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Konstante Bitrate (CBR) vs. variable Bitrate (VBR), welche sollten Sie wählen?

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Konstante Bitrate (CBR) vs. variable Bitrate (VBR), welche sollten Sie wählen?

CBR vs VBR

Wie sparen Sie Speicher beim Codieren in VBR?

CBR & VBR

Welche Art der Codierung soll gewählt werden: Variable oder Konstante?
Wenn Sie Musik von CDs oder anderen Medien rippen möchten, auf denen sie unkomprimiert in verlustbehafteten Formaten wie MP3, WMA, AAC und anderen gespeichert ist, müssen Sie die Bitrate auswählen. Konstante (CBR) oder Variable (VBR).

Codierungsmethode mit konstanter Bitrate (CBR)

CBR (Constant Bit Rate) – Beim Codieren in CBR in der gesamten Musikdatei bleibt die Bitrate unverändert und entspricht dem von Ihnen ausgewählten Wert.
Die häufigsten Werte sind: 128, 192, 256, 320 kbps.

Der Vorteil der CBR-Codierung besteht darin, dass die Datei sowohl beim Codieren als auch beim Decodieren schneller verarbeitet wird. Absolut jedes Programm oder jede Hardware, die Musik aus den Formaten MP3, WMA und AAC abspielen kann, kann dies tun, wenn sie in CBR codiert ist, was für die variable Bitrate nicht gesagt werden kann. Ältere Hardware oder Software ist nicht immer mit der CBR-Musikwiedergabe kompatibel.

Es sollte jedoch beachtet werden, dass CBR-codierte Musik möglicherweise mehr Speicherplatz beansprucht als dieselbe VBR-codierte Musik.

Sehr oft wird die CBR-Codierung in den Fällen verwendet, in denen sie über das Netzwerk übertragen wird oder wenn im Voraus bekannt ist, dass sie auf älteren Geräten abgespielt wird.

Eine konstante Bitrate ist wichtig für die Musik, die über das Netzwerk gestreamt wird, da der Datenfluss stabil ist und die Wiedergabe reibungslos verläuft, ohne dass es zu Ruckeln oder Unterbrechungen kommt. Wenn Sie jedoch Musik streamen, die mit einer variablen Bitrate komprimiert wurde, können Schwierigkeiten auftreten, wenn ein Teil eines Songs, der mit der maximalen Bitrate codiert ist, die Kanalbandbreite nicht überschreitet, was zu Gags während der Wiedergabe führt.
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VBR-Codierung (Variable Bit Rate)
VBR (Variable Bit Rate) – Wenn es in VBR codiert ist, ist es nicht konstant, sondern ändert sich ständig, während es abgespielt wird.

Mit dieser Codierungsmethode können Sie die Bitrate in schwierigen Musikabschnitten erhöhen und in einfacheren Musikabschnitten verringern, sodass die Qualität in etwa auf dem gleichen Niveau bleibt und gleichzeitig Speicherplatz gespart wird.

VBR wird erfolgreich eingesetzt und ist mit den meisten Formaten und Software kompatibel.

Von VBR unterstützte Formate: MP3, WMA, OGG, AAC und andere.

Der Hauptvorteil von Variable gegenüber konstanter Bitrate besteht darin, Speicherplatz zum Speichern von Musik zu sparen.

Bei der Codierung in VBR werden komplexere und ressourcenintensivere Algorithmen verwendet, sodass die Wiedergabe mehr Rechenleistung vom Gerät erfordert. Aus diesem Grund können einige ältere Computer möglicherweise keine Musik von VBR abspielen.
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Wie sparen Sie Speicher beim Codieren in VBR?
Komprimierungsalgorithmen analysieren nicht nur den Klang selbst, sondern auch seine Komplexität und zerlegen ihn in elementare Komponenten. Daher werden komplexe Musikbereiche, in denen viele Instrumente gleichzeitig spielen oder der Klang eines Instruments häufig seine Tonhöhe und Lautstärke ändert, mit höchster Qualität codiert. Wenn jedoch einfache Sekunden in der Musik erscheinen oder wenn überhaupt Stille herrscht, werden diese Stücke mit einer viel niedrigeren Bitrate codiert.

Aufgrund dieses Ansatzes werden Speichereinsparungen erzielt.

Sie sollten sich jedoch immer daran erinnern, dass der Hauptnachteil von VBR die Unfähigkeit ist, Musik auf alter Hardware oder alter Software abzuspielen.
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Welche Art der Codierung soll gewählt werden: Variable oder Konstante?
Wenn Sie absolut sicher sind, dass Ihre codierte Musik auf moderner Hardware abgespielt wird, empfehle ich die Verwendung einer variablen Bitrate.

Wenn Ihre Musik auf einer Vielzahl von Computern abgespielt wird, ist es am besten, sie sicher abzuspielen und mit einer konstanten Bitrate zu codieren.

Alle Telefone, Player und Computer, die in den letzten 10 Jahren veröffentlicht wurden, sollten die VBR-Wiedergabe problemlos unterstützen. In den allermeisten Fällen empfehle ich daher die Verwendung von VBR.

Auf diese Weise nimmt die Musik weniger Speicherplatz ein, behält aber gleichzeitig die hohe Qualität bei.

Es ist besonders wichtig, VBR zu verwenden, wenn die Musik auf tragbaren Geräten wie MP3-Playern oder Telefonen gespeichert wird. Obwohl in letzter Zeit eine große Menge an Speicher eingebaut wurde, ist es wünschenswert, ihn sparsam zu verwenden.

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Was sind CBR und VBR?

Was sind CBR und VBR?

CBR VBR

Wie Sie wissen, ist das Ergebnis der Codierung eines Signals unter Verwendung eines Algorithmus wie MPEG-1 Layer III (MP3) (und vieler anderer Algorithmen) ein Bitstrom mit einer Rahmenstruktur (Blockstruktur). Dies liegt daran, dass der Quellstrom nicht vollständig, sondern in Teilen codiert ist. Das heißt, tatsächlich wird der ursprüngliche Stream in Blöcke fester Länge unterteilt, dann wird jeder Block (Rahmen) einzeln codiert und das Ergebnis (codierter Informationsblock) wird an den resultierenden Stream (entweder eine Datei oder ein Stream von) gesendet Daten).

CBR vs VBR

CBR (konstante Bitrate) ist eine Methode zum Codieren des ursprünglichen Audiostreams, bei der alle seine Blöcke (Frames) mit denselben Parametern (mit derselben Bitrate) codiert werden. Mit anderen Worten ist die Bitrate über die gesamte Länge (alle Frames) des resultierenden Streams konstant.

VBR (variable Bitrate) ist ein Verfahren zum Codieren des ursprünglichen Audiostreams, bei dem jeder separate Block (Frame) mit seiner eigenen Bitrate codiert wird. Die Wahl der optimalen Bitrate zum Codieren eines gegebenen Rahmens wird vom Codierer selbst getroffen, indem die “Signalkomplexität” in jedem einzelnen Rahmen analysiert wird.

Was sind die Unterschiede zwischen CBR, VBR und ABR für Lame Encoder?

Lassen Sie uns vor Beginn des Gesprächs zwei Details klären:

1. Die MP3-Codierung erfolgt Block für Block: Die codierte Datei wird mit demselben Intervall in Frames (Frames) unterteilt. Jeder Frame wird codiert und in den Ausgabestream geschrieben. Daher hat der Ausgabestream auch eine Rahmenstruktur.

2. Frames können nicht mit einer Bitrate codiert werden, sondern nur mit einer der in der Tabelle aufgeführten Standard-MPEG1-Layer-III-Bitraten: 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256, 320. Der Standard bietet keine Codierung mit mittleren Bitraten (“freies Format”).

Einführung

Leute, die VBR in Lame verwenden, argumentieren dies oft mit dem Satz: “Ich möchte eine konstante Qualität, keine konstante Bitrate.” Tatsächlich gibt es in der Musik einfache Passagen, für die 128 Kbit / s ausreichen (z. B. Pausen zwischen den Songs), und es gibt auch komplexe Passagen, in denen eine Person mit gutem Gehör, einer guten Audiokarte und anderen Audiogeräten. Audio hört Komprimierungsfehler sogar bei 320 Kbit / s / s. In der Tat ist ein solches Argument nicht ganz gültig.

CBR

Selbst im CBR-Modus kann der MP3-Encoder Bits im Laufe der Zeit neu zuweisen, wobei mehr oder weniger Bits während komplexer oder einfacher Passagen hervorgehoben werden, wodurch die Gesamtklangqualität verbessert wird. Diese Umverteilung von Bits erfolgt auf Kosten der sogenannten Bitablagerung: Während der Codierung einfacher Passagen gibt der Codierer nicht die gesamte benutzerdefinierte Bitrate dafür aus, sondern es werden nur etwa 90%, etwa 10% eingespart im Repository zum Codieren komplexer Speicherorte (anfangs ist das Repository leer). Beim Codieren komplexer Passagen verwendet der Codierer 100% der angegebenen Bitrate und fügt zusätzliche Bits aus dem Bucket hinzu (falls vorhanden, dh wenn der Bucket nicht leer ist). Leider ist die Größe des Tanks laut Standard begrenzt. Dies bedeutet, dass wenn ein einzelnes Signal lange genug anhält, der Tank sein Volumen bis zu bestimmten maximal zulässigen Grenzen aufbaut und die Codierung bereits 100% der Bitrate verwendet. Und die umgekehrte Situation: Wenn ein komplexes Signal lange genug anhält, werden alle gespeicherten Bits (schrittweise) aus dem Repository entnommen und anschließend mit 100% der Bitrate codiert.

ABR: Erklärung

Man könnte sagen, dass das Reservoir mit seiner Hauptfunktion gute Arbeit leistet – es sammelt “zusätzliche” Bits während einfacher Passagen und gibt sie als zusätzliche Bits aus, wenn komplexe Passagen codiert werden, wenn nicht für eine “aber”: es hat eine endliche und zusätzliche sehr begrenzte Größe, was bedeutet, dass es nur bis zu bestimmten Grenzen und folglich auch bis zum leeren Tank gelagert werden kann. Um diesen großen Tanknachteil zu beseitigen, wurde der ABR entwickelt.

Der Hauptunterschied zwischen ABR und CBR besteht darin, dass in CBR alle Frames dieselbe Größe haben müssen (dh die Bitrate für alle Frames muss gleich sein), aber in ABR wird diese Einschränkung aufgehoben, bzw. es besteht die Möglichkeit anstelle des Standardtanks einen fast unendlichen Tank zu verwenden, dessen Größe sehr begrenzt ist. “virtuelles” Reservoir. Sieht es so aus?

ABR: Mechanismus

Angenommen, der benutzerdefinierte ABR-Modus und eine bestimmte Bitrate B (der Benutzer kann absolut jede Bitrate von 32 bis 320 angeben, auch nicht aus dem Standard-Bitratenraster. Sie können beispielsweise 129 als Rate angeben Durchschnittliche Bitrate).

Was ist CBR? (Konstante Bit-Rate)

Was ist CBR? (Konstante Bit-Rate)

CBR (Constant Bit Rate)

CBR ist ein Encoder zum Konvertieren (Komprimieren) einer Audiodatei in das MP3-Format. Bei der CBR-Codierung wird die Bitrate in der gesamten Datei konstant gehalten: Die gleiche Anzahl von Bits wird zugewiesen, um jede Sekunde Audio zu codieren, und innerhalb von Frames der Audiodaten treten sie daher in regelmäßigen und vorhersagbaren Intervallen auf dass die volle Dateigröße für eine bestimmte Audiolänge vorhersehbar ist. Daher ist CBR das “Gegenteil” von VBR.

CBR

In einigen Formaten kann es jedoch zu einer gewissen Variabilität der Anzahl der Bits kommen, die die tatsächlichen Audioinformationen von Bild zu Bild enthalten.

Dieses Konzept manifestiert sich im MP3-Bit-Repository. In MP3 CBR werden die Audiodaten nicht notwendigerweise sequentiell unter ihnen verteilt, selbst wenn die Frames eine feste Größe haben. Das Audio für einen Frame verwendet möglicherweise weniger Bits als der Frame. Daher “fügt” dieser Frame Ersatzbits zu einem “Bucket” hinzu, der die zugewiesenen Bits für den nächsten Block ausfüllen kann.

Daher kann die effektive Bitrate in CBR MP3 geringfügig variieren, obwohl in allen Audiodaten eine feste Anzahl von Frames vorhanden ist. Der Grad der Variabilität in der gesamten MP3-Datei ist nicht so groß wie der des VBR, aber nicht vernachlässigbar.

Ein CBR-Encoder, der das Repository ineffizient verwendet, erzeugt mit größerer Wahrscheinlichkeit eine Datei mit geringerer Qualität als ein VBR. Im Gegensatz zu VBR variiert die wahrgenommene Qualität von decodiertem Audio je nach CBR-Datei. Dies liegt daran, dass die CBR-Codierung der ABR-Form der VBR-Codierung insofern ähnlich ist, als sie typischerweise ausschließlich auf der Zielbitrate und der Analyse des Eingangsaudios basiert.

Oft wird nicht versucht, die niedrigstmögliche Bitrate zu verwenden, um ein bestimmtes Niveau der Ausgabequalität aufrechtzuerhalten. Technisch gesehen beinhalten CBR-Implementierungen immer die Vorhersage der Produktqualität, sie basieren jedoch auf festen Algorithmen und nicht auf einer Versuchs- und Fehlerüberprüfung der Ergebnisse, wie dies in VBR der Fall ist. Wer sollte diesen Encoder verwenden: CBR ist nützlich für Benutzer, die an maximaler Kompatibilität interessiert sind, insbesondere mit einigen Streaming-Anwendungen und einigen Hardware-Decodern, die VBR nicht unterstützen. CBR ist auch nützlich für Personen, die genaue Schätzungen der Bitrate oder der ungefähren Länge einer decodierten Audiodatei erhalten möchten, ohne die gesamte Datei zu scannen und teilweise zu decodieren. VBR-Befürworter sind sehr lautstark gegen CBR und sagen oft, dass niemand CBR verwenden sollte, wenn er die Wahl hat. Einige argumentieren vernünftigerweise, dass das Ziel der Verwendung eines Komprimierungsalgorithmus, insbesondere in einem verlustbehafteten Codec wie MP3, darin besteht, so viele Bits wie möglich zu speichern, während ein bestimmtes Qualitätsniveau beibehalten wird, sodass CBR tendenziell mehr Bits als erforderlich verwendet. Bei einfachen Passagen ist die Verwendung von zu wenig für komplexe Passagen verschwenderisch und sollte zu schlechteren Ergebnissen führen (zumindest bei komplexen Kompositionen) als bei VBR. Diese Argumente müssen jedoch sorgfältig verfeinert werden, und es wäre falsch zu folgern, dass es Qualitätsunterschiede zwischen CBR und VBR gibt. Im Allgemeinen liefert VBR bei den meisten Komprimierungsarten unter Berücksichtigung identischer Eingaben, Codierungstechniken und vernünftiger Ziele für die VBR-Qualität und die Bitratengrenzen fast immer Ergebnisse mit gleicher wahrgenommener Qualität. oder besser als CBR für Dateien gleicher Größe. Dies wurde in zahlreichen Hörtests gezeigt. CBR kann die Qualität von VBR überschreiten, wenn der Vergleich nicht auf die durchschnittliche Bitrate beschränkt ist oder wenn das VBR-Codierungsverfahren die tatsächliche Ausgabequalität nicht berücksichtigt. Beispielsweise klingt ein CBR-MP3 mit 256 kbit / s und mäßig komplexem Audio wahrscheinlich deutlich besser als ein ähnlich codierter VBR mit durchschnittlich 128 kbit / s, obwohl VBR in einigen Frames bis zu 320 kbit / s verwenden kann. Und selbst wenn VBR die Qualität des Ausgangssignals misst, gibt es eine Fehlerquote, insbesondere bei Verwendung psychoakustischer Wahrnehmungsmodelle, sodass der Encoder (selbst das hoch angesehene LAME) abhängig von den Eigenschaften versehentlich einige Segmente komprimieren kann. Audio, wodurch Qualität und Bitrate eingeschränkt werden. Bei hohen Bitraten liegt der Qualitätsunterschied zwischen typischen CBR- und VBR-Dateien nahe Null, sodass er für einige CBR-Benutzer durchaus akzeptabel ist, insbesondere wenn die maximale Einsparung an Unterkunft oder Festplattenspeicher nicht wichtig ist. Bei niedrigen durchschnittlichen Bitraten ist der Qualitätsunterschied zwischen CBR und VBR bei gleichem Eingangssignal stärker ausgeprägt, so dass VBR häufig wünschenswerter ist. Bei hohen Bitraten liegt der Qualitätsunterschied zwischen typischen CBR- und VBR-Dateien nahe Null, sodass er für einige CBR-Benutzer durchaus akzeptabel ist.