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Prinzip der mp3- und Dateiformatanalyse.

Prinzip der mp3- und Dateiformatanalyse

1. Einleitung
Mit der rasanten Entwicklung der Dateikomprimierungstechnologie ist MP3 heute zum beliebtesten Musikformat geworden. Hochwertige Musik verbreitet sich schnell auf der ganzen Welt mit der Anordnung von 0 und 1, die die Herzen der Menschen erschüttert. Was ist MP3? Der vollständige Name von MP3 ist MPEG Audio Layer 3, ein effizientes Computer-Audiocodierungsschema, das Audiodateien in kleinere Dateien mit der Erweiterung .MP3 und einem höheren Komprimierungsverhältnis umwandelt, wobei im Wesentlichen die Klangqualität der Originaldatei erhalten bleibt. MP3 ist Teil des ISO/MPEG-Standards, der die Audiokomprimierung unter Verwendung eines hochleistungsfähigen Wahrnehmungscodierungsschemas beschreibt. Dieser Standard wurde kontinuierlich aktualisiert, um dem Streben nach “hoher Qualität und niedriger Qualität” gerecht zu werden, und hat nun MPEG-Layer-1-, Layer-2-, Layer-3-Audiocodierungs- und -decodierungsschemata gebildet. Das Komprimierungsverhältnis von MPEG Layer 3 kann 1:10 bis 1:12 erreichen, 1 MB einer MP3-Datei kann 1 Minute lang abgespielt werden, und 1 Minute einer WAV-Datei in CD-Qualität (44100 Hz, 16 Bit, zwei Kanäle, 60 Sekunden) belegt 10 MB Speicherplatz Berechnet sollte die Spielzeit einer 650M MP3-Disc mehr als 10 Stunden betragen, und die Spielzeit einer CD mit der gleichen Kapazität beträgt etwa 70 Minuten. Der Vorteil von MP3 ist, dass die CD unvergleichlich ist.
2 Analyse des MP3-Prinzips
2.1 Audiostandard
MPEG MPEG (Moving Picture Experts Group) ist eine Gruppe von Experten für dynamische Bilder unter ISO, dem MPEG-Standard, der es in verschiedenen Multimedia-Bereichen weit verbreitet macht. Die MPEG-Standards umfassen Audio- und Videostandards, von denen die Audiostandards als MPEG-1, MPEG-2, MPEG-2 AAC und MPEG-4 festgelegt wurden.
Die MPEG-1- und MPEG-2-Standards verwenden dieselbe Familie von Audio-Codecs: Layer 1, 2, 3. Ein neues Merkmal von MPEG-2 ist die Verwendung einer Erweiterung mit niedriger Abtastrate, um den Datenstrom zu reduzieren, und ein weiteres Merkmal ist Mehrkanal Erweiterung, die die Anzahl der Hauptkanäle auf 5 erhöht. Der Standard MPEG-2 AAC (MPEG-2 Advanced Audio Coding) wurde 1997 von Fraunhofer IIS und AT&T veröffentlicht, um den Datenverkehr erheblich zu reduzieren. Der von MPEG-2 AAC übernommene MDCT-Algorithmus (Modified Discrete Cosine Transform) hat eine Abtastfrequenz zwischen 8 kHz und 96 kHz, die Anzahl der Kanäle kann zwischen 1 und 48 liegen.
Die drei Schichten von MPEG Audio Layer 1, 2 und 3 verwenden die gleiche Filterbank, Bitstream-Struktur und Header-Informationen, und die Abtastfrequenz beträgt 32 kHz, 44,1 kHz oder 48 kHz. Layer 1 ist für DCC (Digital Compact Cassette)-komprimiertes Digitalband ausgelegt, die Datenrate beträgt 384 kbps, Layer 2 ist ein Kompromiss zwischen Komplexität und Leistung, und die Datenrate ist auf 256 kbps-192 kbps reduziert. Layer 3 ist von Anfang an für geringen Datenverkehr ausgelegt, und der Datenverkehr beträgt 128 Kbps-112 Kbps. Layer 3 fügt eine MDCT-Transformation hinzu, um die Frequenzauflösung auf das 18-fache der von Layer 2 zu bringen. Layer 3 verwendet auch durchschnittliche Informationen ähnlich wie MPEG-Video. Entropy Encoding reduziert redundante Informationen. Die überwiegende Mehrheit der MP3s verwendet den MPEG-1-Standard.
2.2 Zweck der Audiokomprimierung
Das MP3-Format begann Mitte der 1980er Jahre, als sich das Fraunhofer-Institut in Erlangen, Deutschland, der Codierung von qualitativ hochwertigem Ton mit niedriger Datenrate widmete. Schauen wir uns ein Beispiel an: Sie möchten einen etwa 4 Minuten langen Song Ihrer Wahl sampeln, auf einer Diskette speichern, im WAV-Format in CD-Qualität mit einer Samplerate von 44,1 kHz sampeln, also einen Wert erhalten von 44100 pro Sekunde, Stereo, alle gesampelten Daten sind 16 Bit (2 Byte), also ist der Platz, den dieser Song einnimmt, wie folgt:
44100 x 2 Kanäle x 2 Bytes x 60 Sekunden x 4 Minuten = 40,4 MB
Wenn Sie dieses Lied aus dem Internet herunterladen, beträgt die Downloadzeit bei einer Übertragungsgeschwindigkeit von 56 kbps:
40,4 x 106 x 8/56 x 103 x 60 = 96 Minuten
Selbst ein 1M-Breitbandnetzwerk benötigt mehr als 5 Minuten, es ist ersichtlich, dass die Audiokomprimierung besonders wichtig ist, um den Speicherplatz für Audiodaten zu reduzieren.
2.3 Codierung und Decodierung
MP3 MP3-Audiokomprimierung besteht aus zwei Teilen: Kodierung und Dekodierung. Die Kodierung wandelt die Daten in einer WAV-Datei in einen stark komprimierten Bitstream um, und die Dekodierung nimmt den Bitstream und rekonstruiert ihn in eine WAV-Datei.

DIE GÄNGIGSTEN FORMATE FÜR MUSIK UND ANDERE AUDIODATEIEN UND WIE SIE ZUSAMMENHÄNGEN TEIL 2

AUDIO-KONVERTER

Mit einem Audiokonverter ist die Situation noch einfacher. Programme dieser Art sind speziell darauf ausgelegt, schnell zwischen Audioformaten umzuwandeln, ohne ausdrücklichen Benutzereingriff. Im Gegensatz zu Audio-Editoren können wir sagen, dass Konverter den Stapelmodus verwenden, dh sie ermöglichen es Ihnen, MP3-Dateien in einem einzigen Vorgang zu konvertieren, z. B. nicht in einer einzigen Kopie, und mehrere Teile gleichzeitig zu erstellen. Je nach Funktion der App können es Dutzende oder Hunderte sein.

Hörbücher im MP3-Format

Auch hier ist die Bedienung eines solchen Pakets einfach. Wählen Sie einfach das Quellmaterial aus (normalerweise kann es sich um einen völlig anderen Dateityp handeln) und installieren Sie das endgültige Format. Drücken Sie dann eine spezielle Schaltfläche, um den Prozess zu starten, der Ausgabebenutzer erhält alle Dateien eines bestimmten Typs. Ihre Speicherung erfolgt normalerweise in dem Ordner, der in den Standardeinstellungen der App festgelegt ist, aber der Speicherort kann natürlich von Ihnen selbst geändert werden. Gleiches gilt übrigens für Basisfunktionen, die bei der Transformation verwendet werden. Jedes Programm stellt dem Benutzer jedoch zunächst einen bestimmten Satz von Kriterien zur Verwendung mit einem bestimmten Typ von Audiodatei zur Verfügung. Sie können sich auch ändern.

Das Schöne an diesen Apps ist, dass sie einen vollständigen Prozess haben, der so viel wie möglich automatisiert und alle erforderlichen Prozesse ohne viel Zeitaufwand erledigt. Wenn wir jedoch einen Musik- oder Audio-Editor verwenden, kann der Vergleich im Hinblick auf die Verbesserung der gleichen Klangqualität hier besonders nicht zerstreut werden.

MUSIKALISCHE ANORDNUNG
Dies ist eine andere Art von Software, von denen die meisten integrierte Editoren für MP3, WAV usw. haben. In diesem Sinne arbeiten sie nach einem ähnlichen Prinzip wie Audiorekatorami, aber ihre Fähigkeiten sind etwas breiter.

Konvertieren in das MP3-Format

Zunächst geht es darum, dass die gesamte Komposition aus Fragmenten unterschiedlichen Typs (MP3, MIDI, WAV, OGG, VST-Library oder DX-Tool etc. D.) bestehen kann. Nach Aufnahme aller Tonspuren, beispielsweise Mixing und Mastering mit virtuellen Synthesizern oder Rezeptpartys, können die resultierenden Dateien im gewünschten Format gespeichert werden. Meistens ist es eine MP3- oder WAV-Datei oder die Projektdatei des Programms. Bei einigen Anwendungen gibt es auch eine Aufnahmefunktion auf Festplatte. Möchten Sie eine Audio-CD? Kein Problem! Zusätzlich zum Audio-Editor kann es einige Minuten dauern, die erforderlichen Vorgänge auszuführen und die Titel auf der Ausgabe-Disc im CDA-Format zu erhalten.

Wenn wir über die Vorteile dieser Art von Anwendung sprechen, ist es offensichtlich, dass nur wenige Formate derselben Vereinigung und dann das Speichern oder Exportieren in einige der häufigsten die größten Vorteile sind. Außerdem müssen Sie darauf achten, dass der Überlagerungseffekt oder die Änderung von Spurparametern in Echtzeit erfolgt, das heißt, das Ergebnis wird nicht unbedingt warten; ist sofort hörbar, wenn man zum Beispiel an einigen Knöpfen dreht. , oder eine andere Option. Dies ist natürlich nur ein kleiner Teil dessen, was Pakete leisten können.

WIE SOLLTE ICH ES VERWENDEN?
Abschließend kommen wir zu der Frage der Auswahl der Software, die mit dem MP3-Format oder einem anderen Ton zum Aufnehmen verwendet werden soll. Wie klar ist, reicht das normale Hören von Musik oder Hörbüchern und ein bescheidener Player (Software oder “Eisen”) oder häufiger ein DVD-Player.

Das Konvertieren von Dateien in andere Formate, sozusagen in Eile, ist der perfekte Audiokonverter. Wenn die Ausgabe jedoch eine kristallklare Klangqualität erreichen oder sogar einen Dateityp in einen anderen konvertieren muss, ist dies ohne leistungsstarke dedizierte Software unverzichtbar. Natürlich erfordert dies eine weitere Bestellung und ohne Erfahrung Zeit, um die gleichen hochwertigen MP3-Dateien wie beim ersten Mal zu erhalten, und Sie können sie nicht bekommen. Mit zumindest einigen gründlichen Studien von Audio-Editoren, ganz zu schweigen von professionellen Musikstudios, werden die Ergebnisse jedoch alle Erwartungen übertreffen.

DIE HÄUFIGSTEN FORMATE FÜR MUSIK- UND ANDERE AUDIODATEIEN UND WIE SIE MITEINANDER ZUSAMMENHÄNGEN

Und auf die direkten Konkurrenten des universellen MP3-Formats können sie sich heute verlassen.

Aufgrund anhaltender Inkonsistenzen bei der Heimspeicherung des WAV-Formats wurde es schließlich eingestellt. Aber für professionelle Studios, sagt er, die Grundlagen der Arbeit. Vor allem bei der Aufnahme von Live-Gesang oder Instrumenten. Konvertieren Sie das aufgenommene Material im letzten Schritt einfach von WAV in MP3.

Musikformat

Heutzutage kann Musik jedoch auch in einigen anderen gängigen Formaten dargestellt werden. Beispielsweise verwenden sie häufig (insbesondere im Internet) diese Datentypen wie OGG, AIFF, AMR usw. Aber der eigentliche Konkurrent von MP3 ist das neueste und beste Audio-FLAC usw. geworden. Natürlich können Sie für MP3 alle Parameter auf das Maximum umwandeln, aber die Wiedergabequalität von FLAC stellt viel höher dar. Außerdem handelt es sich um eine einzelne Datei, und die Trennung erfolgt aufgrund des Players oder der Startsoftware direkt auf der Spur. Mit anderen Worten, die Zuhörer sehen jeden Titel einzeln, können aber zwischen den Wiedergabetiteln wechseln. Für das MP3-Format scheint dies auch möglich zu sein, mehrere Tracks darüber zusammenzuführen und so eine einzige Datei zu erstellen. Aber hier ist in dieser Version ein schnelles Umschalten zwischen Titeln nicht möglich (normaler schneller Vorlauf sollte verwendet werden, das ist alles).

Allerdings ist nicht alles schlecht. Die Tatsache, dass Musik oder Hörbücher heute gängige Formate sind, ermöglicht eine einfache Konvertierung, wobei sogar die ursprünglichen Parameter des Audiomaterials erhalten bleiben. Auf dieser Grundlage und für die Tonbearbeitung und -konvertierung sowie Audioeditoren rufen fast alle Programme Konverter auf. Jedes Programm dieser Art (MP3-Editor oder Konverter) erkennt den ursprünglichen und endgültigen Typ von Audiodateien, ist eindeutig und kann direkte und umgekehrte Transformationen durchführen. Lassen Sie uns dieses spezifische Beispiel erläutern.

WAVE THEORY AUDIO EDITOR FÜR MP3-DATEIEN
Heutzutage werden viele Arten von Software in der Audioverarbeitung verwendet. Schauen Sie sich zunächst die enge Anwendung sogenannter Audio-Editoren an. Die prominentesten Vertreter davon können die Giganten Sony Audio Forge, Sintrillium Cool Editing Pro, das später von Adobe übernommen und in Audition umbenannt wurde, Acoustica Mixcraft, ACID Pro und viele andere genannt werden.

mp3-Editor

Das Prinzip, nach dem sie arbeiten, ist, dass alle MP3-Audioprogramme der Einfachheit halber eine typische Wellenform haben, wie sie ursprünglich für WAV-Dateien verwendet wurde. Dieses Verfahren bestimmt das Aussehen und die Möglichkeit, jede Art von herkömmlichem Audiomaterial im WAV-Format zu bearbeiten. Abgesehen davon, die Tatsache, dass Sie grundlegendes Kopieren, Ausschneiden, Einfügen usw. E., es geht nur darum, die Frequenzeigenschaften und Bitratenänderungen zu erhalten, ganz zu schweigen von der Verwendung vieler zusätzlicher Effekte, die über DirectX oder ein generisches Host-Bridge-Studio-Ding in VSTs eingesteckt werden.

In seiner einfachsten Form kann die Konvertierung über das Standard-Dateimenü erfolgen, das die Zeile “Speichern unter…” (Speichern unter…) oder die im MP3-Format vorhandene Exportfunktion enthält, wodurch sich der gesamte Vorgang verkürzt bis hin zur endgültigen Auswahl des Formats (hier MP3 als Beispiel) und Aktivierung des Aufnahmemodus. In diesem Fall erfolgt die Konvertierung automatisch unter Speicherung der aktuellen Konfigurationsparameter und des Frequenzgangs. Die Originalversion gefällt mir nicht? „Nichts ist einfacher, als das Format auf MP3 zu ändern, voreingestellt mit höheren Einstellungen.“ Allerdings muss hier eines beachtet werden: Wenn das Rohmaterial von so schlechter Qualität ist, dass spezielle Sanierungen oder sogar professionelle Tools für Audio nicht funktionieren Notwendig sind hier Reparaturen, das Eingreifen diverser Filter usw. D. Für den Laien wird es große Schwierigkeiten bereiten.

Wie klar ist, gibt es absolut keinen Unterschied zwischen den Hörbüchern, mit denen wir es zu tun haben: MP3, Musik oder einfach nur aufgenommene Sprache oder Geräusche. Übrigens sollen Hörbücher standardmäßig eine viel geringere Tonqualität haben. Dies ist verständlich, da die Datei nur wenig Platz einnehmen muss und die wahrgenommenen Klangeigenschaften von Sprache im Allgemeinen nicht so wichtig sind. Ist dies schließlich eine professionelle Aufnahme einer bestimmten Reihe von Alben?

Wenn Sie jedoch einige Standardoperationen verwenden, ist es auch ohne spezifische Kenntnisse in Ordnung, gute Ergebnisse zu erzielen, zumal es solche integrierten Vorlagen gibt, die auf jeder Anwendung für bestimmte Operationen basieren. Natürlich wird es beim ersten Mal sehr schwierig sein, einen perfekten Klang zu erzielen, aber wenn Sie den Plan studieren und verstehen, wie er funktioniert, wird es wie am Schnürchen funktionieren und dementsprechend viel Zeit in Anspruch nehmen.