Au (오디오 파일)
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1. 개요
Au(오디오 파일)는 헤더와 데이터 부분으로 구성된 오디오 파일 형식이다. 이 파일 형식은 빅 엔디안 형식을 사용하며, 다양한 인코딩 방식을 지원한다. 헤더에는 매직 넘버, 데이터 오프셋, 데이터 크기, 인코딩 방식, 샘플링 레이트, 채널 수 등의 정보가 포함된다. 인코딩 방식에 따라 무손실 압축(PCM) 또는 손실 압축(μ-law, A-law, ADPCM)을 사용하며, NeXT Music Kit 소프트웨어에서 사용되는 DSP 명령이나 데이터도 지원한다. 과거 유닉스 시스템에서 사용되었으며, G.711 및 G.72x 코덱을 지원하여 과거 한국 통신 환경과의 연관성이 있지만, 현재는 MP3와 같은 더 효율적인 코덱이 널리 사용된다.
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| Au (오디오 파일) - [IT 관련 정보]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 파일 정보 | |
| 파일 확장자 | .au, .snd |
| MIME 형식 | audio/basic (헤더 없는 형식) |
| 유형 코드 | public.au-audio public.ulaw-audio (헤더 없는 변형) |
| 매직 넘버 | .snd (최신 버전) |
| 소유자 | 선 마이크로시스템즈 |
| 파일 종류 | 오디오 파일 포맷, 컨테이너 포맷 |
| 컨테이너 대상 | 오디오, 주로 μ-law |
| 상세 정보 | |
| 설명 | 간단한 오디오 파일 포맷 |
2. 파일 구조
Au 파일 형식은 헤더와 데이터 부분으로 구성된다. 헤더는 파일에 대한 정보를 담고 있으며, 데이터 부분은 실제 오디오 샘플을 포함한다.
하위 섹션에서 이미 자세하게 다루고 있기 때문에, 파일 구조에 대한 표는 생략하고, 아래와 같이 간략하게 내용을 정리한다.
- 매직 넘버: 파일을 식별하는 고유한 값 (
0x2e736e64, ASCII 문자열 ".snd"). - 데이터 오프셋: 실제 오디오 데이터가 시작되는 위치.
- 데이터 크기: 오디오 데이터의 크기.
- 인코딩: 데이터를 부호화하는 방식 (예: PCM, μ-law, A-law, ADPCM).
- 샘플링 레이트: 초당 샘플 수.
- 채널: 오디오 채널 수 (예: 모노, 스테레오).
- 주석 (선택 사항): 추가 정보.
데이터는 다양한 방식으로 부호화될 수 있다. 2번에서 7번까지의 형식은 비압축 PCM 방식이고, 1번과 27번은 각각 μ-law와 A-law를 사용하며, 23번에서 26번까지는 ADPCM 방식을 사용한다. 그 외에도 NeXT 뮤직 키트 소프트웨어에서 처리하기 위한 DSP 명령이나 데이터도 포함될 수 있다. PCM 형식의 경우 부호 없는 데이터가 아닌 부호 있는 데이터로 인코딩된다.
2. 1. 헤더
Au 파일 형식에서 헤더는 32비트 워드의 배열로 구성되며, 각 필드는 특정 정보를 담고 있다. 모든 필드는 샘플 데이터와 함께 빅 엔디언 형식으로 저장된다.[6][4]| 32비트 워드 (unsigned) | 필드 | 설명 (C 주석 내 16진수) |
|---|---|---|
| 0 | 매직 넘버 | 값 0x2e736e64 (ASCII 네 문자 ".snd") |
| 1 | 데이터 오프셋 | 바이트로 된 데이터의 오프셋이며 8로 나눌 수 있어야 한다. 최소 유효 숫자는 24(십진법)이며, 주석 필드가 있는 경우 최소 유효 숫자는 32(십진법)이다. |
| 2 | 데이터 크기 | 바이트로 된 데이터 크기. 모를 경우, 값 0xffffffff을 사용한다. |
| 3 | 인코딩 | 데이터 인코딩 포맷 |
| 4 | 샘플링 레이트 | 초당 샘플링 수 |
| 5 | 채널 | 인터리브된 채널 수 (예: 모노는 1, 스테레오는 2) |
2. 1. 1. 매직 넘버
매직 넘버는 파일의 시작을 나타내는 고유한 값으로, `0x2e736e64` (ASCII 문자열 ".snd")이다.2. 1. 2. 데이터 오프셋
헤더 이후 실제 오디오 데이터가 시작되는 위치를 바이트 단위로 나타낸다. 최소값은 28이다.[1]2. 1. 3. 데이터 크기
헤더를 제외한 실제 오디오 데이터의 크기를 바이트 단위로 나타낸다. 알 수 없는 경우 `0xffffffff` 값을 사용한다.[2]2. 1. 4. 인코딩
| 값 | 설명 |
|---|---|
| 1 | 8비트 G.711 µ-law |
| 2 | 8비트 선형 PCM |
| 3 | 16비트 선형 PCM |
| 4 | 24비트 선형 PCM |
| 5 | 32비트 선형 PCM |
| 6 | 32비트 IEEE 고정 소수점 |
| 7 | 64비트 IEEE 고정 소수점 |
| 8 | 조각난 샘플링 데이터 |
| 9 | DSP 프로그램 |
| 10 | 8 비트 고정 소수점 |
| 11 | 16 비트 고정 소수점 |
| 12 | 24 비트 고정 소수점 |
| 13 | 32 비트 고정 소수점 |
| 18 | 16 비트 선형 (강조) |
| 19 | 16 비트 선형 (압축) |
| 20 | 16 비트 선형 (강조 및 압축) |
| 21 | 뮤직 키트 DSP 명령 |
| 23 | 4 비트 ISDN u-law (ITU-T G.721 ADPCM 음성 데이터 인코딩 방식 사용) |
| 24 | ITU-T G.722 ADPCM |
| 25 | ITU-T G.723 3-bit ADPCM |
| 26 | ITU-T G.723 5-bit ADPCM |
| 27 | 8-bit G.711 A-law |
부호화 종류는 '부호화(인코딩) 필드' 값에 따라 결정된다.[6][4] 2~7 형식은 비압축 PCM이므로 무손실 압축이다. 23~26 형식은 약 4:1 손실 압축인 ADPCM이다. 1과 27은 각각 μ-법칙과 A-법칙 알고리즘이며 둘 다 손실 압축이다. 다른 형식들은 NeXT 뮤직 키트 소프트웨어로 처리하도록 설계된 DSP 명령 혹은 데이터이다. PCM 형식은 부호 없는 데이터가 아닌 부호 있는 데이터로 인코딩된다.
2. 1. 5. 샘플링 레이트
Sampling rate|샘플링 레이트영어는 초당 샘플 수를 나타낸다. 샘플링 레이트의 예시로는 8000, 11025, 22050, 44100, 48000 등이 있다.[6]2. 1. 6. 채널
인터리브된 채널 수를 나타낸다. 예를 들어 모노는 1, 스테레오는 2이다. 더 많은 채널 수도 가능하지만, 재생 기기에서 지원하지 않을 수도 있다.[6][4]2. 1. 7. 주석 (선택 사항)
Au 파일 형식에서 주석(선택 사항)은 추가적인 정보(메타데이터)를 저장할 수 있으며, NULL 문자로 끝나는 문자열 형태이다.
과거 Sun 버전에서는 주석 문자열의 길이가 0이 아닌 8바이트의 배수여야 했다. 일부 구형 구현에서는 문자열이 제대로 NULL로 종료되지 않는 경우도 있었지만, 오프셋은 안정적으로 유지된다.[6]
인코딩 유형은 "인코딩" 필드(헤더의 단어 3) 값에 따라 결정된다. 2~7 형식은 압축되지 않은 선형 PCM이므로 기술적으로 무손실 압축에 해당한다. 1과 27 형식은 각각 μ-law와 A-law이며, PCM의 컴팬딩 대수 표현으로, 어느 정도 손실이 발생한다고 볼 수 있다. 23~26 형식은 ADPCM이며, 오디오 샘플당 보통 4비트의 인코딩된 데이터를 사용하는 초기 손실 압축 방식이다. 8~22 형식은 NeXT Music Kit 소프트웨어에서 처리하도록 설계된 DSP 명령 또는 데이터이다.
참고: PCM 형식은 부호 없는(unsigned) 데이터가 아닌 부호 있는(signed) 데이터로 인코딩된다.
현재 Au 형식은 파일당 하나의 오디오 데이터 세그먼트만 지원한다. 가변 길이 주석 필드는 현재 대부분의 오디오 애플리케이션에서 무시되고 있다.
2. 2. 데이터
샘플 데이터는 빅 엔디안 형식으로 저장된다.[6][4]인코딩 유형은 "인코딩" 필드 (헤더의 단어 3)의 값에 따라 달라진다. 2에서 7까지의 형식은 압축되지 않은 선형 PCM이므로 기술적으로 무손실이다. 형식 1과 27은 각각 μ-law와 A-law이며, 둘 다 PCM의 컴팬딩 대수 표현이며, 16비트에 가까운 동적 범위를 8비트의 인코딩된 데이터로 압축한다. 형식 23에서 26까지는 ADPCM이며, 이는 오디오 샘플당 일반적으로 4비트의 인코딩된 데이터를 사용하는 손실 압축의 초기 형태이다. 다른 형식 (8에서 22까지) 중 일부는 NeXT Music Kit 소프트웨어에서 처리하도록 설계된 DSP 명령 또는 데이터이다.
PCM 데이터는 부호 있는 정수 형태로 저장된다.
| 32비트 워드 | 필드 | 설명 |
|---|---|---|
| 3 | 인코딩 |
Au 파일 형식은 다양한 인코딩 방식을 지원한다. 인코딩 방식은 헤더의 세 번째 워드에 있는 '인코딩' 필드 값에 따라 결정된다.[6][4]
3. 인코딩 방식
값 설명 1 8비트 G.711 μ-law 2 8비트 선형 PCM 3 16비트 선형 PCM 4 24비트 선형 PCM 5 32비트 선형 PCM 6 32비트 IEEE 부동 소수점 7 64비트 IEEE 부동 소수점 8 조각난 샘플 데이터 9 DSP 프로그램 10 8비트 고정 소수점 11 16비트 고정 소수점 12 24비트 고정 소수점 13 32비트 고정 소수점 18 16비트 선형 (강조) 19 16비트 선형 압축 20 16비트 선형 (강조 및 압축) 21 뮤직 키트 DSP 명령 23 ITU-T G.721 4비트 ADPCM 24 ITU-T G.722 SB-ADPCM 25 ITU-T G.723 3비트 ADPCM 26 ITU-T G.723 5비트 ADPCM 27 8비트 G.711 A-law
PCM 데이터는 부호 있는 형태로 부호화된다.[6][4]
3. 1. 무손실 압축
2번부터 7번까지의 인코딩 방식은 비압축 선형 PCM 방식으로, 무손실 압축에 해당한다.[6][4]
3. 2. 손실 압축
1번과 27번은 각각 μ-law와 A-law 알고리즘을 사용하는 손실 압축 방식이다.[6][4] 23번부터 26번까지는 ADPCM을 사용하는 손실 압축 방식이다.[6][4]
3. 3. 기타
8번부터 22번까지의 인코딩 방식은 NeXT 뮤직 키트 소프트웨어에서 처리하도록 설계된 DSP 명령 또는 데이터이다.[4]
참조
[1]
웹사이트
audio/basic
https://www.iana.org[...]
2023-02-23
[2]
웹사이트
AVFileTypeSunAU
https://developer.ap[...]
Apple Inc.
[3]
웹사이트
System-Declared Uniform Type Identifiers
https://developer.ap[...]
Apple Inc.
[4]
웹사이트
Audio File Formats FAQ: File Formats.
https://sox.sourcefo[...]
[5]
웹사이트
Audio File and Compression Formats
https://docs.oracle.[...]
[6]
문서
Oracle man pages: au(4) - AU audio file format
https://docs.oracle.[...]
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