FLAC

يتكون ملف FLAC من الرقم السحريfLaC والبيانات الوصفية والصوت المشفر. ^{[ 11 ]}

يُقسّم الصوت المُشفّر إلى إطارات، يتألف كل منها من رأس، وكتلة بيانات، ومجموع اختبار CRC16 . يُشفّر كل إطار بشكل مستقل عن الإطارات الأخرى. يبدأ رأس الإطار بكلمة تزامن تُستخدم لتحديد بداية إطار صالح. يحتوي باقي الرأس على عدد العينات، وموقع الإطار، وتخصيص القناة، ومعدل أخذ العينات وعمق البت (اختياري ). تحتوي كتلة البيانات على معلومات الصوت. ^{[ 11 ]}

تسبق البيانات الوصفية في ملفات FLAC الصوت. وتحتوي هذه البيانات دائمًا على خصائص مثل معدل العينة وعدد القنوات. وقد تتضمن أيضًا معلومات أخرى، مثل غلاف الألبوم . ^{[ 11 ]} يستخدم FLAC تعليقات Vorbis للبيانات الوصفية النصية مثل عنوان المقطع واسم الفنان.

تتألف خوارزمية ترميز FLAC من عدة مراحل. في المرحلة الأولى، يُقسّم الصوت المُدخل إلى كتل. إذا كان الصوت يحتوي على قنوات متعددة ، تُرمّز كل قناة على حدة ككتلة فرعية. ثم يحاول المُرمّز إيجاد تقريب رياضي جيد للكتلة، إما عن طريق مطابقة متعددة حدود بسيطة ، أو من خلال الترميز التنبؤي الخطي العام . بعد ذلك، يُكتب وصف للتقريب، والذي لا يتجاوز طوله بضعة بايتات. أخيرًا، يُرمّز الفرق بين التقريب والصوت المُدخل، والذي يُسمى الباقي، باستخدام ترميز رايس . في كثير من الحالات، يشغل وصف التقريب والباقي المُرمّز مساحة أقل من استخدام تعديل رمز النبض . ^{[ 11 ]}

عملية فك التشفير هي عكس عملية التشفير. حيث يتم أولاً فك تشفير الجزء المتبقي المضغوط. ^{[ 12 ] [ 13 ]} ثم يُستخدم وصف التقريب الرياضي لحساب شكل الموجة. وتتكون النتيجة من خلال جمع الجزء المتبقي مع شكل الموجة المحسوب. ^{[ 14 ] [ 15 ]} وبما أن FLAC يضغط البيانات دون فقدان ، فإن شكل الموجة بعد فك التشفير يكون مطابقًا لشكل الموجة قبل التشفير.

في حالة الصوت الاستريو ثنائي القنوات، قد يختار المُشفِّر تشفير الصوت بشكل مشترك. تُحوَّل القنوات إلى قناة جانبية، وهي الفرق بين قناتي الإدخال، وقناة وسطى، وهي مجموع قناتي الإدخال. وبدلاً من القناة الوسطى، يمكن تشفير القناة اليسرى أو اليمنى، وهو ما يكون أحيانًا أكثر كفاءة في استخدام المساحة. ^{[ 16 ]}

على الرغم من أن المشفر المرجعي يستخدم حجم كتلة واحد للتدفق بأكمله، ^{[ 11 ]} يسمح FLAC بتغيير حجم الكتلة بالعينات لكل كتلة.

تُحدد درجة الضغط بناءً على عدة معايير، منها رتبة نموذج التنبؤ الخطي وحجم الكتلة. وبغض النظر عن درجة الضغط، يمكن دائمًا إعادة بناء البيانات الأصلية بشكل كامل.

لتسهيل استخدام البرنامج، يُحدد التطبيق المرجعي 9 مستويات ضغط، وهي عبارة عن إعدادات مسبقة للمعايير التقنية لخوارزمية التشفير. تُرقّم المستويات من 0 إلى 8، حيث تُشير الأرقام الأعلى إلى نسبة ضغط أعلى، على حساب سرعة الضغط. يختلف معنى كل مستوى ضغط باختلاف التطبيق. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

تم تحسين تنسيق FLAC لزيادة سرعة فك التشفير على حساب سرعة التشفير. وقد أظهرت دراسة معيارية أنه على الرغم من وجود اختلاف طفيف في سرعة فك التشفير مع زيادة مستوى الضغط، إلا أنه بعد مستوى الضغط الافتراضي 5، تستغرق عملية التشفير وقتًا أطول بكثير مع توفير مساحة ضئيلة مقارنةً بالمستوى 5. ^{[ 19 ]}

إلى جانب تنسيق FLAC، يتضمن مشروع FLAC أيضًا تطبيقًا مرجعيًا مجانيًا ومفتوح المصدر يُسمى libFLAC. يوفر libFLAC أدوات لترميز وفك ترميز بيانات FLAC ومعالجة البيانات الوصفية لملفات FLAC. كما يُعد libFLAC++، وهو غلاف برمجي كائني التوجه لـ libFLAC مكتوب بلغة C++ ، وبرامج سطر الأوامر ، جزءًا من التطبيق المرجعي.flacmetaflac

من غير المعروف أن تنسيق FLAC، إلى جانب libFLAC، مشمول بأي براءات اختراع ، وأي شخص حر في كتابة تطبيقاته الخاصة لـ FLAC.

تُنفَّذ النسخة المرجعية من FLAC كمكتبة التشفير وفك التشفير الأساسية libFLAC ، حيث يُمثِّل البرنامج الرئيسي القابل للتوزيع flacالنسخة المرجعية من واجهة برمجة تطبيقات libFLAC. تتوفر واجهة برمجة التطبيقات هذه أيضًا بلغة C++ باسم libFLAC++. يُمكن تجميع النسخة المرجعية من FLAC على العديد من المنصات، بما في ذلك معظم أنظمة التشغيل Unix (مثل Solaris و BSD ) والأنظمة الشبيهة بـ Unix (بما في ذلك Linux )، وWindows ، و BeOS ، و OS/2 . توجد أنظمة بناء لـ autotools و CMake ^{[ 22 ]} . لا تدعم libFLAC حاليًا المعالجات متعددة النوى ، ولكن يُمكن استخدام أدوات مثل GNU parallel وواجهات رسومية متنوعة لتشغيل عدة نسخ من المُشفِّر.

يُعدّ دعم تشغيل ملفات FLAC في أجهزة الصوت المحمولة وأنظمة الصوت المخصصة محدودًا مقارنةً بتنسيقات مثل MP3 ^{[ 23 ]} أو PCM غير المضغوط . ويُعدّ دعم FLAC مُضمّنًا افتراضيًا في أنظمة Windows 10 ^{[ 24 ]} و Android ^{[ 25 ]} و macOS و iOS ^{[ 26 ]} .

يتم دعم العديد من الحاويات الأخرى، بشكل مستقل عن نظام التشغيل المستخدم، وذلك اعتمادًا على برنامج التشغيل المستخدم.

استندت عملية توحيد تنسيق FLAC في RFC 9639 إلى الاستخدام المحدد للأرشفة والحفظ. ^{[ 30 ]} وقد أدرجت إدارة المحفوظات والسجلات الوطنية في الولايات المتحدة تنسيق FLAC كتنسيق مفضل للصوت الرقمي. ^{[ 31 ]}