Audiokodierung: Geheimnisse gelüftet


Free Download Mp4Gain
picture

Audiokodierung: Geheimnisse gelüftet

audio encoding

Audioeinstellungen für die Videoaufnahme und -übertragung.
Als Menschen, die in direktem Zusammenhang mit der AV-Sphäre stehen, sprechen wir ständig über Audiocodierung und Audiocodecs, aber was ist das?

Audio Encoding

Ein Audio-Codec ist im Wesentlichen ein Gerät oder ein Algorithmus, der ein digitales Audiosignal codieren und decodieren kann.

In der Praxis sind die über Funk übertragenen Audiowellen kontinuierliche analoge Signale. Die Signale werden von einem Gerät, das als Analog-Digital-Wandler (ADC) bezeichnet wird, in ein digitales Format umgewandelt, und das Rückwärtsumwandlungsgerät wird als Digital-Analog-Wandler (DAC) bezeichnet. Der Codec befindet sich zwischen diesen beiden Funktionen und ermöglicht es Ihnen, einige wichtige Parameter für die erfolgreiche Erfassung, Aufzeichnung und Übertragung eines Audiosignals anzupassen: Codec-Algorithmus, Abtastrate, Bittiefe und Datenübertragungsrate.

Die drei beliebtesten Audio-Codecs sind Pulse-Code-Modulation (PCM), MP3 und Advanced Audio Coding (AAC). Die Wahl des Codecs bestimmt die Komprimierungsrate und die Aufnahmequalität. PCM ist ein Codec, der von Computern, CDs, digitalen Telefonen und manchmal SACD verwendet wird. Die Quelle des PCM-Signals wird in regelmäßigen Abständen abgetastet, und jede Abtastung ist die digitale Größe des analogen Signals. PCM ist die einfachste Option zum Digitalisieren eines analogen Signals.

Mit den richtigen Parametern kann dieses digitalisierte Signal ohne Verlust vollständig wieder in Analog umgewandelt werden. Leider ist dieser Codec, der eine fast vollständige Identität mit dem Original-Audio bietet, nicht sehr billig, was zu großen Dateien führt, und diese Dateien sind nicht für das Streaming geeignet. Wir empfehlen die Verwendung von PCM zum Aufzeichnen digitaler Bilder für Ihre Quellen oder bei der Audio-Nachbearbeitung.

Glücklicherweise haben wir immer die Möglichkeit, einen anderen Codec zu wählen, der digitale Daten (im Vergleich zu PCM) komprimieren kann, basierend auf einigen hilfreichen Beobachtungen zum Verhalten von Schallwellen. In diesem Fall müssen Sie jedoch einen Kompromiss eingehen: Alle alternativen Algorithmen sind mit “Verlusten” verbunden, da es unmöglich ist, das ursprüngliche Signal vollständig wiederherzustellen, das Ergebnis jedoch so gut ist, dass die meisten Benutzer es nicht bemerken können der Unterschied.

MP3 ist ein Audiokodierungsformat, das einen digitalen Datenkomprimierungsalgorithmus verwendet, mit dem Sie das Audiosignal in kleineren Dateien speichern können. Der MP3-Codec wird von Benutzern am häufigsten zum Aufzeichnen und Speichern von Musikdateien verwendet. Wir empfehlen die Verwendung von MP3 zum Streamen von Audioinhalten, da weniger Netzwerkbandbreite erforderlich ist.

AAC ist ein neuerer Audio-Codierungsalgorithmus, der der Nachfolger von MP3 ist. AAC ist zum Standard für die Formate MPEG-2 und MPEG-4 geworden. Tatsächlich ist dies auch ein Codec für die digitale Datenkomprimierung, jedoch mit weniger Qualitätsverlust als MP3, wenn er mit derselben Bitrate codiert wird. Wir empfehlen die Verwendung dieses Codecs für das Online-Streaming.

Abtastfrequenz (kHz, kHz)
Abtastrate (oder Abtastrate): Die Frequenz, mit der das Signal digitalisiert, gespeichert, verarbeitet oder von analog zu digital konvertiert wird. Zeitabtastung bedeutet, dass das Signal durch eine Anzahl seiner Abtastwerte (Abtastwerte) dargestellt wird, die in regelmäßigen Abständen entnommen werden.

Gemessen in Hertz (Hz, Hz) oder Kilohertz (kHz, kHz) entspricht 1 kHz 1000 Hz. Beispielsweise können 44100 Abtastwerte pro Sekunde als 44100 Hz oder 44,1 kHz bezeichnet werden. Die ausgewählte Abtastrate bestimmt die maximale Wiedergabefrequenz. Wie aus dem Satz von Kotelnikov hervorgeht, muss die Abtastrate doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenz im Signalspektrum, um das ursprüngliche Signal vollständig wiederherzustellen.

Wie Sie wissen, kann das menschliche Ohr Frequenzen zwischen 20 Hz und 20 kHz aufnehmen. Angesichts dieser Parameter und der in der folgenden Tabelle angegebenen Werte können Sie verstehen, warum 44,1 kHz als Abtastfrequenz für CD gewählt wurde und immer noch als sehr gute Frequenz für die Aufnahme angesehen wird.


Free Download Mp4Gain
picture

Audiokomprimierungsformate

Audiokomprimierungsformate

Audio Compression Formats

Jetzt gibt es viele Audiokomprimierungsformate, die ursprünglich für einen Computer entwickelt wurden, aber später auf Haushaltsgeräte migriert wurden. Einige von ihnen sind veraltet und praktisch unbenutzt, andere sind kürzlich erschienen und hatten noch keine Zeit, ihre Nische zu besetzen. Hier werde ich mich nur auf die verlustbehafteten Komprimierungsformate konzentrieren, mit denen Sie den höchsten Grad an Komprimierung der Audiodaten erzielen können. Was bedeutet “verlustbehaftete Komprimierung”? Erst nach dem Codieren von einer WAV-Datei in ein komprimiertes Format und dem erneuten Codieren von einem komprimierten Format in eine WAV-Datei unterscheiden sich die Originaldatei und die endgültige Datei. Vielleicht nicht zum Besseren.

audio compression formats

Das komprimierte Audioformat bedeutet, dass sich die Klangqualität trotz mehrfacher Verringerung der Dateigröße praktisch nicht ändert. Wie schaffen Sie es, ein solches Ergebnis zu erzielen? Die Wissenschaft der Psychoakustik antwortet darauf. Das menschliche Gehirn ist so konzipiert, dass wir das Flüstern von Büchern im Hintergrund eines Gesprächs nicht bemerken, obwohl wir diesen Ton auf einem Computer mit genauem Hören verfolgen können. Es stellt sich also heraus, dass es so aussieht, aber es sieht nicht so aus …

Durch die Kombination herkömmlicher Datenkomprimierungsmethoden und das Wissen darüber, welche Informationen von unserem Gehirn wahrgenommen werden und welche nicht, können Sie ein Musikkomprimierungsverhältnis von bis zu 10-fach bei akzeptabler Klangqualität erzielen. Im Folgenden habe ich einen kurzen Überblick über die gängigsten und bekanntesten Komprimierungsformate für Musikdateien gegeben, mit denen eine Home-Musiksammlung erstellt werden kann.

MP3
MPEG 1 Layer III (seltener MPEG 2 Layer III), manchmal auch als inkompetentes MPEG 3 bezeichnet (dieses Format existiert nicht), ist seit vielen Jahren für viele die einzige Assoziation mit dem Begriff “Computermusik” Benutzer. Das Ende der 1980er Jahre entwickelte Format, mit dem Musik ohne katastrophalen Qualitätsverlust bis zu zehnmal komprimiert werden konnte, setzte sich schnell in Heimcomputern durch.

Die optimale Kompressionsbitrate beträgt ca. 192 Kb / s. Obwohl alle Ohren anders sind: Jemand unterscheidet Verzerrungen besser, jemand schlechter. Ein anständiges Minimum ist 128 Kb / s. Es ist möglich, eine variable Bitrate zu verwenden. Das heißt, in dem Moment, in dem der Bereich der Schallfrequenzen klein ist, nimmt die Bitrate ab, und wenn viele Dinge gleichzeitig ertönen, nimmt sie im Gegenteil zu. Eine konstante Bitrate von mehr als 320 Kb / s ist häufig zu hoch und führt zu Platzverlust. Außerdem enthält die MP3-Datei ein bestimmtes ID3-Tag für den Bereichskopf. Enthält grundlegende Informationen zur Datei. Es gibt 2 verschiedene Versionen dieses Tags. Die zweite ist folglich umfangreicher, aber es wurde nichts Revolutionäres hinzugefügt. Die Klangqualität einer MP3-Datei kann je nach ausgewähltem Encoder und Player stark variieren.

MPEGplus / Musepack (MP + / MPC / MPP)
Dieser Encoder ähnelt im Prinzip MPEG Layer II (MP2), verwendet jedoch einen fortgeschritteneren Algorithmus. Im Gegensatz zu den meisten modernen Codecs war es das Ziel der Entwickler von Musepack überhaupt nicht, die höchstmögliche Qualität bei niedrigen Bitraten zu erreichen. Das Format wird am besten bei mittleren und hohen Bitraten angezeigt (die typische Dateibitrate liegt normalerweise im Bereich von 160 bis 180 Kb / s). Ein hervorragendes psychoakustisches Modell, das VBR-Codierung für eine hervorragende Klangqualität verwendet. Infolgedessen bietet der Codec bei ähnlichen Bitraten eine bessere Leistung als die meisten seiner Konkurrenten. Die Qualität der Dateien, die beim Komprimieren in MPC erhalten werden, übertrifft die Qualität ähnlicher MP3-Dateien erheblich. Einer der schwerwiegenden Mängel der aktuellen Version von Musepack ist die Einschränkung des Dateiformats: 44 kHz, 16 Bit, Stereo, wodurch es beispielsweise nicht anwendbar ist, Audiospuren für DVD-Filme zu komprimieren. Wenn Ihnen die MP3-Kompatibilität nicht allzu wichtig ist und Sie die höchste Qualität der endgültigen Datei wünschen, ist die Auswahl von Musepack möglicherweise die ideale Lösung. Die Verwendung dieses Formats ist eine echte Alternative zur verlustfreien Komprimierung zum Codieren von Musik von CDs für diejenigen, die bereits von den Möglichkeiten des MP3-Formats enttäuscht sind. und es ist wünschenswert, dass die Qualität der endgültigen Datei so hoch wie möglich ist. Die Wahl von Musepack kann die ideale Lösung sein. Die Verwendung dieses Formats ist eine echte Alternative zur verlustfreien Komprimierung zum Codieren von Musik von CDs für diejenigen, die bereits von den Möglichkeiten des MP3-Formats enttäuscht sind. und es ist wünschenswert, dass die Qualität der endgültigen Datei so hoch wie möglich ist. Die Wahl von Musepack kann die ideale Lösung sein.