SILK

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SILK
Logo
Dateiendung: .sil, .SIL
MIME-Type: audio/SILK
Magische Zahl:

0x23 0x21 0x53 0x49 0x4C 0x4B 0x0A hex
#!SILK\n

Erstveröffentlichung: März 2009
Art: Audio
Erweitert zu: Opus
Standard(s): aktueller Standardentwurf
Website: developer.skype.com/silk

SILK ist ein Datenformat/Verfahren zur verlustbehafteten Audiodatenkompression von Sprachsignalen. Es basiert auf Linear Predictive Coding (LPC).[1] Es wurde von Koen Vos, Søren Skak Jensen und Karsten Vandborg Sørensen für das Unternehmen Skype Technologies S.A. für deren IP-Telephonie-Software Skype entwickelt, das Software-Patente an dem Verfahren hält.

Neben Skype ist SILK in Sprachkonferenz-Software für die Kommunikation zwischen Online-Computer-Spielern im Einsatz (Steam, Team Fortress 2[2]).

Technik[Bearbeiten]

Blockdiagramm des SILK-Kodierers

Technisch nutzt SILK Linear Predictive Coding (LPC), Tonhöhen-Vorhersage, Rauschformungs-Quantisierung, Pyramid Vector Quantisation (PVQ, eine sphärische Vektorquantisierung)[3] und Bereichskodierung.[4] In einem Modul des Kodierers werden zunächst der durchschnittliche Signal–Rausch-Abstand eines Blockes und eine geglättete zeitliche Folge der Signal–Rausch-Abstände unterschiedlicher Subbänder bestimmt und dann anhand derer Sprechpausen und ein Maß für die durchschnittliche spektrale Energieverteilung ermittelt. Das Eingangssignal durchläuft dann zunächst ein Hochpass-Filter (Auto Regressive Moving Average, ARMA) mit einer variablen Grenzfrequenz von 80 bis 150 Hertz.[5] Aus dem vorgefilterten Signal wird die (Haupt-)Tonhöhe des Nutzsignales bestimmt.

Merkmale[Bearbeiten]

Das Verfahren unterstützt Abtastraten zwischen 8 kHz und 24 kHz. Variable Bitraten zwischen 6 kBit/s und 40 kBit/s sind möglich[6]. Die algorithmisch bedingte Übertragungsverzögerung beträgt 25 Millisekunden. Der Algorithmus besitzt Mechanismen zur Verschleierung von Paketverlusten.

Die Referenz-Implementierung ist in ANSI-C geschrieben und verwendet ausschließlich Integer-Arithmetik.

Geschichte[Bearbeiten]

Das Verfahren ersetzt den vorher in Skype verwendeten SVOPC, welcher seinerseits als hauseigene Lösung die von Global IP Solutions lizenzierten Codecs iSAC und iLBC ablöste. Es war drei Jahre lang als separater Entwicklungszweig von SVOPC in der Entwicklung.[7] Es wurde im Januar 2009 auf der Consumer Electronics Show angekündigt[7] und war erstmals in der am 7. Januar 2009 veröffentlichten Skype-Version 4.0 Beta 3 integriert,[8] zu der am 3. Februar die fertige Version veröffentlicht wurde.[9][10][11] Am 3. März 2009 erklärte Skype Limited, dass der SILK-Codec bald unter einer kostenlosen Lizenz für Drittentwickler von Hard- oder Software verfügbar gemacht würde.[12] Am 6. Juli wurde das Verfahren bei der Internet Engineering Task Force (IETF) zur Standardisierung eingereicht.[13] Dabei wurde es mitsamt dem Quellcode der in C programmierten Referenzimplementierung offengelegt. SILK ist Grundlage des im September 2010 bei der IETF vorgelegten Hybridverfahrens Opus (früher bekannt als „Harmony“), der eine Obermenge zu dem freien Transformationsverfahren CELT und SILK darstellt.[14]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Audio-Mitschnitt vom Treffen der IETF-Codec-Arbeitsgruppe auf der Konferenz IETF79 in Peking, China mit einer Darstellung der grundlegenden Funktionsprinzipien durch Koen Vos (MP3, ~70 MiB)
  2. http://www.teamfortress.com/hatless/
  3.  Thomas R. Fischer: A pyramid vector quantizer. In: IEEE (Hrsg.): IEEE Transactions on Information Theory. 32, Nr. 4, Juli 1986.
  4. http://www.ietf.org/proceedings/75/slides/codec-3.pdf
  5. http://research.nokia.com/files/public/%5B16%5D_InterSpeech2011_Voice_Quality_Characterization_of_IETF_Opus_Codec.pdf
  6. SILK Datenblatt: SILKDataSheet.pdf, abgerufen am 29. Dezember 2012
  7. a b Michael Stanford Skype’s new super-wideband codec, vom 13. Januar 2009, abgerufen am 1. September 2009
  8. Skype Journal Skype for Windows 4.0 Beta 3 Hotfix Introduces New Audio Codec, vom 7. Januar 2009, abgerufen am 1. September 2009
  9. http://about.skype.com/2009/02/allnew_skype_now_available.html
  10. PCWorld (4. Februar 2009)Skype Upgrade Simplifies VoIP Video Calls, Abgerufen am 1. September 2009
  11. Skype 4.0 audio: smooth as SILK, vom 4. Februar 2009, abgerufen am 1. September 2009
  12. Jonathan Christensen SILK, our super wideband audio codec, is now available for free, vom 3. März 2009, abgerufen am 1. September 2009
  13. IETF SILK Speech Codec - draft-vos-silk-00.txt, vom 6. Juli 2009, abgerufen am 1. September 2009
  14. Definition of the Harmony Audio Codec