Audio – Page 218

Codecs und Mediencontainer.

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Codecs und Mediencontainer.

Codecs and Containers

Bitrate. Empfehlungen für die Videokodierung.

Video Container and Video Codecs

Zum Komprimieren digitaler Mediendateien werden spezielle Programme verwendet – Codecs (Encoder). Dies ist eine Art “Formel”, die bestimmt, wie Audio- und Videoinhalte verpackt werden können. Codecs führen auch die umgekehrte Decodierungsoperation durch, in diesem Fall werden sie Decoder genannt.

Encoder (Encoder, Encoder in Englisch): Ein Programm und / oder Gerät, mit dem Informationen von einem Typ in einen anderen konvertiert werden (Codierung).
Ein Decoder ist im Wesentlichen der gleiche wie ein Encoder, konvertiert jedoch in die entgegengesetzte Richtung.

Codec (englischer Codec): Codierer und Decodierer in einem Block.
Das Komprimierungsverhältnis ist das Verhältnis der Größe der Eingabedatei (nicht codiert) zur Größe der Ausgabedatei (codiert). Ein Komprimierungsverhältnis von 11: 1 bedeutet beispielsweise, dass die codierte Datei 12-mal kleiner als das Original ist.
Bitrate: Die Anzahl der Bits, die zum Aufzeichnen einer Zeiteinheit von Audioinformationen zugewiesen wurden. Sie werden im Allgemeinen in kb / s gemessen, dh in Kilobit pro Sekunde (kb / s oder kbps in Englisch).
Die meisten Codecs für Audio- und Videodaten verwenden eine verlustbehaftete Komprimierung, um eine akzeptable endgültige (komprimierte) Dateigröße zu erhalten. Es gibt auch verlustfreie Codecs. Für die meisten Anwendungen sind verlustbehaftete Codecs jedoch vorteilhafter, da die geringfügige Qualitätsverschlechterung durch eine erhebliche Reduzierung des Datenvolumens gerechtfertigt ist. Fast die einzige Ausnahme ist, wenn die Daten weiter verarbeitet werden: In diesem Fall haben wiederholte Verluste beim Codieren / Decodieren schwerwiegende Auswirkungen auf die Qualität.

Am beliebtesten sind die folgenden Codecs:

psd, bmp, rle, dib, gif, eps, jpg, pcx, raw, png, tif usw. – Bilder.
flag, ogg, opus, wav, pcm, wma, mp3, aac, as3, dts, flac usw. – Audio;
ffdshow, indeo, mjpeg, mpeg-1, mpeg-2, mpeg-4 (h.261, h.263, h.264), wmv – video.

Jedes Betriebssystem enthält anfangs einen bestimmten Satz von Codecs, die jedoch im Allgemeinen nicht ausreichen, um bestimmte Videodateiformate abzuspielen. Die Codecs konvertieren die Daten in eine spezielle Datei, die als Container bezeichnet wird. Ein Container ist eine spezielle Shell, in der mit Codecs verschlüsselte Informationen gespeichert werden. Grundsätzlich handelt es sich bei Mediencontainern um Videodateiformate, die Daten zu ihrer internen Struktur enthalten. Der Container kann verschiedene Informationen speichern, insbesondere Bilder, Audio, Video und Untertitel. Verschiedene Arten von Containern bestimmen die Menge und Qualität der Informationen, die in ihnen gespeichert werden können, haben jedoch keinen Einfluss auf die Art und Weise, wie die Daten codiert werden.

Am beliebtesten sind folgende Behälter:

ogg, mp3, mka, wav, wma, mp3, aac, dts, flac usw. – Audio;
DivX, XviD, AVI, MP4, MPEG, WMV, MOV, VOB, MKV, FLV, MPG, dv, flv, ts, m2ts, mp4 usw. – Video.
Um zu bestimmen, in welches Format ein Video konvertiert werden soll, müssen Sie mit dem Aufgabensatz fortfahren. Stellen Sie sich diese Situation vor: Sie haben einen schönen Videoclip der Hochzeitsfotos und möchten ihn auf Ihrem Fernsehbildschirm (ohne HD) abspielen. Dazu können Sie Videos im DVD-Format (as3 – Audio, Vob – Video) brennen.

Schauen wir uns als nächstes die bekanntesten Videodateiformate an:
AVI (Audio-Video Interleaved) ist einer der häufigsten Mediencontainer für Windows-Betriebssysteme. Dieses Format kann vier Arten von Informationen enthalten: Video, Audio, Text und MIDI. Dieser Container kann Videos in verschiedenen Formaten von MPEG-1 bis MPEG-4 enthalten. AVI hat eine große Vielfalt an internen Strukturen und kann auf Smartphones, Kommunikatoren und anderen Geräten gespielt werden. Der AVI-Mediencontainer unterliegt keinen Einschränkungen für den verwendeten Codec-Typ.
WMV (Windows Media Video) ist ein digitales Videoformat, das von Microsoft erstellt und gesteuert wird. WMV-Dateien können Audio- und Videodaten enthalten, die mit Windows Media Audio (WMA) – und Windows Media Video (WMV) -Codecs gepackt sind.
MOV ist ein von Apple für den QuickTime Media Player entwickeltes Format. Um solche Dateien abzuspielen, müssen Sie einen QuickTime-Player oder Player mit bereits installierten MOV-Codecs haben. Das Format kann Video, Animation, Grafik, 3D enthalten. Dieses Format unterstützt alle Audio- und Video-Codecs.
ASF (Advanced Streaming Format) ist ein Microsoft-Streaming-Format. Basierend auf MPEG-4 und zur Übertragung von Videos mit niedriger und mittlerer Bitrate ins Internet. ASF ist ein Multimedia-Container, der fast alle Video-Codecs unterstützt.
MPG oder MPEG (Moving Picture Experts Group) – Eine Videodatei mit mit Codecs codiertem Video:
mpeg1 – Der Standard wurde 1992 unter Berücksichtigung der Funktionen von 2-Gang-CD-ROMs und 486 Computern entwickelt
Der mpeg2-Standard wurde in übernommen

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Hohe Audioqualität, was ist das?

Hohe Audioqualität, was ist das?

Wenn es um hochauflösendes Audio geht, das von einem Blu-ray-Player auf einem Computer abgespielt wird, denken viele, dass eine HDMI-Schnittstelle auf dem Motherboard oder der Grafikkarte automatisch hochauflösende Audioformate wie Dolby ermöglicht spielte im Fernsehen und Heimkino.

Digital Plus, hochauflösendes DTS-HD, Dolby TrueHD und DTS-HD Master Audio. Mit Ausnahme einiger interessanter Möglichkeiten ist dies jedoch in den meisten Fällen überhaupt nicht der Fall. Selbst relativ neue High-End-Motherboards, Grafikkarten und Soundkarten mit HDMI-Ausstattung können möglicherweise nicht so große Audiostreams alleine verarbeiten. Letztendlich kommt es darauf an, welche Art von Eingangssignal sie empfangen und welche Art von Signal sie ausgeben können.

In diesem Test werden alle HD-Audioformate, ihre Bitrate (Streaming) und die Lieferanforderungen an das Wiedergabemedium untersucht. In Teil 2 werden wir weiter untersuchen, wie digitale Audiostreams in typischen PC-Komponenten verarbeitet werden können (oder nicht). Nachdem Sie beide Artikel gelesen haben, müssen Sie genau verstehen, warum so viele Heimkino-Benutzer eine Vielzahl von analogen Kabeln (drei für 5.1-Kanäle und vier für 7.1) anstelle von HDMI verwenden, um Mehrkanal-Audio überall hin zu übertragen. … Wir werden auch über einige der Problemumgehungen sprechen, die mit der Umwandlung eines digitalen in ein analoges Signal auf einem Computer anstelle eines Empfängers oder Vorverstärkers verbunden sind. Oft ist diese Option die günstigste Option für die HD-Klangqualität optimal. Und schließlich verstehen Sie vielleicht, warum es sich lohnt, etwas länger zu warten, um einen Blu-ray-Player für Ihr Heimkinosystem zu kaufen. Auf diese Weise können Sie einige der neuen Vorteile nutzen, die vor Ende 2008 erscheinen sollten, aber noch nicht fertig sind (zumindest sind sie zum Zeitpunkt dieses Schreibens noch nicht fertig).

Die jedem Format zugeordnete Bitrate (oder der Stream) sowie die Anzahl der Kanäle, Abtastraten und Bittiefen, die zum Codieren der Formate verwendet werden.
Ob der SPDIF-Anschluss den erforderlichen Stream für jedes Format bereitstellen kann und mit welchen Arten von HDMI-Schnittstellen jedes Format funktioniert.
In Teil 2 werden wir uns mit PC-Software-Codecs befassen, um herauszufinden, mit welchen Formaten sie arbeiten und welche Arten von Schnittstellen Motherboards, Grafikkarten und Soundkarten mit HDMI-Ausstattung unterstützen können. Und da kürzlich neue Chipsätze und Schnittstellen verfügbar sind (oder relativ bald verfügbar sein werden), werden wir auch erklären, wie neue und zukünftige Hardware einfachere Lösungen für derzeit durcheinandergebrachtes PC-HD-Audio bieten kann.

Einführung

Hochauflösende Audioformate (HD Audio)
Blu-ray-Discs können Filmmusik in einem der folgenden Formate enthalten.

PCM (lineares PCM oder LPCM);
Dolby Digital;
DTS;
Dolby Digital Plus;
Hochauflösendes DTS-HD;
Dolby TrueHD;
DTS-HD-Master-Audio.
Bevor wir zu einer detaillierten Betrachtung der oben genannten Formate übergehen, stellen wir fest, dass die Dolby-Technologien von Dolby Laboratories stammen, einem anerkannten Anbieter von professioneller, semiprofessioneller und Consumer-Mehrkanal-Surround-Sound-Technologie und Geräuschunterdrückung. DTS (auch Digital Theatre Systems genannt) stammt von DTS, Inc. ist auch ein bekannter Anbieter digitaler Audiotechnologie, der mit Dolby Labs konkurriert.

PCM (lineares PCM oder LPCM)
PCM steht für Pulse Code Modulation und bietet eine digitale Darstellung eines analogen Signals, das in regelmäßigen Abständen (mit einer bestimmten Frequenz in Hertz) abgetastet (digitalisiert) und in binärer Form (mit einer bestimmten Genauigkeit – Bitbreite) dargestellt wird. Zusätzlich zur Verwendung von PCM für digitales Computer-Audio und Audio-CDs wird es auch in einigen digitalen Telefonsystemen und in verschiedenen digitalen Videoformaten verwendet. Im PCM-Format werden Audioamplitudenwerte mit einer unterschiedlichen Anzahl von Bits (Länge) dargestellt. Der Soundtrack wird normalerweise in 12 bis 24 Bit digitalisiert, aber meistens wird 16 Bit in der PCM Studio-Codierung für Blu-ray-Discs verwendet.

Eine PCM-Audiospur kann eine exakte Kopie eines Studio-Originals sein, das auf einer unkomprimierten Disc codiert ist, wenn ihre Bittiefe mit der des Originals übereinstimmt. Wenn die Bittiefe verringert wird (wie dies häufig der Fall ist, um Speicherplatz für das Speichern von Audio auf der Festplatte zu sparen), kann dies zu einem Downgrade führen, z. B. bei Verwendung von 16-Bit anstelle von 24-Bit. Aus technischer Sicht ist Downsampling nicht dasselbe wie Komprimierung, obwohl die Präzision des resultierenden Klangs verringert ist.

Verschiedene digitale Audioformate.

Verschiedene digitale Audioformate.

Audio Formats

Es gibt verschiedene Konzepte für das Audioformat.

Audio Format

Das Format der Audiodatenpräsentation in digitaler Form hängt von der Quantisierungsmethode eines Digital-Analog-Wandlers (DAC) ab. Die Tonausrüstung ist derzeit die häufigste zwei Arten der Quantisierung:

Pulscodemodulation
Sigma – Delta – Modulation
Häufig Bitquantisierung und Frequenzabtastpunkt für verschiedene Audiogeräte, die als digitales Audiopräsentationsformat (24-Bit / 192 kHz, 16-Bit / 48 kHz) aufnehmen und wiedergeben.

Das Dateiformat bestimmt die Struktur und Darstellung der Audioeigenschaften der Daten, wenn diese auf einem PC-Speichergerät gespeichert werden. Beseitigung der Redundanz von Audiodaten mithilfe von Audio-Codecs, mit deren Hilfe die Komprimierung von Audiodaten durchgeführt wird. Es gibt drei Gruppen von Audiodateiformaten:

unkomprimierte Audioformate wie WAV, AIFF
verlustfreie komprimierte Audioformate (APE, FLAC)
Audioformate mit verlustbehafteter Komprimierung (mp3, ogg)
Es gibt nur modulare Musikformatdateien. Durch synthetisch oder gesampelte aufgezeichnete Live-Instrumente werden sie hauptsächlich zur Schaffung moderner elektronischer Musik (MOD) verwendet. Auch hier kann das Format von MIDI zugeordnet werden, bei dem es sich nicht um eine Tonaufnahme handelt, sondern mit Hilfe eines Sequenzers die Aufnahme und Wiedergabe von Musik mit einem bestimmten Befehlssatz in Form von Text ermöglicht wird.

Digitale Tonmedienformate werden als massenverbreitete Tonaufnahmen (CD, SACD) und in professionellen Aufnahmen (DAT, MiniDisc) verwendet.

Für Surround-Sound-Systeme und Sie können Tonformate in einer Mehrkanal-Begleitung weitgehend ohne Ton für Filme auswählen. Solche Systeme haben eine Reihe von zwei großen Formaten, die mit den Unternehmen des Digital Theatre und dann von Systems Inc. konkurrieren. – DTS und Dolby Laboratories Inc. – Dolby Digital.

Wird auch als Anzahl der Kanäle in Mehrkanal-Soundsystemen bezeichnet (5. 1; 7. 1). Ursprünglich war dieses System für das Kino konzipiert, später wurde es auf Heimkinosysteme erweitert.

MP3, was genau ist ein MP3?

MP3, was genau ist ein MP3?

MP3 (formal MPEG-1 Audio Layer III oder MPEG-2 Audio Layer III) ist ein Audiocodierungsformat für digitales Audio.

Ursprünglich als drittes Audioformat des MPEG-1-Standards definiert, wurde es beibehalten und erweitert, um zusätzliche Bitraten zu definieren und mehr Audiokanäle als drittes Audioformat des kommenden MPEG-2-Standards zu unterstützen. Eine dritte Version, MPEG 2.5, die verbessert wurde, um niedrigere Bitraten besser zu unterstützen, wird üblicherweise implementiert, ist jedoch kein anerkannter Standard.

MP3 (oder MP3) als Dateiformat bezieht sich im Allgemeinen auf Dateien, die den elementaren MPEG-1-Datenstrom für Audio und Video enthalten, ohne die anderen Komplexitäten des MP3-Standards.

Bei den Audiokomprimierungsaspekten von MP3 ist der offensichtlichste Standardaspekt für Endbenutzer (und der bekannteste) MP3, bei dem verlustbehaftete Datenkomprimierung verwendet wird, um Daten mit ungenauen Näherungen und teilweisem Verwerfen von Daten zu codieren. Dadurch kann die Dateigröße im Vergleich zu unkomprimiertem Audio erheblich reduziert werden. Die Kombination aus geringer Größe und akzeptabler Wiedergabetreue führte Mitte bis Ende der neunziger Jahre zu einem Boom der Musikverteilung über das Internet als Anbietertechnologie, als Bandbreite und Speicher noch auf dem Höhepunkt waren. Das MP3-Format wurde bald mit Kontroversen im Zusammenhang mit Urheberrechtsverletzungen, Musikpiraterie, MP3.com- und Napster-Ripping- / Sharing-Diensten und anderen in Verbindung gebracht. Mit dem Aufkommen von tragbaren Mediaplayern, einer Produktkategorie, die Smartphones umfasst,

Die MP3-Komprimierung reduziert (oder approximiert) die Präzision bestimmter Audiokomponenten, von denen angenommen wird, dass sie der Hörfähigkeit der meisten Menschen überlegen sind. Diese Technik ist allgemein als Wahrnehmungscodierung oder psychoakustische Simulation bekannt. Die verbleibenden Audioinformationen werden dann kostengünstig aufgezeichnet. Im Vergleich zur digitalen Audioqualität einer CD kann die MP3-Komprimierung normalerweise eine Reduzierung von 75-95% erzielen. Beispielsweise würde eine mit einer konstanten Bitrate von 128 kbit / s codierte MP3-Datei zu einer Datei führen, die ungefähr 9% der Größe der ursprünglichen Audio-CD entspricht.

Als Broadcast-Format konzipiert, können Broadcast-Segmente verloren gehen, ohne die Fähigkeit zu beeinträchtigen, nachfolgende Segmente zu decodieren.

MP3 wurde von der Moving Picture Experts Group (MPEG) innerhalb der MPEG-1- und späteren MPEG-2-Standards entwickelt. Die erste Audio-Untergruppe bestand aus verschiedenen Entwicklungsteams von CCETT, Matsushita, Philips, Sony, den AT & T-Bell Labs, Thomson-Brandt und anderen. MPEG-1 Audio (MPEG-1 Teil 3), das MPEG-1 Audio Layer I, II und III enthält, wurde 1991 als Entwurf des ISO / IEC-Ausschusses genehmigt, 1992 fertiggestellt und 1993 als ISO / IEC 11172 veröffentlicht -3: 1993. 1995 wurde das Gegenteil veröffentlicht. eine mit MPEG-2 Audio kompatible Erweiterung (MPEG-2 Part 3) mit niedrigerer Bitrate und niedrigerer Bitrate als ISO / IEC 13818-3: 1995.

Standardisierung
1991 wurden zwei Vorschläge für den MPEG-Audiostandard eingereicht und bewertet: MUSICAM (universelle universelle Codierung für Masken- und Subband-Multiplexing) und ASPEC (adaptive spektrale Wahrnehmung der Entropiecodierung). Wie vom niederländischen Philips-Konzern, dem französischen Forschungsinstitut CCETT und dem deutschen Standardinstitut Broadcast Technology vorgeschlagen, wurde MUSICAM aufgrund seiner Einfachheit und Fehlerzuverlässigkeit sowie seiner hohen Recheneffizienz ausgewählt. Das MUSICAM-Format basiert auf Die Subbandcodierung wurde zur Grundlage für das MPEG-Audiokomprimierungsformat, einschließlich beispielsweise der Rahmenstruktur, des Headerformats, der Abtastrate usw.

Obwohl die meisten MUSICAM-Technologien und -Ideen in die Definition von MPEG Audio Layer I und Layer II einbezogen wurden, basiert nur die Filterbank und Datenstruktur auf 1152 Frame-Samples (Dateiformat und Stream-orientiert) Bytes) von MUSICAM blieben in Schicht III (MP3). als Teil einer rechnerisch ineffizienten Hybridfilterbank. Unter dem Vorsitz von Professor Musman von der Universität Hannover wurde die Ausgabe des Standards an den Niederländer Leon van de Kerhof, den Deutschen Gerhard Stoll, den Franzosen Yves-François Deri, der auf den Stufen I und II arbeitet, übergeben. ASPEC war ein gemeinsames Angebot von AT & T Bell Laboratories, Thomson Consumer Electronics, der Fraunhofer Society und CNET. Dies stellte eine maximale Codierungseffizienz sicher.