p>If an application transitions instantly from one sample to another,
  40 any tiny discrepancy introduced in the lossy compression process
  41 becomes audible as a stairstep discontinuity.  Even if the discrepancy
  42 in a normal lapped frame is only .1dB (usually far below the
  43 threshhold of perception), that's a sudden cliff of 380 steps in a 16
  44 bit sample (when there's a boundary with no lapping).
  45
  46 <h2>I thought Vorbis was gapless</h2>
  47
  48 <p>It is.  Vorbis introduces no extra samples at the beginning or end
  49 of a stream, nor does it remove any samples.  Gapless encoding
  50 eliminates 99% of the click, pop or outright blown speaker that would
  51 occur if boundaries had gaps or made no effort to align
  52 transitions. However, gapless encoding is not enough to entirely
  53 eliminate stairstep discontinuities all the time for exactly the
  54 reasons described above.
  55
  56 <p>Frame lapping, like Vorbis performs internally during continuous
  57 playback, is necessary to eliminate that last epsilon of trouble.
  58
  59 <h1>Easiest Crosslap</h1>
  60
  61 The easiest way to perform crosslapping in Vorbis is to use the
  62 lapping functions with no other extra effort.  These functions behave
  63 identically to when lapping isn't used except to provide
  64 at-least-very-good lapping results.  Crosslapping will not introduce
  65 any samples into or remove any samples from the decoded audio; the
  66 only difference is that the transition is lapped.  Lapping occurs from
  67 the current PCM position (either in the old stream, or at the position
  68 prior to calling a lapping seek) forward into the next
  69 half-short-block of audio data to be read from the new stream or
  70 position.
  71
  72 <p>Ideally, vorbisfile internally reads an extra frame of audio from
  73 the old stream/position to perform lapping into the new
  74 stream/position.  However, automagic crosslapping works properly even
  75 if the old stream/position is at EOF. In this case, the synthetic
  76 post-extrapolation generated by the encoder to pad out the last block
  77 with appropriate data (and avoid encoding a stairstep, which is
  78 inefficient) is used for crosslapping purposes.  Although this is
  79 synthetic data, the result is still usually completely unnoticable
  80 even in careful listening (and always preferable to a click or pop).
  81
  82 <p>Vorbisfile will lap between streams of differing numbers of
  83 channels. Any extra channels from the old stream are ignored; playback
  84 of these channels simply ends. Extra channels in the new stream are
  85 lapped from silence.  Vorbisfile will also lap between streams links
  86 of differing sample rates.  In this case, the sample rates are ignored
  87 (no implicit resampling is done to match playback). It is up to the
  88 application developer to decide if this behavior makes any sense in a
  89 given context; in practical use, these default behaviors perform
  90 sensibly.
  91
  92 <h1>Best Crosslap</h1>
  93
  94 <p>To acheive the best possible crosslapping results, avoid the case
  95 where synthetic extrapolation data is used for crosslapping.  That is,
  96 design loops and samples such that a little bit of data is left over
  97 in sample A when seeking to sample B.  Normally, the end of sample A
  98 and the beginning of B would overlap exactly; this allows
  99 crosslapping to perform exactly as it would within vorbis when
 100 stitching audio frames together into continuous decoded audio.
 101
 102 <p>The optimal amount of overlap is half a short-block, and this
 103 varies by compression mode.  Each encoder will vary in exact block
 104 size selection; for vorbis 1.0, for -q0 through -q10 and 44kHz or
 105 greater, a half-short block is 64 samples.
 106
 107 <br><br>
 108 <hr noshade>
 109 <table border=0 width=100%>
 110 <tr valign=top>
 111 <td><p class=tiny>copyright &copy; 2000-2010 Xiph.Org</p></td>
 112 <td align=right><p class=tiny><a href="https://xiph.org/vorbis/">Ogg Vorbis</a></p></td>
 113 </tr><tr>
 114 <td><p class=tiny>Vorbisfile documentation</p></td>
 115 <td align=right><p class=tiny>vorbisfile version 1.3.2 - 20101101</p></td>
 116 </tr>
 117 </table>
 118
 119 </body>
 120
 121 </html>