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Mp3: Audio-Bittiefe, Abtastrate und Bitrate

(a) In Bezug auf die Bittiefe. Die Bittiefe wird auch als Sampling-Bittiefe bezeichnet, und die Bittiefe des Audios bestimmt den Dynamikbereich.

Unser gängiges 16-Bit (16-Bit) kann einen Dynamikbereich von etwa 96 Dezibel aufzeichnen. Nun, ungefähr können Sie wissen, dass jedes Bit etwa 6 Dezibel Ton aufnehmen kann. In ähnlicher Weise beträgt der aufnehmbare 20-Bit-Dynamikbereich etwa 120 dB; 24 Bit sind etwa 144 dB.

Definieren wir 0dB als Maximalwert, dann wird die Tonamplitude durch Erweiterung nach unten berechnet, dann ist der Dynamikumfang von CD-Audio „-96dB ~ 0dB“ und so weiter, der Dynamikumfang von 24Bit HD-Audio hoch – das Audio Definition ist “-144dB~0dB”. Es ist ersichtlich, dass bei höheren Bittiefen ein größerer Dynamikbereich verfügbar ist und geringere Detailebenen aufgezeichnet werden können.

(2) In Bezug auf die Abtastfrequenz.

Was ist der intuitivste Effekt der Abtastrate? Beeinflusst die Ausdruckskraft des Frequenzbereichs des Tons. Je höher die Abtastrate, desto größer der Frequenzbereich, der ausgedrückt werden kann. 44,1 KHz Abtastrate kann den Frequenzbereich von 0 Hz bis 22050 Hz ausdrücken; Die Abtastrate von 48 kHz kann den Frequenzbereich von 0 Hz bis 24000 Hz ausdrücken; Die Abtastfrequenz von 96 kHz kann den Frequenzbereich von 0 Hz bis 48000 Hz ausdrücken. Der durchschnittliche Frequenzbereich, den das menschliche Ohr hören kann, liegt bei etwa 20 Hz bis 20000 Hz.

Kombinieren Sie die beiden oben, wenn Sie einen Parameter sehen:

16Bit 44,1KHz, bedeutet, dass dieses digitale Audio einen “96dB Dynamikbereich” und einen Frequenzbereich von “0Hz-22050Hz” ausdrücken kann;

24Bit 48KHz, was bedeutet, dass dieses digitale Audio einen “144dB Dynamikbereich” und einen Frequenzbereich von “0Hz-24000Hz” ausdrücken kann.

(3) Audio-Bitrate, auch Bitrate oder Bitrate genannt.

Die Bitrate bezieht sich auf die Informationsmenge, die pro Sekunde durch einen Datenstrom geleitet werden kann, und kann auch verstanden werden als: wie viele Datenbits pro Sekunde zur Darstellung verwendet werden.

Grundsätzlich gilt: Je höher die Audio-Bitrate, desto besser die Qualität.

Bei verlustbehaftetem komprimiertem Audio können jedoch unterschiedliche Komprimierungsalgorithmen selbst bei derselben Bitrate zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen in der Klangqualität führen.

Typischer Vertreter: Die Klangqualität des WMA-Audioformats mit 96 Kbit/s ist offensichtlich besser als die Klangqualität des MP3 mit 96 Kbit/s. Warum ist das so? Unterschiede in der Datennutzung aufgrund unterschiedlicher Komprimierungsalgorithmen. Ein anderes Beispiel: Wenn MP3 auf weniger als 48 kbps komprimiert wird, ist es bereits schrecklich, und wenn es sich um das AAC-Audioformat handelt, ist die Klangqualität offensichtlich besser als MP3 bei derselben Bitrate von 48 kbps.

Bei verlustfrei komprimiertem Audio ist die endgültige Klangqualität dieselbe, obwohl die Bitrate völlig unterschiedlich ist. Wenn beispielsweise dieselbe WAV-Datei im FLAC-Format und im APE-Format komprimiert wird, ist die Bitrate der Ausgabedatei nicht dieselbe, aber die Tonqualität ist dieselbe. Selbst im selben Format ist die Komprimierungsstufe unterschiedlich und die Bitrate völlig unterschiedlich, aber das Endergebnis, die Klangqualität bleibt gleich (aber beim Kodieren und Dekodieren ist die CPU-Auslastung unterschiedlich und die Kodierungszeit ist ebenfalls unterschiedlich).

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MP3, was ist Bittiefe und wie wirkt sie sich auf die Qualität einer MP3 aus?

Bitrate ist nicht dasselbe wie Bittiefe

Wir haben in früheren Artikeln erklärt, dass Schall eine Welle ist, die sich durch die Luft ausbreitet. Und der Akt der Digitalisierung basiert einerseits auf der Anzahl der Proben, die genommen werden, um es mit genügend Genauigkeit zeichnen zu können, aber das, wenn wir ein X,Y-Diagramm haben, stellt nur eines dar der Achsen.
Die andere Achse wird durch die Tiefe dargestellt, das heißt, wir wissen bereits, wie viele Samples pro Sekunde genommen werden, aber wir müssen auf der anderen Seite haben, wie viele Möglichkeiten wir haben, die Daten zu „erfassen“, die jedes Sample erfasst.

Wenn wir eine Bittiefe von 16 haben, haben wir etwas mehr als 250 verschiedene Werte, um die Welle zu zeichnen.

Wenn wir stattdessen eine Bittiefe von 24 Bit verwenden, haben wir Millionen verschiedener Werte. Was uns in Treoria ermöglicht, viel mehr Details oder Genauigkeit zu haben.

All das sagt uns die Theorie. Es ist wie mit Farben, mit einer Bittiefe von 16 Bit haben wir mehr als 250 Optionen zu beschreiben, sagen wir eine grüne Farbe, stattdessen haben wir mit 24b Millionen möglicher Varianten.

Natürlich müssen wir uns zuerst fragen, ob das Gerät in der Lage ist, Millionen verschiedener Farben oder Klangvarianten wiederzugeben.

Wir müssen uns auch fragen, ob das menschliche Ohr diese Unterschiede wahrnehmen kann.

Auch, und darauf gehen wir nicht ein, spielt „Rauschen“ hier eine wichtige Rolle.

Wir würden sagen, dass im Allgemeinen für den Klang eine Bittiefe gleich oder größer als 16 bereits ausreicht, um eine wichtige Qualität zu haben.