Month: November 2020

Was ist die Bitrate?


Free Download Mp4Gain
picture

Was ist die Bitrate?

Bit Rate

Die Bitrate ist die Datenmenge pro Zeiteinheit, die zum Übertragen eines Audiostreams verwendet wird. Beispielsweise bedeutet eine Bitrate von 128 kbit / s 128 Kilobit pro Sekunde und bedeutet, dass 128.000 Bit zum Codieren einer Sekunde Audio verwendet werden (1 Byte = 8 Bit). Wenn wir diesen Wert in Kilobyte übersetzen, stellt sich heraus, dass eine Sekunde Ton ungefähr 16 KB belegt.

Bitrate

Je höher die Bitrate der Spur ist, desto mehr Platz nimmt sie auf Ihrem Computer ein. Gleichzeitig können Sie im Rahmen eines Formats mit einer höheren Bitrate Ton mit höherer Qualität aufnehmen. Wenn Sie beispielsweise Audio-CDs in MP3 konvertieren, ist der Sound bei einer Bitrate von 256 kbit / s viel besser als bei einer Bitrate von 64 kbit / s.

Da der Speicherplatz mittlerweile recht günstig ist, empfehlen wir die Konvertierung in MP3 mit einer Bitrate von mindestens 192 kbps.

Unterscheiden Sie auch zwischen konstanten und variablen Bitraten.

Variable (VBR) konstante Bitraten-Differenz (CBR)
Bei einer konstanten Bitrate wird die gleiche Anzahl von Bits verwendet, um alle Abschnitte des Klangs zu codieren. Die Struktur des Klangs ist jedoch normalerweise unterschiedlich, und zum Beispiel erfordert das Codieren von Stille deutlich weniger Bits als das Codieren von sattem Sound. Die variable Bitrate passt im Gegensatz zur konstanten automatisch die Qualität der Codierung an, abhängig von der Komplexität des Klangs in bestimmten Intervallen. Das heißt, für Abschnitte, die unter dem Gesichtspunkt der Codierung einfach sind, wird eine niedrigere Bitrate verwendet, und für komplexe Abschnitte wird ein höherer Wert verwendet. Durch die Verwendung einer variablen Bitrate können Sie eine höhere Klangqualität bei kleinerer Dateigröße erzielen.

Was ist die Abtastrate?
Dieses Konzept entsteht bei der Umwandlung eines analogen Signals in ein digitales Signal und bedeutet die Anzahl der Abtastwerte (Signalpegelmessungen) pro Sekunde, die zur Umwandlung des Signals ausgeführt werden.

Wie viele verantwortliche Kanäle gibt es?
Ein Kanal für die Audiokodierung ist ein separater Audiostream. Mono: ein Stream, Stereo: zwei Streams. Die Abkürzung nm wird häufig verwendet, um die Anzahl der Kanäle anzugeben, wobei n die Anzahl der vollständigen Audiokanäle und m die Anzahl der Niederfrequenzkanäle ist (z. B. 5.1).


Free Download Mp4Gain
picture

Analog zu Digital

Analog zu Digital

Analog to digital

Um ein analoges Signal (Ton, Bild) in ein digitales Format umzuwandeln, müssen drei grundlegende Vorgänge ausgeführt werden: Abtasten, Quantisieren und Codieren.

Analog to digital

Probenahme
– Darstellung eines kontinuierlichen analogen Signals mittels einer Folge seiner Werte (Abtastwerte). Diese Proben werden zu Zeiten entnommen, die durch ein Intervall voneinander getrennt sind, das als Abtastintervall bezeichnet wird. Der Kehrwert des Intervalls zwischen den Abtastwerten wird als Abtastrate bezeichnet. In Fig. 1 ist das ursprüngliche analoge Signal und seine abgetastete Version gezeigt. Die Bilder, die unter den Zeitdiagrammen erscheinen, wurden unter der Annahme erhalten, dass die Signale einzeilige Fernsehvideosignale sind, die für den gesamten Fernsehrahmen gleich sind.

Analog-Digital-Wandlung. Probenahme

Es ist klar, dass je kleiner das Abtastintervall und folglich je höher die Abtastfrequenz ist, desto geringer ist die Differenz zwischen dem Originalsignal und seiner abgetasteten Kopie. Die Stufenstruktur des abgetasteten Signals kann mit einem Tiefpassfilter geglättet werden. Auf diese Weise wird das analoge Signal aus dem abgetasteten wiederhergestellt. Die Rekonstruktion ist jedoch nur dann genau, wenn die Abtastfrequenz mindestens das Zweifache der Bandbreite des ursprünglichen analogen Signals beträgt (diese Bedingung wird durch den bekannten Kotelnikov-Satz bestimmt). Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, geht die Probenahme mit irreversiblen Verzerrungen einher. Tatsache ist, dass infolge der Abtastung zusätzliche Komponenten im Frequenzspektrum des Signals auftreten, die um die Harmonischen der Abtastfrequenz im Bereich liegen, was der doppelten Bandbreite des ursprünglichen analogen Signals entspricht. . Wenn die maximale Frequenz im Frequenzspektrum des analogen Signals die Hälfte der Abtastfrequenz überschreitet, treten die zusätzlichen Komponenten in das Frequenzband des ursprünglichen analogen Signals ein. In diesem Fall ist es nicht mehr möglich, das ursprüngliche Signal ohne Verzerrung wiederherzustellen. Die Theorie der Probenahme wird in vielen Büchern behandelt.

Analog-Digital-Wandlung. Verzerrungsabtastung

Ein Beispiel für Abtastverzerrungen ist in Fig. 2 gezeigt. Ein analoges Signal (wieder angenommen, es ist ein TV-Leitungsvideosignal) enthält eine Welle, deren Frequenz zuerst von 0,5 MHz auf 2,5 MHz ansteigt und dann auf abnimmt 0,5 MHz Dieses Signal wird mit 3 MHz abgetastet. In Fig. 2 sind die Bilder nacheinander gezeigt: das ursprüngliche analoge Signal, das abgetastete Signal, das wiederhergestellte analoge Signal nach dem Abtasten. Das Tiefpass-Rekonstruktionsfilter hat eine Bandbreite von 1,2 MHz. Wie Sie sehen können, werden die Niederfrequenzkomponenten (weniger als 1 MHz) ohne Verzerrung wiederhergestellt. Die 1,5-MHz-Welle verschwindet und wird zu einem relativ flachen Feld. Die 2,5-MHz-Welle nach der Wiederherstellung wurde zu einer 0,5-MHz-Welle (dies ist der Unterschied zwischen der 3-MHz-Abtastfrequenz und der ursprünglichen 2,5-MHz-Frequenz). Diese Bilddiagramme veranschaulichen die Verzerrung, die mit einer unzureichend hohen räumlichen Abtastrate des Bildes verbunden ist. Wenn das Subjekt der Fernsehaufzeichnung ein Objekt ist, das sich sehr schnell bewegt, oder beispielsweise ein rotierendes Objekt, können Abtastverzerrungen im Zeitbereich auftreten. Ein Beispiel für eine Verzerrung, die mit einer unzureichend hohen Abtastrate verbunden ist (und dies ist die Bildrate des Fernsehabfalls), ist ein Bild eines sich schnell bewegenden Autos mit stationären Rädern oder beispielsweise einer langsamen Drehung in eine Richtung u eine andere, die Speichen des Rades (stroboskopischer Effekt). Es gibt keine Abtastverzerrung, wenn die Bandbreite des ursprünglichen Signals von oben begrenzt ist und die Hälfte der Abtastfrequenz nicht überschreitet. verbunden mit einer unzureichend hohen räumlichen Abtastrate des Bildes. Wenn das Subjekt der Fernsehaufzeichnung ein Objekt ist, das sich sehr schnell bewegt, oder beispielsweise ein rotierendes Objekt, können Abtastverzerrungen im Zeitbereich auftreten. Ein Beispiel für eine Verzerrung, die mit einer unzureichend hohen Abtastrate verbunden ist (und dies ist die Bildrate des Fernsehabfalls), ist ein Bild eines sich schnell bewegenden Autos mit stationären Rädern oder beispielsweise einer langsamen Drehung in eine Richtung u eine andere, die Speichen des Rades (stroboskopischer Effekt). Es gibt keine Abtastverzerrung, wenn die Bandbreite des ursprünglichen Signals von oben begrenzt ist und die Hälfte der Abtastfrequenz nicht überschreitet. verbunden mit einer unzureichend hohen räumlichen Abtastrate des Bildes. Wenn das Subjekt der Fernsehaufzeichnung ein Objekt ist, das sich sehr schnell bewegt, oder beispielsweise ein rotierendes Objekt, können Abtastverzerrungen im Zeitbereich auftreten.

Was ist CBR? (Konstante Bit-Rate)

Was ist CBR? (Konstante Bit-Rate)

CBR (Constant Bit Rate)

CBR ist ein Encoder zum Konvertieren (Komprimieren) einer Audiodatei in das MP3-Format. Bei der CBR-Codierung wird die Bitrate in der gesamten Datei konstant gehalten: Die gleiche Anzahl von Bits wird zugewiesen, um jede Sekunde Audio zu codieren, und innerhalb von Frames der Audiodaten treten sie daher in regelmäßigen und vorhersagbaren Intervallen auf dass die volle Dateigröße für eine bestimmte Audiolänge vorhersehbar ist. Daher ist CBR das “Gegenteil” von VBR.

CBR

In einigen Formaten kann es jedoch zu einer gewissen Variabilität der Anzahl der Bits kommen, die die tatsächlichen Audioinformationen von Bild zu Bild enthalten.

Dieses Konzept manifestiert sich im MP3-Bit-Repository. In MP3 CBR werden die Audiodaten nicht notwendigerweise sequentiell unter ihnen verteilt, selbst wenn die Frames eine feste Größe haben. Das Audio für einen Frame verwendet möglicherweise weniger Bits als der Frame. Daher “fügt” dieser Frame Ersatzbits zu einem “Bucket” hinzu, der die zugewiesenen Bits für den nächsten Block ausfüllen kann.

Daher kann die effektive Bitrate in CBR MP3 geringfügig variieren, obwohl in allen Audiodaten eine feste Anzahl von Frames vorhanden ist. Der Grad der Variabilität in der gesamten MP3-Datei ist nicht so groß wie der des VBR, aber nicht vernachlässigbar.

Ein CBR-Encoder, der das Repository ineffizient verwendet, erzeugt mit größerer Wahrscheinlichkeit eine Datei mit geringerer Qualität als ein VBR. Im Gegensatz zu VBR variiert die wahrgenommene Qualität von decodiertem Audio je nach CBR-Datei. Dies liegt daran, dass die CBR-Codierung der ABR-Form der VBR-Codierung insofern ähnlich ist, als sie typischerweise ausschließlich auf der Zielbitrate und der Analyse des Eingangsaudios basiert.

Oft wird nicht versucht, die niedrigstmögliche Bitrate zu verwenden, um ein bestimmtes Niveau der Ausgabequalität aufrechtzuerhalten. Technisch gesehen beinhalten CBR-Implementierungen immer die Vorhersage der Produktqualität, sie basieren jedoch auf festen Algorithmen und nicht auf einer Versuchs- und Fehlerüberprüfung der Ergebnisse, wie dies in VBR der Fall ist. Wer sollte diesen Encoder verwenden: CBR ist nützlich für Benutzer, die an maximaler Kompatibilität interessiert sind, insbesondere mit einigen Streaming-Anwendungen und einigen Hardware-Decodern, die VBR nicht unterstützen. CBR ist auch nützlich für Personen, die genaue Schätzungen der Bitrate oder der ungefähren Länge einer decodierten Audiodatei erhalten möchten, ohne die gesamte Datei zu scannen und teilweise zu decodieren. VBR-Befürworter sind sehr lautstark gegen CBR und sagen oft, dass niemand CBR verwenden sollte, wenn er die Wahl hat. Einige argumentieren vernünftigerweise, dass das Ziel der Verwendung eines Komprimierungsalgorithmus, insbesondere in einem verlustbehafteten Codec wie MP3, darin besteht, so viele Bits wie möglich zu speichern, während ein bestimmtes Qualitätsniveau beibehalten wird, sodass CBR tendenziell mehr Bits als erforderlich verwendet. Bei einfachen Passagen ist die Verwendung von zu wenig für komplexe Passagen verschwenderisch und sollte zu schlechteren Ergebnissen führen (zumindest bei komplexen Kompositionen) als bei VBR. Diese Argumente müssen jedoch sorgfältig verfeinert werden, und es wäre falsch zu folgern, dass es Qualitätsunterschiede zwischen CBR und VBR gibt. Im Allgemeinen liefert VBR bei den meisten Komprimierungsarten unter Berücksichtigung identischer Eingaben, Codierungstechniken und vernünftiger Ziele für die VBR-Qualität und die Bitratengrenzen fast immer Ergebnisse mit gleicher wahrgenommener Qualität. oder besser als CBR für Dateien gleicher Größe. Dies wurde in zahlreichen Hörtests gezeigt. CBR kann die Qualität von VBR überschreiten, wenn der Vergleich nicht auf die durchschnittliche Bitrate beschränkt ist oder wenn das VBR-Codierungsverfahren die tatsächliche Ausgabequalität nicht berücksichtigt. Beispielsweise klingt ein CBR-MP3 mit 256 kbit / s und mäßig komplexem Audio wahrscheinlich deutlich besser als ein ähnlich codierter VBR mit durchschnittlich 128 kbit / s, obwohl VBR in einigen Frames bis zu 320 kbit / s verwenden kann. Und selbst wenn VBR die Qualität des Ausgangssignals misst, gibt es eine Fehlerquote, insbesondere bei Verwendung psychoakustischer Wahrnehmungsmodelle, sodass der Encoder (selbst das hoch angesehene LAME) abhängig von den Eigenschaften versehentlich einige Segmente komprimieren kann. Audio, wodurch Qualität und Bitrate eingeschränkt werden. Bei hohen Bitraten liegt der Qualitätsunterschied zwischen typischen CBR- und VBR-Dateien nahe Null, sodass er für einige CBR-Benutzer durchaus akzeptabel ist, insbesondere wenn die maximale Einsparung an Unterkunft oder Festplattenspeicher nicht wichtig ist. Bei niedrigen durchschnittlichen Bitraten ist der Qualitätsunterschied zwischen CBR und VBR bei gleichem Eingangssignal stärker ausgeprägt, so dass VBR häufig wünschenswerter ist. Bei hohen Bitraten liegt der Qualitätsunterschied zwischen typischen CBR- und VBR-Dateien nahe Null, sodass er für einige CBR-Benutzer durchaus akzeptabel ist.

Vergleich der Videokodierung mit dem H.264- und H.265-Codec

Vergleich der Videokodierung mit dem H.264- und H.265-Codec

H.265 VS H.264

Ich möchte die Leser darauf aufmerksam machen, dass ich meine Geschichte über den H.265-Codec nur unter dem Gesichtspunkt ausführen werde, wie er zum Erstellen von Videofilmen verwendet werden kann, unabhängig von der Verwendung in anderen Bereichen. Zum Beispiel bei der Videoüberwachung – dort ist alles ganz anders. Ich werde mit der technischen Definition der Codecs H.264 und H.265 beginnen.

H.264 vs H.265

H.264-Codec: Wissenschaftlich heißt er MPEG-4 Teil 10 oder AVC (Advanced Video Coding). Es erschien im Jahr 2003, aber im Alltag wurde es nicht mehr sofort verwendet, ungefähr seit die Leute anfingen, hochauflösende Videokameras zu kaufen. Meiner Meinung nach ist es heute der einzige Codec, den Sie für das Komprimieren von Videos verwenden möchten. Es hat einfach keine Konkurrenten. Außer natürlich 265.

H.265- oder HEVC-Codec (High Efficiency Video Coding – High Efficiency Video Coding). Es werden Bildformate bis zu 8K (UHDTV) mit einer Auflösung von 8192 × 4320 Pixel unterstützt. Die Hersteller haben diesen Codec 2012 offiziell angekündigt. Er wurde erstmals in IP-Broadcast-Systemen verwendet. Als dann 4K- und 8K-Formate auftauchten und weit verbreitet wurden, für die H.264 nicht mehr ideal war, war das fünfte auch dort nützlich.

Aber 5.265 ist kein neues Produkt, es ist in der Tat ein verbessertes 264. Zunächst hatten die Entwickler die Aufgabe, die Bitrate mit der gleichen Qualität zu halbieren. Wenn diese Aufgabe abgeschlossen wäre, wäre es mit H.265 möglich, einen Computer mit der halben Leistung zu haben oder die endgültige Datei doppelt so einfach mit derselben Qualität zu empfangen. Das ist aber nur theoretisch.

Sie wissen wahrscheinlich, dass nicht alle Pixel im Bild während der Codierung betroffen sind. Das Bild ist je nach Inhalt in Blöcke unterteilt. Der Hauptunterschied zwischen diesen beiden Codecs besteht darin, dass sie diese Blöcke unterschiedlich bilden. Mit anderen Worten, sie teilen das Bild in eine andere Anzahl von Fragmenten. H.265 enthält mehr Pixel in jedem Block, dh das Bild ist in weniger Teile unterteilt.

Der erste Gedanke, der einem normalen Menschen einfällt, ist, wie er ist, denn dies wird die Qualität nur verschlechtern! Wenn in jedem Block nur ein Pixel vorhanden wäre, das mit einzelnen Parametern komprimiert wurde, wäre das Bild viel besser. Dies ist natürlich wahr, aber die Realität ist, dass in unserer Zeit leider das Konzept der Qualität für Hersteller von etwas in den Hintergrund tritt.

Basierend auf Informationen, die von anderen Betreibern empfangen wurden, kann davon ausgegangen werden, dass bei der Codierung des 4K-Formats mit einer niedrigen Bitrate der Vorteil von H.265 deutlicher ist als bei Verwendung des Full HD-Formats. Aber ich arbeite nicht mit einer niedrigen Bitrate, hohe Qualität ist mir wichtig.

H.264 oder H.265. Was ist besser?

Jeder weiß, dass je höher die Qualität, die Sie erreichen möchten, desto mehr Zeit und Mühe erforderlich ist. Gleiches gilt für die Codierung. Wenn wir davon ausgehen, dass H.265 besser codiert, bedeutet dies, dass im Vergleich zu H.264 mehr Zeit für die Codierung aufgewendet wird. Aber 30 mal ist übertrieben! Ich bin mir sicher, dass es bei 100-prozentigen Filmen fast unmöglich ist, den Unterschied zu erkennen, der im Standbild zu sehen ist, aber warum dann mit dem 265 die Dinge komplizieren? Obwohl hier jeder für sich selbst entscheidet, was für ihn wichtiger ist: so schnell wie möglich codieren und ein fertiges Produkt erhalten oder länger warten, aber ein höheres Ergebnis bewerten.

Die genaue Codierungszeit hängt davon ab, wie Sie das Video aufnehmen, wie viele kleine Details vorhanden sind, wie sich das Bild bewegt, welche Bildgröße und welche Leistung Ihr Computer hat. Basierend auf meinen Beobachtungen verbraucht der Computer beim Codieren von H.265 viel mehr Ressourcen, aber der Prozess selbst ist besser für Mehrkernprozessoren geeignet, dh der Computer arbeitet reibungsloser.

Ich habe auch versucht, H.265 in Full-HD-Video mit maximaler Qualität und 50 Bildern pro Sekunde für etwa 10 Minuten zu codieren. Und als Media Encoder, der im Prinzip schneller als Premier codiert, berichtete, dass die Codierung mehr als 300 Stunden dauern würde, wurde mir klar, dass es fast zwei Wochen dauern würde, den Computer nicht auszuschalten, und das für 10 Minuten. Und mein Computer ist ziemlich leistungsfähig. Bei der Codierung von 265 mit einem Qualitätsprofil von “gut” entspricht die verstrichene Zeit der Einstellung 264 im Bild, der Unterschied ist jedoch so gering, dass das Hochladen dieser Screenshots keinen Sinn macht.

Der H.265-Codec wurde vor langer Zeit erstellt und es stellt sich die Frage, warum er nicht so beliebt ist wie von den Entwicklern geplant. Nach meinem besten Wissen kann ich davon ausgehen, dass es erstens keinen so deutlich sichtbaren Vorteil bei der Videobearbeitung gibt, und zweitens wird die Entwicklung der Verwendung von H.265 durch die Tatsache behindert, dass Sie dafür bezahlen müssen seine Verwendung in allen Geräten, in denen es vorhanden ist.