Was ist ein Audiodateiformat?


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Was ist ein Audiodateiformat?

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MP3

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Wenn es um das Herunterladen von Musik geht, war das MP3-Audiodateiformat vorherrschend.

Tatsächlich ist dieses Format so synonym für mobile Musiklösungen, dass „MP3-Player“ heute das gängige Format für Audiowiedergabegeräte sind.

Heutzutage ist es jedoch aus verschiedenen Gründen weniger prominent. Es geht jedoch weiter. Das Verständnis von MP3-Dateien kann uns auch helfen, andere Formate leichter zu verstehen, also fangen wir dort an.

Eine MP3-Datei ist eine verlustbehaftete Audiodatei, was bedeutet, dass sie Daten verwirft, die unsere Ohren nicht hören können. Fast jeder hat einen Hörbereich zwischen 2oHz und 20kHz. Die Obergrenze sinkt zwar mit zunehmendem Alter, aber im Allgemeinen liegt sie im Bereich jedes hörbaren Geräusches. Da wir wissen, dass andere Frequenzen redundant sind, verwirft MP3 alle Frequenzen außerhalb dieses Bereichs.

Um mehr Platz zu sparen, verwenden MP3-Dateien einige weitere Tricks. Audioingenieure verwenden Geräuschmodellierungsalgorithmen, die auf den psychoakustischen Effekten des menschlichen Ohrs und Gehirns basieren, um Teile der Musik zu entfernen, die wir nicht hören sollten. Beispielsweise kann das Gehirn zwei nebeneinander liegende Frequenzen nicht unterscheiden. Außerdem haben die Ohren von Erwachsenen Schwierigkeiten, die Richtung von hochfrequenten Tönen zu erkennen. Es beginnt auch, die Empfindlichkeit oberhalb von 16 kHz zu verlieren. Außerdem können laute Geräusche leisere Geräusche überdecken. Alle diese können entfernt werden, mit kaum wahrnehmbarem Unterschied in der endgültigen Zielgruppe.

Grundsätzlich entfernen MP3-Dateien Frequenzen, die wir nicht hören können, und Frequenzen, die wir einzeln hören können, aber nicht aufgrund ihrer Kombination in einem bestimmten Song.

MP3 unterteilt die Spur in 576 Sample-Frames und verwendet die schnelle Fourier-Transformation (FFT), um Frequenzdaten aus diesen Frames zu erhalten. Die Frequenzdaten werden dann analysiert, um zu sehen, ob es eine Möglichkeit gibt, Kompressionsregeln basierend auf dem menschlichen Gehör wie oben beschrieben anzuwenden. Wenn dies der Fall ist, werden diese Teile abgerundet (quantisiert), um die Bitrate zu reduzieren und so Platz zu sparen. Daten zur Wiederherstellung jedes Frames in seiner vollen Klangdarstellung werden in einem 32-Bit-Header gespeichert.

Die Bitrate bestimmt die maximal zulässige Dateigröße pro Frame. Je aggressiver die Komprimierung ist, desto wahrscheinlicher entfernt der Algorithmus hörbare Dinge. Außerdem ist diese Art des Filterns und Schneidens nicht perfekt, und die Quantisierung kann Artefakte hinterlassen, die manche Leute hören können. Auf diese verlustbehaftete psychoakustische Komprimierung folgt eine verlustfreie Huffman-Codierungskomprimierung ähnlich wie bei .zip-Dateien, um noch mehr Platz zu sparen.


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Was ist ein Audiodateiformat?

Was ist ein Audiodateiformat?

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Digitale Audiodateien sind eine Möglichkeit aufzuzeichnen, wie Inhalte auf einem Computer, Mediaplayer, Smartphone oder einem anderen Gerät gespeichert werden.

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Auf der einfachsten Ebene ist digitales Audio eine Reihe von Zahlen, die ein Gerät verwenden kann, um Schallwellen zu reproduzieren. Es gibt mehrere Möglichkeiten, dies zu erreichen und die resultierenden Daten dann zu komprimieren (oder nicht). Wir wissen, dass wir das aufgenommene Signal später perfekt reproduzieren können, indem wir die Schallwellen während der Analog-Digital-Wandlung auf mindestens 16 Bit bei 44,1 kHz abtasten. Dies ist einer Mathematik zu verdanken, die als Nyquist-Shannon-Sampling-Theorem bezeichnet wird. Wir können höhere Bitraten und Frequenzbereiche erreichen, aber ob jemand den Unterschied selbst mit den besten Kopfhörern hören kann, darüber lässt sich bestenfalls streiten.

Wenn wir diese Daten einfach so belassen würden (Pulse Code Modulation oder PCM genannt), würde die Datei viel Platz beanspruchen. Aus diesem Grund wurden verlustbehaftete und verlustfreie Formen der Audiokomprimierung entwickelt. Verlustbehaftetes Audio wirft Audiofrequenzen aus, die unsere Ohren nicht hören können, während verlustfreies Audio sie behält. Verlustbehaftete Audioformate können auch andere Tricks verwenden, um das Audio weiter zu komprimieren, was wir später behandeln werden.

Da die meisten Menschen heutzutage über Streaming-Dienste auf ihre Musik zugreifen, sind komprimierte verlustbehaftete Dateiformate der primäre Weg, um Inhalte zu verbreiten. Es spielt keine Rolle, was Sie hören, aber manche Leute verlangen die höchste Qualität. Infolgedessen stehen jetzt immer mehr hochwertige und sogar verlustfreie Streaming-Optionen zur Verfügung. Wie das folgende Bild zeigt, führt jedoch kein Weg daran vorbei, dass verlustbehaftete Formate weniger Speicherplatz beanspruchen und weniger mobile Daten verbrauchen.

Entdecken Sie 4 Hauptaudioformate

Entdecken Sie 4 Hauptaudioformate

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Werfen wir einen Blick auf die wichtigsten Audioformate und die Unterschiede zwischen ihnen.

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Das Audioformat steht in direktem Zusammenhang mit der Qualität und dem Zweck der Audiospur, d.h. wo und auf welchem ​​Gerät sie abgespielt wird und wozu sie dient.

Bevor Sie jedoch den Unterschied zwischen ihnen entdecken und das beste Audioformat für Ihre Musik auswählen, sollten Sie wissen, in welche Kategorien sie fallen. Lass uns weitermachen!

Unkomprimiertes Audio ist wie ein Bild, unkomprimiertes Audio ist von besserer Qualität, größerer Dateigröße und sicherer zu kopieren, mit fast den gleichen Details wie der Originalton.

WAV ist das am weitesten verbreitete Audioformat dieser Art und gibt Musik mit einer Genauigkeit wieder, die der einer Aufnahme ähnelt.

komprimiertes Audio
Wenn Musik komprimiert wird, ist die Datei kleiner und kann problemlos auf Ihrem Gerät gespeichert werden. Aufgrund dieses Vorteils ist komprimiertes Audio oft eher eine Option für Benutzer.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass einige Audioformate in dieser Kategorie je nach gewählter Option an Qualität verlieren können, genau wie MP3 und AAC .

Was ist das beste Audioformat?
Wie wir bereits gesagt haben, besteht der erste Schritt bei der Entscheidung für ein Audioformat darin, das endgültige Ziel des Tracks zu kennen. Ob für Musikunterricht, Aufführungen, Karaoke, Vorsprechen oder Aufnahmeversionen, Sie müssen die Vor- und Nachteile jeder Option verstehen.

WAV
WAV (Waveform Audio File Format) ist ein unkomprimiertes Format, daher wird ausreichend Speicherplatz benötigt. Dies ist für diejenigen, die bereits mit Musik arbeiten, wie z. B. Experten auf diesem Gebiet oder Benutzer, die Audio bearbeiten möchten.

In High Fidelity reproduziert WAV die Elemente und den Charakter des Original-Soundtracks getreu. Darüber hinaus ermöglicht dieses Format die Auswahl verschiedener Bit- und Abtastraten und kann auf mehreren Plattformen verwendet werden.

FLAC
FLAC (Free Lossless Audio Codec) ist eines der heute von Musikliebhabern am häufigsten verwendeten Komprimierungsformate.

Die digitale Audiocodierung ermöglicht es Ihnen, die Qualität beizubehalten, aber die resultierende Datei wird kleiner. Im Laufe der Jahre wurde dieses Format immer häufiger verwendet und ist mit verschiedenen Geräten und Plattformen kompatibel.

FLAC ist kostenlos und Open Source, sofort einsatzbereit und kann problemlos auf Smartphones und anderen Geräten abgespielt werden.

MP3
Bevor Sie sich für das beste Audioformat entscheiden, lohnt sich ein Blick auf das bekannteste Format der Musikwelt: MP3.

MP3 ist eines der wichtigsten Audiokomprimierungsformate und ist zum Synonym für die Bequemlichkeit und Effizienz der schnellen Generierung von Dateien mit kleineren Dateien und einem bestimmten Qualitätsniveau geworden.

Viele Geräte und Programme können dieses Format wiedergeben. Aber MP3 ist in der professionellen Audioverarbeitung und fortgeschrittenen Audiobearbeitung schwierig zu verwenden.

Dieses Format existiert bekanntlich auf fast allen Plattformen und ist ideal zum Teilen von Audio.

Ein weiterer interessanter Faktor ist die Bitrate, obwohl es sich um ein komprimiertes Format handelt, kann es je nach den Zielen und Qualitätsverbesserungen des Benutzers variieren.

AAC Wie MP3 ist Advanced Audio Coding (AAC) ein effizienteres Audioformat als sein Vorgänger.

Um kleinere Dateien mit weniger Speicherplatz zu erstellen, ist AAC eine großartige Option für Benutzer, um die Dateigröße zu reduzieren und Audiospuren in hoher Qualität zu behalten.

[Musik] Dateiformattypen Teil 3

[Musik] Dateiformattypen Teil 3

Audio Formats

Verlustfreies Komprimierungsformat

Audio Files Formats

Dieses Format komprimiert die Originaldaten, während sie erhalten bleiben.

FLAC
A DAS C
Während der Wiedergabe können sie dekomprimiert und in das unkomprimierte Originalformat zurückversetzt werden, sodass die Klangqualität der Originaldaten entspricht.

Obwohl die Dateigröße im Vergleich zum unkomprimierten Format reduziert werden kann, beträgt sie immer noch etwa die Hälfte, sodass die Dateigröße größer ist als beim verlustbehafteten komprimierten Format und das Kodieren und Dekodieren länger dauert.

Außerdem wird es derzeit oft nicht von großen Musikvertriebsseiten verarbeitet, und die Anzahl der Geräte, die es abspielen können, ist geringer als die von unkomprimierten Formaten. Das gebräuchlichste dieser Formate ist “FLAC”, und Apple verwendet ein einzigartiges Format namens “ALAC”.

FLAC (Kostenloser verlustfreier Audio-Codec)
Ein als Open Source entwickelter verlustfreier Audio-Codec.

Es unterliegt keinen Patentbeschränkungen, ist nicht Eigentum eines Unternehmens und es fallen keine Lizenzgebühren für seine Verwendung an.

Außerdem beträgt die Abtastfrequenz 1 Hz – 655,3 kHz (655,350 Hz) und die Anzahl der Quantisierungsbits beträgt 4 bis 32 Bit, so dass auch die sogenannte hochauflösende Musik (einschließlich der Frequenzelemente außerhalb des menschlich hörbaren Bereichs) sein kann codiert. . Da es jedoch verlustfrei ist, ist die Komprimierungsrate niedrig und die Dateigröße beträgt nur etwa die Hälfte. Zunächst einmal unterstützt iOS 11 jetzt die Wiedergabe aus der App “Datei”.

ALAC (Apple Lossless)
Apple Lossless ist ein verlustfreies Komprimierungsformat, das von Apple für den iPod entwickelt wurde.

Es kann die gleiche Klangqualität wie eine Musik-CD beibehalten, aber das Komprimierungsverhältnis ist nicht so gut wie bei verlustbehafteten Komprimierungsformaten wie MP3. Bei verlustbehafteter Komprimierung ist die Verschlechterung der Klangqualität spürbar, daher ist es möglicherweise besser, sie nur für klassische Musik zu verwenden.

Dieses Format wurde am 27. Oktober 2011 als Open Source freigegeben. Sie können es unter der freien Apache-Lizenz frei verwenden.

Beziehung zwischen Bittiefe, Abtastrate und Bitrate
Musikdaten haben Zahlen wie Bittiefe und Abtastrate, die die Menge der Musikdaten pro Sekunde angeben.

Und das Produkt aus beiden ist die “Bitrate”.

Abtastrate
Auch als Abtastrate bekannt. Zeigt an, wie viele Zehntausende von Tönen pro Sekunde gesammelt werden.

Je höher der Wert, desto größer die Anzahl der Unterteilungen, was zu einem weicheren Klang und einer verbesserten Klangqualität führt.

Die CD ist übrigens 44100Hz.

Bittiefe
Auch bekannt als Quantisierungsbitzahl, Gebotsreduktion, Abtastbitzahl.

Dies zeigt an, wie viel Kapazität den geteilten Daten zugewiesen wird.

Je lauter der Ton, desto besser der Ton und die Tonqualität wird verbessert.

Die CD ist 16-Bit.

Bitrate
Es wird in bps angezeigt und zeigt die Datenmenge pro Sekunde an.

Sie ist das Produkt aus der oben erwähnten “Sample-Rate” und der “Bit-Tiefe”.

Bei einer Stereodatei gibt es zwei Töne, also wenn Sie es formulieren …

Abtastrate (Hz) x Bittiefe (Bit) x 2 = Bitrate (Bit/s)

Eine hohe Bitrate bedeutet, dass die „Samplerate“ und die „Bittiefe“ groß sind und die Klangqualität gut ist.

Übrigens bei CD

44100 (Hz) x 16 (Bit) x 2 = 1411200 (Bit/s)

Wird sein.

Warum gibt es so viel Format
Jedes hat seine Vor- und Nachteile, und Sie können Ihre Daten besser nutzen, indem Sie sie richtig verwenden.

Wenn Sie beispielsweise dieses Album mit der besten Tonqualität speichern möchten, weil Ihnen die Datenmenge egal ist, importieren Sie es mit “WAV” oder “AIFF” und speichern Sie es mit der höchstmöglichen Bitrate. Wenn Sie ein kompatibles Gerät haben, sind “FLAC” und “ALAC” auch Speicheroptionen.

“Tonqualität ist zweitrangig! Ich möchte viele Songs auf mein Smartphone importieren!” Für diejenigen, die mit „MP3“ importieren möchten, können sie mit einer möglichst niedrigen Bitrate importieren (obwohl 128 kbps oder weniger nicht oft als Musikdatei verwendet werden). Stil.

Übrigens, die von mir verwendete Apple Music ist 256kbps von “AAC”, also kann man sagen, dass es sich um ein Format handelt, das die Balance zwischen Klangqualität und Dateneinsparungen betont.