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Was sind CBR und 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 (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).