Category: Audio

Was ist MP4? Unterschied zwischen MP3 und MP4


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Was ist MP4? Unterschied zwischen MP3 und MP4

MP3 vs MP4

MP4-Dateien sind nur eine neuere und bessere Version von MP3-Dateien, oder?

MP3 vs MP4

Ach nein.

Dieser einstellige Unterschied mag den Eindruck erwecken, dass sie mehr oder weniger gleich sind, aber nichts könnte weiter von der Wahrheit entfernt sein. Jedes hat seine eigenen Verwendungszwecke, seine eigene Geschichte und seine eigenen Vorteile. Lassen Sie mich wiederholen, MP3 und MP4 sind nicht dasselbe.

In diesem Artikel werden einige wichtige Unterschiede erläutert, die jeder kennen sollte. Wenn Sie mit dem Lesen fertig sind, wissen Sie genau, welcher Dateityp Ihren Anforderungen entspricht.

MPEG verstehen
Bevor Sie sich jedoch mit den Unterschieden befassen, ist es wichtig zu verstehen, woher die beiden Dateitypen stammen.

MP3 ist die Abkürzung für MPEG-1 Audio Layer 3. Es war eines von zwei Formaten, die Anfang der neunziger Jahre für den MPEG-Audiostandard in Betracht gezogen wurden. Das Elektronikunternehmen Philips, das französische Forschungsinstitut CCETT und das Deutsche Institut für Rundfunktechnologie unterstützten das Format aufgrund seiner Einfachheit. , ohne Fehler und Recheneffizienz.

Die Entscheidung wurde 1991 getroffen und die MP3-Dateien wurden 1993 veröffentlicht.

MP4 steht für MPEG-4 Teil 14. Diese Technologie basiert auf dem QuickTime MOV-Format von Apple, bietet jedoch Unterstützung für andere MPEG-Funktionen. Der Dateityp wurde erstmals im Jahr 2001 veröffentlicht, ist jedoch eine Neuauflage von 2003, die heute häufig beim Anzeigen von MP4-Dateien verwendet wird.

Nur Audio im Vergleich zu digitalen Medien

Der grundlegendste Unterschied zwischen MP3 und MP4 liegt in der Art der von ihnen gespeicherten Daten.

MP3-Dateien können nur für Audio verwendet werden, während MP4-Dateien Audio, Video, Standbilder, Untertitel und Text speichern können. Technisch gesehen ist MP3 ein “Audio-Codierungs” -Format und MP4 ein “digitaler Mediencontainer”.

MP3: King of Audio
Weil sie Audio so gut speichern, sind MP3-Dateien zum De-facto-Standard geworden

für Musiksoftware, digitale Audioplayer und Musik-Streaming-Sites. Unabhängig davon, welches Betriebssystem oder Gerät Sie haben, können Sie sicher sein, dass MP3s problemlos funktionieren.

Siehe auch: Wie hoch ist die Bildwiederholfrequenz?
Der Hauptgrund, warum sie so beliebt sind, ist die Funktionsweise des Dateityps. MP3 verwendet verlustbehaftete Komprimierung

Dies reduziert die Größe der Audiodatei erheblich, praktisch ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Bei diesem Vorgang werden alle Daten entfernt, die außerhalb des Hörbereichs der durchschnittlichen Person liegen, und der Rest wird so effizient wie möglich komprimiert.

Mit MP3-Dateien können Benutzer auch ein Gleichgewicht zwischen Klangqualität und Dateigröße finden.

Wenn Sie ein Musikliebhaber sind, können Sie eine größere Datei mit einer höheren Bitrate und einer besseren Klangqualität wählen. Wenn Sie jedoch so viel Musik wie möglich auf Ihrem tragbaren Gerät speichern möchten, können Sie die Dateigröße und die Klangqualität entsprechend reduzieren.

Außerdem sind MP3s immer kleiner als entsprechende MP4-Dateien. Wenn Ihr Audio-Player oder Smartphone voll ist, sollten Sie im MP4-Format gespeichertes Audio in das MP3-Format konvertieren. Bitte beachten Sie, dass dies die Klangqualität beeinträchtigen kann!

MP4: mehr Optionen, mehr Flexibilität
MP4-Dateien sind “Container”: Anstatt den Code der Datei zu speichern, speichern sie Daten. MP4-Dateien haben also keine eigene Art, mit der Dateicodierung umzugehen. Sie basieren auf bestimmten Codecs, um zu bestimmen, wie Codierung und Komprimierung behandelt werden.

Es gibt heute Hunderte von Codecs auf dem Markt, aber nicht viele funktionieren mit normalen MP4-Playern. Damit ein Player eine MP4-Datei lesen und abspielen kann, muss er denselben Codec haben. Die meisten unterstützten Codecs:

Video: MPEG-4 Teil 10 (H.264) und MPEG-4 Teil 2.
Audio: AAC, ALS, SLS, TTSI, MP3 und ALAC.
Untertitel: MPEG-4 synchronisierter Text.
Diese Codecs bieten MP4 viel mehr Flexibilität als MP3. Beispielsweise können M4A-Dateien (MP4-Dateien, die nur Audio enthalten) sowohl Advanced Audio Coding (AAC) als auch Apple Lossless Audio Coding (ALAC) verarbeiten. Die Wahl der Qualität liegt beim Benutzer. In beiden Fällen wird die Datei als MP4-Datei angezeigt, die Daten in dieser Datei variieren jedoch erheblich.

Siehe auch: Wie funktioniert die Dateikomprimierung?
MP4-Dateien können neben Audio auch Video, Bilder und Text enthalten. Oft werden mehrere Dateierweiterungen angezeigt, die den Datentyp im Container angeben. Einige der häufigsten sind:

MP4 – die einzige offizielle Erweiterung.
M4A – Ungeschützter Ton.
M4P – Audio verschlüsselt von FairPlay Digital Rights Management.
M4B: Hörbücher und Podcasts.
M4V: Visuelle MPEG-4-Bitströme.
Dateimetadaten verstehen
MP3- und MP4-Dateien unterstützen Metadaten.


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Kompressionsstandard MPEG -4

Kompressionsstandard MPEG -4

MPEG 4

Das Komprimierungsschema für Videodaten im MPEG-4-Standard ist das gleiche wie in früheren MPEG-Formaten.

mpeg 4

Während der Codierung werden Keyframes mit einer Szenenänderung identifiziert und gespeichert, und Informationen über Änderungen im aktuellen Frame gegenüber dem vorherigen Frame werden unter Beibehaltung vorhergesagt. Der Codec kann auch nicht nur mit Quadraten arbeiten, in die das Bild unterteilt ist, sondern auch mit Objekten beliebiger Form. In diesem Fall sind natürlich wichtigere Rechenressourcen erforderlich, aber dies ist eine Eigenschaft des Formats, das das Arbeiten mit bewegten Bildern (rechteckigen Rahmen), beliebig geformten Videoobjekten, 2 D- und 3 D-synthetisierten Objekten ermöglicht. von einem Computer, Animationsobjekten und mit Objekten aus einem Standbild.

Das MPEG-4-Format unterstützt Standards:

Digitalfernsehen, Speicherung von Videoinformationen;
Übertragung von Video-Streaming über das Internet und Mobilkommunikation;
Standards für hochwertige Videoprodukte, die für den Studioeinsatz hergestellt und vertrieben werden;
Präsentation von Computergrafiken in 2D- und 3D-Geometrie;
Standards der Animationstechnologie; und T. d.

Es sollte nicht gedacht werden, dass MPEG-4 hinter der externen Vielfalt und der breiten Abdeckung von Möglichkeiten eine Art spezieller Komprimierungsstandard ist, da es im Kern einen einfachen Videokodierungsmechanismus mit blockbasierter Codierung mit Offset aufweist. Bewegung. Darüber hinaus mit anschließender DCT-Transformation, Quantisierung und Entropiecodierung. Die grundlegende Codierungssyntax ist mit einigen Einschränkungen identisch mit dem H. 263-Standard. Der größte Teil der restlichen Funktionalität beruht auf dem Hinzufügen einiger Details, die separat entwickelt wurden.

Der Audioteil von MPEG-4 ist ebenfalls objektorientiert. Hier verwenden wir die Beschreibung des Schallfelds in der BIFS-Sprache, die es ermöglicht, Objekte und Schallquellen im dreidimensionalen Raum der Szene an der gewünschten Position zu platzieren, die Eigenschaften des Geräusches zu ändern und jeder Quelle unabhängig Effekte hinzuzufügen, indem sie zusammen mit verschoben wird das visuelle Objekt.

Bei der Codierung von Audioobjekten in MPEG-4-Technologie werden zwei Sprachen SAOL (Structured Audio Orchestra Language) und SASL (Structured Audio Score Language) integriert, mit denen jedes Instrument und jedes Programm so programmiert werden kann, dass synthetisierter Klang wiedergegeben wird.

Die Besonderheit von MPEG-4 besteht darin, dass die Endmontage des Gesamtbildes auf einem Computer oder einem anderen Empfangsgerät erfolgt und der Benutzer das resultierende Bild wie ein Fernsehregisseur selbst erstellen kann. Benutzerbefehle können im Decoder verarbeitet oder an die Quelle gesendet werden, wobei die Funktion der Interaktivität ausgeführt wird.

Übergang des digitalen Rundfunks im Land von MPEG-2 zu MPEG-4
In Bezug auf den Übergang des digitalen Rundfunks im Land vom MPEG-2-Komprimierungsstandard zum MPEG-4-Standard wurde dieser Prozess im Jahr 2015 manifestiert, als die Satellitenrundfunkbetreiber Tricolor TV, Orion und NTV plus 2016 Jahre später Vorbereitende Vorbereitungen, wir begannen allmählich, sowohl die Sende- als auch die Benutzerausrüstung zu ersetzen.

Dieser Prozess wurde auch durch die Anordnung des Ministeriums für Telekommunikation und Massenkommunikation “Über die Genehmigung der Anforderungen an die Ton- und (oder) Bildqualität der obligatorischen öffentlichen Fernseh- und (oder) Radiosender” vom 01.09 erleichtert .2015, bei dem Telekommunikationsbetreiber die Übertragung digitaler Signale des ersten und zweiten Multiplexes in digitalem Format bereitstellen mussten. schlimmer als mit dem MPEG-4-Standard.

Beachten Sie, dass der Betreiber Tricolor TV im Jahr 2015 auf 2 Millionen Abonnenten ihre Ausrüstung in der neuen st geändert hat. Im Jahr 2016 haben 75% der Abonnenten bereits einen Austausch durchgeführt.

Weltweit hat der Übergang von MPEG-2 zu MPEG-4 die Einführung von HD-Streaming beschleunigt. Im Jahr 2016 waren mehr als hundert von ihnen im Rundfunknetz.

Bei anderen Satellitenbetreibern ist die Situation ähnlich. Um den Austausch von Geräten zu beschleunigen, haben Orion und NTV plus sogar neue Regeln für den Verkauf von MPEG-4-Empfangsgeräten in Raten für zwei Jahre und zu einem reduzierten Preis eingeführt. Obwohl der Übergang von einem Standard zu einem anderen schrittweise unter Beibehaltung der parallelen Übertragung im MPEG-2-Format erfolgte, werden derzeit alle neuen Kanäle im MPEG-4-Format ausgestrahlt.

Moving Picture Experts Group MPEG

Moving Picture Experts Group MPEG

Moving Picture Experts Group, MPEG

Die MPEG-Komprimierungsstandards wurden von der Moving Picture Experts Group (MPEG) entwickelt.

MPEG

Diese Technologie definiert Komprimierungsstandards für Audio- und Videoinformationen und macht sie für die Übertragung von Sendungen geeignet. Beschreiben wir die Arten von Standards nacheinander.

Kompressionsstandard MPEG -1
UND
Der MPEG-1-Standard geht von einem Übergang von der räumlichen zur spektralen Darstellung von Bildern aus. Dadurch kann die mehrdimensionale Struktur des Bildes selektiv verarbeitet werden, um die höchsten Qualitätsmerkmale zu erzielen. Im MPEG-1-Standard wird hierfür die diskrete Kosinusbildungsmethode (DCT) verwendet, die für alle gleichen 8×8-Blöcke gilt, in die das Bild unterteilt ist. Die DCT-Anwendung liefert eine Matrix aus 64 Spektralkomponenten – Koeffizienten. Die sequentielle Summe der Koeffizienten während der Bildrekonstruktion, beginnend bei Null, bestimmt durch die durchschnittliche Helligkeit des ursprünglichen Blocks, führt zur Wiederherstellung des Blocks zu einem zufriedenstellenden Bild. Die Erfahrung zeigt, dass für das durchschnittliche Bild von Bildern in mehr als 50% aller Blöcke 8×8 durch Hinzufügen von ungefähr 20 Spektralkomponenten von 64 auf einen guten Koeffizientenzustand zurückgesetzt werden kann. Dies verringert die Anzahl der für die Codierung benötigten Bits. Das Kompressionsverhältnis erreicht acht.

Die bis zu hundertfache Suche nach höheren Komprimierungsgraden bei Verwendung der DKM-Technologie (8 x 8) führt zu einer starken Verzerrung des Originalbilds. Die Verwendung von 16×16-Laufwerken erfordert erhebliche Rechenkosten.

Gemäß dem MPEG-1-Standard werden Audio- und Videoinformationen (Streams) mit einer Geschwindigkeit von 150 Kb / s übertragen. Die Flusssteuerung wählt wichtige Videobilder aus und füllt nur die Bereiche aus, die sich zwischen den Bildern ändern.

Einfach ausgedrückt umfasst die MPEG-1-Komprimierungstechnologie die folgenden Schritte.

Vor dem Entfernen der zeitlichen Redundanzcodierung, wie wir oben beschrieben haben, tritt sie in der zeitlichen Komprimierungstechnologie in einer Gruppe von 12-Frame-Bildern – GOP – auf, wobei die ausgewählten I-Frames (Intra-Frame – Frame) ohne komprimiert werden Modifikation der P-Frames (vorgesteuerter Frame), während der Codierung, welcher Teil der Informationen gelöscht wird, und während der Wiedergabe werden Informationen aus den vorherigen I- oder P-Frames verwendet. Der am meisten “komprimierte” Rahmentyp ist B (bidirektionaler Rahmen) – Rahmen, in denen während der Codierung Informationsverluste erheblich sind und während der Wiedergabe Informationen aus vorherigen I- oder P-Rahmen verwendet werden. Wenn wir die typischste Rahmenkette IBBPBBPBBIBB nehmen, die während der Codierung gebildet wird, ist der Informationskomprimierungsprozess offensichtlich, da in der GOP-Kette die Beziehung zwischen Rahmen (I: P: B) 2: 2: 8 ist, dh Prävalenz der am meisten komprimierten Frames um das 4-fache.

Nach Abschluss des Framings werden die I-Frames in 8 x 8-Pixel-Blöcke unterteilt und die P- und B-Frames werden mithilfe der “Motion Prediction” -Technologie “komprimiert”. Der Bewegungsvorhersagealgorithmus erhält einen Block aus dem aktuellen Rahmen (8 × 8 Pixel) und ähnliche Blöcke aus vorherigen I- oder P-Rahmen als verarbeitete Information.

Nach dem Durchlaufen der Verarbeitung gibt es schließlich in dieser “Komprimierungs” -Stufe die folgenden Informationen:

der Bewegungsvektor des aktuellen Blocks relativ zu den vorherigen,
Der Unterschied zwischen dem gegenwärtigen und dem vergangenen Block unterliegt einer zusätzlichen Codierung.
Der Codierungsprozess durchläuft drei Stufen

DCT (diskrete Cosinus-Präobazovanie – DCT (diskrete Cosinus-Transformation);
Quantisierung (Quantisierung): die Übertragung von Informationen von einer analogen in eine diskrete Form;
Umwandlung der resultierenden Blöcke von der Matrix in die lineare Form.
Der MPEG-1-Standard im Farbfernsehübertragungssystem erwies sich als wenig nützlich, da er im YUY-Format (siehe Ausdrücke (4) und (5) in Teil I dieses Artikels) für die Verwendung mit optimiert ist Die Parameter:

240 Zeilen pro Frame (Zeile pro Frame – lpf);
352 Punkte auf einer Linie (Punkt pro Linie – ppl);
30-minütiger Mitarbeiter-Scan (Bilder pro Sekunde – fps);
Daher bietet es eine niedrigere Videoqualität als die gemäß dem Farbfernsehstandard übertragene.

Mit der Entwicklung des MPEG-1-Formats wurden jedoch Audiocodierungstechniken entwickelt. Das Ergebnis wurde als eine Reihe von Audio-Encodern der Schichten I, Layer II (Musicam) und Layer III (MP 3) präsentiert.

Digitale Videokodierung in Überwachungssystemen

Digitale Videokodierung in Überwachungssystemen

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Die Codierung oder einfacher die Komprimierung des digitalen Videosignals ist bei der Videoüberwachung von großer Bedeutung. Um zu verstehen, warum, kehren wir zur jüngeren Geschichte zurück.

Security video

Die digitale Methode der Videoaufzeichnung wurde erstmals in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts angewendet. Dann war es ein sauberes, unkomprimiertes Video, für dessen Speicherung und Verwendung viel Speicher erforderlich war. Es ist klar, dass es zu dieser Zeit keine Geräte gab, mit denen solche Informationsmengen aufgezeichnet werden konnten, und dann wurden die ersten Codecs erfunden, die speziell zum Komprimieren des Formulars entwickelt wurden.

Seitdem wurden beim Aufzeichnen von Videoinformationen Komprimierung und Codierung verwendet. Andernfalls nimmt das Herunterladen, Verarbeiten, Bearbeiten, Abspielen und Speichern von Videodateien viel Zeit und große Datenmengen in Anspruch. Durch die Codierung werden alle diese Probleme beseitigt.

Der Kodierungsprozess selbst ist recht einfach. Wenn spezielle Codecs verwendet werden, wird der Videodatenstrom kontinuierlich von ihnen analysiert und unnötige / unwichtige Datenblöcke werden einfach abgeschnitten, wodurch die Größe der Videodateien erheblich reduziert wird.

Heutzutage gibt es zwei Arten der Videokomprimierung: Bild für Bild (Intra-Frame) und Inter-Frame-Codierung.

Bei der Einzelbildkomprimierung wird jedes Bild des Videos wie ein Foto als separates Standbild behandelt. Diese Technologie ermöglicht es, Videos in guter Qualität zu erhalten, gleichzeitig wird die Dateigröße geringfügig reduziert, sodass bei dieser Codierung alle Frames gespeichert werden, auch wenn keine Änderungen am Frame vorgenommen wurden. Das heißt, von zehn oder Hunderten identischer Frames werden alle gespeichert, obwohl nur einer ausreicht.

Die Komprimierung zwischen Frames funktioniert nach dem entgegengesetzten Prinzip: Wenn ein Signal verarbeitet wird, wird das gesamte Videobild analysiert, es werden jedoch nur wichtige Änderungen gespeichert, z. B. die Bewegung eines Objekts, während der Hintergrund und die Umgebung des Frames Objekt bleiben gleich. Auf diese Weise können Sie die Größe der Videodatei im Vergleich zur Einzelbildkomprimierung erheblich reduzieren.

Selbst die fortschrittlichsten Videokomprimierungsalgorithmen beeinträchtigen jedoch die Qualität des Originalbilds. Es ist wahr, dass heute Codecs erschienen sind, die Videos so komprimieren, dass es praktisch keinen Qualitätsverlust gibt.

In diesem Fall berücksichtigt die Komprimierung: Videoauflösung, Dateigröße, Methode zum Übertragen und Herunterladen einer Videodatei, Verbreitung statischer oder dynamischer Szenen, Farbe, Kontrast usw. Die Qualität und Größe der resultierenden Videodatei hängt vom verwendeten Codec ab.

Dies ist jedoch noch nicht alles, da die beim Aufnehmen von Videos von Überwachungskameras erhaltene Datei nicht nur komprimiert und codiert werden muss, sondern gegebenenfalls dekomprimiert und decodiert werden muss. Daher ist es besser, denselben Codec wie für die zu verwenden Kompression.

Derzeit gibt es mehrere wichtige Komprimierungsstandards für die Videoüberwachung. Betrachten Sie sie genauer.

Komprimierungsstandard M-JPEG (Motion JPEG)

Es handelt sich um einen lizenzfreien Codierungsstandard, der in den 90er Jahren entwickelt und weit verbreitet wurde. Er verwendet die Intra-Frame-Komprimierungstechnologie. Die mit diesem Codec erhaltene digitale Videosequenz ist eine JPEG-Bildmatrix mit vollem Gewicht. Obwohl dieser Codec die Verwendung einer Reihe von Tools ermöglicht, die die Dateigröße reduzieren, wird er heutzutage aufgrund der geringen Qualität des resultierenden Bildes sowie des minimalen Videokomprimierungsverhältnisses selten verwendet.

MPEG-4-Komprimierungsstandard

Lizenzierter Codierungsstandard, der eine objektorientierte Komprimierung (zwischen Frames) verwendet, dh wenn die Bewegung jedes Objekts im Frame separat verfolgt wird und basierend auf diesen Bewegungen das Videosignal aufgezeichnet wird. Der Hauptvorteil dieses Codecs ist die große Auswahl an Einstellungen für das Komprimierungsverhältnis, die für jede Datenübertragungsrate ausgewählt werden können. Dieses Format ist universell und wird verwendet, um Schweißvideos in Echtzeit anzuzeigen. Dieser Standard ist jedoch bereits veraltet.

Kompressionsstandards H.264 und H.264 +

Neuere lizenzierte Codierungsstandards, die die Größe einer digitalen Videodatei erheblich reduzieren. Diese Codecs ändern die Videobildqualität nur minimal und zeichnen Videosignale für lange Zeit auf, da sie nur wenig Netzwerkbandbreite und Festplattenspeicher benötigen.

Der H.264-Codec ist eines der besten Werkzeuge für die Arbeit in Videoüberwachungssystemen, insbesondere bei Aufnahmen mit hohen Bildraten und hohen Auflösungen.