Warum sind MP3-Bitraten oft Vielfache von 32? Teil 2


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Warum sind MP3-Bitraten oft Vielfache von 32? Teil 2

MP3 bitrate

Technisch gesehen gibt es nichts, was die MP3-Bitrate auf ein Vielfaches von 2 begrenzen könnte, da eine variable Bitratencodierung verwendet werden kann oder eine benutzerdefinierte Bitrate mithilfe einiger Flags erreicht werden kann, die nicht in der MPEG-Spezifikation verwendet werden (obwohl sie manuell implementiert werden müssen).

MP3 bitrate

Damit MP3 MPEG-kompatibel und daher mit den meisten MP3-Decodern kompatibel ist, muss es eine durch die Spezifikation definierte Bitrate haben, sodass alle CBR-codierten MP3-Dateien eine Bitrate haben müssen, die ein Vielfaches von zwei ist.

Abhängig von der Ressource kann VBR codiert werden, indem die Bitrate zwischen einer festen Rate über jedem Frame geändert wird, oder es kann codiert werden, indem die verfügbaren Bits in benachbarten Frames geteilt werden (wodurch effektiv eine nicht standardmäßige Bitrate für die beiden Frames kombiniert erzeugt wird). Die Länge eines bestimmten Frames hängt von der Abtastrate ab, es gibt 1152 Samples pro Frame. Es gibt keine Grenze für die Größe des Frames selbst, noch gibt es eine Grenze dafür, die Framegröße auf Basis 2 festzulegen (d. h. ein 128-kbit/s-MP3 mit einer Abtastrate von 44,1 kHz hätte eine Framegröße von 417 Bytes).

Am Ende klingt eine mit 126 kbps codierte Datei schlechter als eine mit 128 kbps codierte Datei, und ebenso klingt eine mit 131 kbps codierte Datei besser. MP3s werden jedoch gemäß dem psychoakustischen Modell eines bestimmten Encoders für die Komprimierung codiert. Der Betrag, um den eine Datei bei einer bestimmten Bitrate “besser” oder “schlechter” klingt, hängt weitgehend von dem Algorithmus ab, der zur Implementierung des Modells verwendet wird. Im Allgemeinen können höhere Bitraten jedoch mehr Daten enthalten, wodurch wahrscheinlich ein genaueres Rohdatenstrom-Audiosignal reproduziert wird

Ich vermute stark, dass der Grund dafür, dass der MPEG-Standard Vielfache von 2 vorgibt, darin liegt, dass binäre Computer häufig mathematische Berechnungen optimieren können, die sowohl sich selbst als auch Programmierer betreffen.
Dies ist eine Bettelfrage. Glauben Sie nicht, dass es einen mathematischen/arithmetischen Grund für den gewählten Bitratenwert gibt? Oder rechtfertigt das bloße Vorhandensein von VBR keine Begrenzung möglicher Bitraten?
@slhck Ich habe gerade meine Antwort aktualisiert, um relevantere Details bereitzustellen. Bitte lassen Sie mich wissen, ob dies alle Fragen beantwortet.
MPEG 1 Layer-III (mp3)-Dateien sind Streams von Frames.

Diese Webseite beschreibt die Datenstruktur des Frameworks.

Wie Sie sehen können, werden nur 4 Bits zugewiesen, um die Bitrate zu bestimmen. Beim Entwerfen eines Formats für das Live-Streaming möchten Sie nicht mehr Platz verschwenden, als den Stream zu beschreiben.

Ich bin mir nicht sicher, warum 4 Bits als guter Kompromiss zwischen Platzbedarf und “Bitratenauflösung” bestimmt wurden – für die ausgewählte Bitrate wurden sie wahrscheinlich basierend auf dem niedrigsten und höchsten Qualitätsbereich ausgewählt, den der Ingenieur für akzeptabel hielt. mp3-Algorithmus.

Wahrscheinlich lesen die meisten MP3-Player jeweils einen Frame und versuchen wahrscheinlich, mindestens einen Frame “früh” zu puffern, wenn sie den aktuellen Frame decodieren/abspielen.

Die Größe des Frames und möglicherweise des ihm zugewiesenen RAMs ist wie folgt:

FrameSize = 144 * BitRate / SampleRate, wenn das Füllbit gelöscht ist.
FrameSize = (144 * BitRate / SampleRate) + 1Wenn das Füllbit gesetzt ist.
Höhere Bitrate/Abtastrate = mehr RAM erforderlich.

128 Kbps ist wahrscheinlich beliebt, da es die Standardeinstellung für viele Encoder ist.

Außerdem hat mir ein Kollege Einblick in die Diskussion gegeben: 128 Kbps bedeutet auch grob übersetzt “Minuten in einer Minute” (allerdings ungeprüft), hat wahrscheinlich auch etwas damit zu tun.

Wenn “Rohdaten” protokolliert werden, werden diese Daten in Blöcken gepuffert. Diese Blöcke werden offensichtlich Zweierpotenzen sein. Es ist konzeptionell einfacher, wenn Sie eine ganzzahlige Anzahl von Blöcken pro Sekunde haben.


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Warum sind MP3-Bitraten oft Vielfache von 32?

Warum sind MP3-Bitraten oft Vielfache von 32?

MP3 bitrate

Ich verstehe, warum Vielfache von 2 aufgrund ihrer binären Natur oft auf Computern gefunden werden, aber ich kann nicht herausfinden, dass die gängigsten MP3-Bitraten (64 kbps, 128 kbps, 160 kbps, 192 kbps, 256 kbps, 320 kbps usw.) auch dazu neigen befolgen Sie diese Regel.

MP3 bitrate

Da MP3 nur eine sequentielle Codierung von Schallwellen ist, warum spielt es eine Rolle, dass jede Sekunde durch Tausende von Ziffern pro Sekunde dargestellt wird, die durch 2 teilbar sind?
Lesen Musikplayer wie iTunes die Datei weiter und spielen den codierten Ton ab, unabhängig davon, wo die zweite Grenze liegt, oder lesen sie die Datei jede Sekunde?
Im letzteren Fall erfordert das Lesen einer 256-kbps-Datei etwas weniger Speicherseiten als das Lesen einer 257-kbps-Datei, aber der Player kann immer 256-kbit-Blöcke lesen, unabhängig von ihrer Bitrate, und sie inkrementell verarbeiten, richtig?
Ist MP3 bei 128 kbps beliebt, weil es eine allgemein akzeptierte Bitrate ist, oder hat es wirklich einige Vorteile gegenüber 126-kbps- und 131-kbps-Dateien? Sehr geringer Unterschied in Qualität/Dateigröße?

Für die Codierung mit konstanter Bitrate (CBR) spezifiziert der Standard MPEG-1 Audio Layer III Standardbitraten von 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256 und 320 kbit /s. Es gibt andere Definitionen im MPEG-2-Standard, aber sie sind auch alle Vielfache von 2 (eigentlich liegen alle Vielfachen von 8 im Bereich von 8 bis 160 – siehe die Tabelle “Bitrate Index” unter dem obigen Link).

Was ist die richtige Audio-Bitrate?

Was ist die richtige Audio-Bitrate?

proper audio bitrate

Die Bitrate bezieht sich auf die Anzahl der Bits (Bits), die pro Sekunde übertragen werden.

proper audio bitrate

Die Einheit ist bps (Bit pro Sekunde). Je höher die Bitrate, desto schneller die Datenübertragungsgeschwindigkeit.

Die Bitrate im Ton bezieht sich auf die Menge an binären Daten pro Zeiteinheit nach der Umwandlung eines analogen Tonsignals in ein digitales Tonsignal, was ein indirektes Maß für die Audioqualität ist.

Bitrate bezieht sich auf die Abtastrate, mit der digitaler Ton vom analogen in das digitale Format konvertiert wird. Je höher die Abtastrate, desto besser die Qualität des wiederhergestellten Tons. Als Maßstab für die Effizienz digitaler Musikkomprimierung gibt die Bitrate die Rate der pro Zeiteinheit (1 Sekunde) übertragenen Anzahl von Bit bps (bit per second, bits per second) an. Die Einheit ist meist kbps (umgangssprachlich 1000 Bit pro Sekunde). Die Bitrate von digitaler Musik auf CD beträgt 1411,2 kbps (d. h. um 1 Sekunde Musik auf CD zu brennen, werden 1411,2 × 1024 Datenbits benötigt), die hohe BITRATE der digitalen Musikdatei Musik bedeutet, dass sie in einer verarbeitet werden sollte Zeiteinheit (1 Sekunde) Die Datenmenge (BIT) ist groß, was bedeutet, dass die Tonqualität der Musikdatei gut ist. Wenn die BITRATE jedoch hoch ist, nimmt die Dateigröße zu, was viel Speicherplatz beansprucht. Die am häufigsten verwendete Bitrate für Musikdateien ist 128 kbps, und MP3-Dateien können im Allgemeinen 8 bis 320 kbps verwenden. Ebenso sind die meisten von ihnen 32-256 Kbps.Je höher die Rate, desto besser, aber 320 Kbps ist im Moment das höchste Niveau.

Formel zur Berechnung der Bitrate
Der grundlegende Algorithmus ist: [Bitrate] (kbps)=[Dateigröße] (Bytes) X8/[Zeit] (Sekunden)/1000

Spezieller Algorithmus für Audiodateien: [Bitrate] (kbps) = [Quantisierungsabtastpunkt] (kHz) × [Bittiefe] (Bit/Abtastpunkt) × [Anzahl der Kanäle] (normalerweise 2)

Beispielsweise hat das D5-Laufwerk eine Kapazität von 4,3 GB, die verschiedene Audioformate berücksichtigt, sodass es als 600 MB berechnet wird (die verbleibende Kapazität beträgt also 4,3 * 1000-600 = 3700 MB), sodass die Videodatei nicht größer sein sollte als 3,7 G, nehmen Sie in diesem Beispiel an, dass die Kapazität der Videodatei 3,446 G beträgt und die Länge des Videos 100 Minuten (6000 Sekunden) beträgt.Das Berechnungsergebnis: Die Bitrate entspricht ungefähr 4933 kbps.

Verschiedene Coderate-Prinzipien
1. Die Bitrate ist proportional zur Qualität, aber die Dateigröße ist auch proportional zur Bitrate.

2. Wenn die Bitrate einen bestimmten Wert überschreitet, hat dies kaum Auswirkungen auf die Bildqualität.

3. Die DVD-Kapazität ist begrenzt, ob 4.3G-Standard, Overdub oder D9, es gibt Grenzen.

Gängige Bitraten von Audioformaten

Gängige Bitraten von Audioformaten

Common bit rates

Eine hohe Bitrate bedeutet nicht unbedingt eine gute Klangqualität

Common bit rates

Kürzlich habe ich einige Freunde getroffen, die nicht wissen, welches Format sie beim Codieren von Audio und welche Bitrate wählen sollen, und die Auswirkungen auf die Tonqualität sind nicht sehr klar. Dieser Artikel versucht, es Ihnen kurz zu sagen.

Da Audio mit hoher Bitrate von Livestreams mit niedriger Bitrate transkodiert wird, erhöht sich die Bitrate, aber die Tonqualität verbessert sich nicht. Achten Sie auf Premium-Audio-Verkäufe, die behaupten, hoch zu sein. -Online-Bitraten, lassen Sie sich nicht täuschen;

Viele dieser verlustfreien Audiodateien, die als Flac bekannt sind, werden im AAC- oder MP3-Format mit hoher Bitrate verkauft und dann in das Flac-Format konvertiert.

2. Die hohe Bitrate des gebräuchlichsten Audios (normalerweise hohe Qualität, nicht die höchste)

mp3: 128kbps

aac (LC): 112 kbit/s

aac(EL): 96 kbit/s

aac (HE-v2): 48 kbit/s

Sie werden heute häufig in der Musik verwendet, die häufigsten sind eigentlich mp3, aac und m4a, mp4 sind eigentlich Paketformate, dh sie verwenden einen einheitlichen Standard, wodurch es einfach ist, Personen zu identifizieren; zweitens, im mp4 unserer gemeinsamen Videos verwendet General Audio LC-AAC;

3. Andere Audio-Codecs

opus und amr werden normalerweise für Audiodateien mit niedriger Bitrate verwendet (z. B. Sprache, Streaming-Audio mit geringen Anforderungen, opus wird normalerweise in webrtc verwendet).