Audiokodierungsformat
Vergleich der Kodierungseffizienz gängiger Audioformate.
Ein Audiocodierungsformat (oder manchmal ein Audiokomprimierungsformat) ist ein Inhaltsdarstellungsformat, das verwendet wird, um digitales Audio zu speichern oder zu übertragen, wie beispielsweise in digitalem Fernsehen, digitalem Radio und Audio- und Videodateien. Beispiele für Audiocodierungsformate sind MP3, AAC, Vorbis, FLAC und Opus. Eine bestimmte Software- oder Hardwareimplementierung, die in der Lage ist, Audio in einem bestimmten Audiocodierungsformat zu komprimieren und zu dekomprimieren, wird als Audiocodec bezeichnet. Ein Beispiel für einen Audio-Codec ist LAME, einer von mehreren verschiedenen Codecs, die die Audiocodierung und -decodierung in der Formatierung von MP3-Audiocodierungssoftware implementieren.
Bestimmte Audiocodierungsformate werden durch detaillierte technische Spezifikationsdokumente definiert, die als Audiocodierungsspezifikationen bekannt sind. Einige dieser Spezifikationen wurden von Standardisierungsgremien als technische Standards geschrieben und genehmigt und werden daher als Audiocodierungsstandards bezeichnet. Der Begriff “Standard” wird manchmal auch dafür verwendet, dass es sich um Normen und formale Standards handelt.
Audioinhalte, die in einem bestimmten Audiocodierungsformat codiert sind, werden normalerweise in einem Containerformat eingekapselt. Anstelle von rohen AAC-Dateien haben Benutzer also oft .m4a-Audiodateien, bei denen es sich um MPEG-4 Part 14-Container handelt, die AAC-codiertes Audio enthalten. Der Container enthält auch Metadaten wie Titel und andere Tags und möglicherweise einen Index für schnelle Suchen. Eine bemerkenswerte Ausnahme sind MP3-Dateien, bei denen es sich um rohe Audiocodierungen handelt und die kein Containerformat haben. Der De-facto-Standard für das Hinzufügen von Metadaten-Tags wie Titel und Interpret zu MP3s als ID3s ist ein Hack, der funktioniert, indem er das Tag zum MP3 hinzufügt und sich dann darauf verlässt, dass der MP3-Player die Schnipsel als fehlerhafte Audiokodierung erkennt, also überspringe den Block. In einem Video mit Audiodatei ist der codierte Audioinhalt mit dem Video (im videocodierten Format) innerhalb des Mediencontainerformats enthalten.
Ein Audiocodierungsformat gibt nicht alle Algorithmen an, die von den Codecs verwendet werden, die das Format implementieren. Laut psychoakustischen Modellen besteht ein wichtiger Teil der Funktionsweise der verlustbehafteten Audiokomprimierung darin, Daten auf eine Weise zu entfernen, die Menschen nicht hören können. Der Encoder-Implementierer kann frei wählen, welche Daten entfernt werden sollen (abhängig von seinem psychoakustischen Modell).
Verlustfreie Audiocodierungsformate reduzieren die Gesamtdaten, die zur Darstellung des Tons erforderlich sind, können ihn jedoch in seine ursprüngliche unkomprimierte Form zurückdecodieren. Verlustbehaftete Audiocodierungsformate reduzieren zusätzlich zur Komprimierung auch die Bitauflösung des Tons, was zu viel weniger Daten führt, jedoch auf Kosten eines unwiederbringlichen Informationsverlusts.
Consumer-Audio wird häufig mit verlustbehafteten Audio-Codecs komprimiert, da kleinere Größen einfacher zu verteilen sind. Die am weitesten verbreiteten Audiocodierungsformate sind MP3 und Advanced Audio Coding (AAC), die beide verlustbehaftete Formate sind, die auf modifizierter diskreter Cosinustransformation (MDCT) und perzeptiven Codierungsalgorithmen basieren.
Verlustfreie Audiocodierungsformate wie FLAC und Apple Lossless sind manchmal verfügbar, jedoch auf Kosten größerer Dateien.
Manchmal werden auch unkomprimierte Audioformate wie Pulscodemodulation (PCM oder .wav) verwendet. PCM ist das Standardformat für Compact Disc Digital Audio (CDDA), und nach der Einführung von MP3 wurde die verlustbehaftete Komprimierung schließlich zum Standard.