MP3-Audioformat. Was ist die Bitrate?


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MP3-Audioformat. Was ist die Bitrate?

Mp3

2. MP3 (CBR, VBR, ABR)

Mp3

MP3 ist derzeit das am weitesten verbreitete und am weitesten verbreitete verlustbehaftete komprimierte digitale Audioformat.Es wurde oben erklärt und wird hier nicht wiederholt.

CBR (konstante Bitrate)

CBR ist das älteste und einfachste MP3-Codierungsverfahren (Komprimierung). Wenn diese Methode zum Kodieren verwendet wird, ist die Bitrate der gesamten Datei gleich, mit anderen Worten, die von der MP3-Datei verwendete Bitrate pro Sekunde ist gleich. Obwohl die Musikdatei Abschnitte unterschiedlicher Komplexität aufweist, hält der Encoder die Bitrate immer konstant, es sei denn, Sie verwenden die höchste Tonqualität, da sonst die Tonqualität der verschiedenen Abschnitte der MP3-Datei unterschiedlich ist. Je komplexer die Passage, desto schlechter die Tonqualität. Der größte Vorteil besteht darin, dass die Dateigröße festgelegt ist, was für die Berechnung des Speicherplatzes praktisch ist.

VBR (Variable Bitrate, Variable Bitrate)

VBR ist ein MP3-Komprimierungsverfahren mit variabler Kodierungsrate. Sein Prinzip besteht darin, den komplexen Teil eines Songs mit einer hohen Bitrate und den einfachen Teil mit einer niedrigen Bitrate zu codieren. Durch diese dynamische Anpassung der Codierrate kann die Klangqualität verbessert werden. zusätzlich erhalten und die Größe der Datei. Der Hauptvorteil besteht darin, dass der gesamte Song ungefähr unseren Anforderungen an die Klangqualität entsprechen kann. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass die Größe der komprimierten Datei während der Codierung nicht abgeschätzt werden kann.

Die meisten veröffentlichten MP3-Player unterstützen jetzt VBR, aber obwohl einige Geräte Songs im VBR-Format abspielen können, können sie die Spielzeit nicht korrekt anzeigen. Heutzutage ist viel hochwertige MP3-Musik in VBR kodiert.

ABR (durchschnittliche Bitrate, durchschnittliche Bitrate)

ABR ist ein Interpolationsparameter von VBR. Es ist ein Codierungsverfahren, das auf der Basis von VBR entwickelt wurde. Dieser Kodierungsmodus wurde für die große Dateigröße von CBR und die variable Größe der von VBR generierten Dateien erstellt. ABR liegt innerhalb der angegebenen Dateigröße, wobei alle 50 Frames (ca. 1 Sekunde für 30 Frames) als Segment, niederfrequente und unempfindliche Frequenzen relativ wenig Traffic, hochfrequente und große dynamische Performance High Traffic nutzen, die genutzt werden können als VBR und CBR Ein Kompromiss.


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Was ist Bitrate? Kenntnisse des Audioformats MP3.

Was ist Bitrate? Kenntnisse des Audioformats MP3.

mp3

Digitale Audioformate sind Audiosignale, die in digitaler Form aufgezeichnet, verarbeitet und wiedergegeben werden.

MP3

Das Aufkommen digitaler Audioformate dient dazu, die Anforderungen an High-Fidelity-Wiedergabe, -Speicherung und -Übertragung zu erfüllen. Einfach ausgedrückt, hatten frühe analoge Audioformate Probleme mit Wiedergabeverzerrungen und Störungen aufgrund von Medienverschleiß. Seit dem Aufkommen der CD sind Audiodateien im digitalen Format populär geworden, aber es ist ein weiteres Problem aufgetreten: die Begrenzung des Speichervolumens, und die CD weist immer noch das Phänomen des Verschleißes auf. Das Speichern auf Festplatte (relativ längere Speicherzeit) ist keine gute Lösung, wenn Speichermedien (hauptsächlich Festplatten) zu diesem Zeitpunkt noch teuer sind. Der Aufstieg des Internets hat eine Notwendigkeit für die Übertragung von Dateien über große Entfernungen geschaffen. Unter der Einschränkung der Bandbreite ist die Forderung, die Dateigröße zu reduzieren, intensiver geworden. All dies hat zur Erzeugung verlustbehafteter komprimierter digitaler Audioformate durch externe Faktoren geführt!

In Bezug auf interne Faktoren hat der Fortschritt verschiedener akustisch-psychologischer Modelle mit der Verbesserung der Computerbetriebs- und Codierfähigkeiten das Aufkommen verschiedener verlustbehafteter komprimierter digitaler Audioformate gefördert. Einige der am häufigsten verwendeten Audioformate in MP3-Playern werden im Folgenden kurz vorgestellt: MP3 (CBR, VBR, ABR), WMA, WAV, ADPCM und die aufkommenden Audioformate AAC, ASF und OGG.

Bevor wir verschiedene digitale Audioformate vorstellen, wollen wir ein Konzept klären: Bitrate.

Im Bereich der Informatik werden alle Informationen digitalisiert Bit ist die kleinste Dateneinheit in einem Computer, es bezieht sich auf eine Zahl von 0 oder 1, was eine mathematische Binärzahl, eine „0“ oder „1“, ist bisschen. Wenn wir beispielsweise eine zweistellige Zahl sagen, bedeutet dies, dass es sich um eine zweistellige Binärzahl handelt, und es gibt 4 Kombinationen aus “00”, “01”, “10” und “11”, die 0 darstellen. “11” jeweils dezimal. 1, 2 und 3 sind vier Zahlen.

Die Bitrate ist ein Benchmark-Indikator für die Effizienz der digitalen Musikkomprimierung. Die Bitrate stellt die Anzahl der Bits bps (Bit pro Sekunde, Bits pro Sekunde) dar, die pro Zeiteinheit (1 Sekunde) übertragen werden. Wir verwenden normalerweise kbps (einfach ausgedrückt, es ist pro Sekunde) als Einheit. Die Bitrate von digitaler Musik auf CD beträgt 1411,2 kbps (dh die Aufnahme von 1 Sekunde CD-Musik erfordert 1411,2 × 1024 Datenbits). Je höher die Bitrate der Musikdatei, desto mehr Daten (Bit) müssen in einer Zeiteinheit (1 Sekunde) verarbeitet werden und desto besser ist die Klangqualität der Musikdatei. Wenn die Bitrate jedoch hoch ist, nimmt die Dateigröße zu, was eine große Menge an Speicherkapazität beansprucht. 8 bis 320 kbit/s.

1. WMA (Windows Media-Audio, Windows Media-Audio)

Als Microsoft-Medienkomprimierungsverfahren stellt es einen Teil der Technologie dar, die nur Audiodaten in Windows Media Technologies komprimiert Die Klangqualität ist ähnlich wie bei MP3 und kann mit der halben Technologie von MP3 komprimiert werden. Es verfügt über den urheberrechtlich geschützten Windows Media Rights Manager und kann abgespielt werden, indem es in WMP (Windows Media Player, Windows Media Player) installiert wird. Aufgrund des starken Einflusses von Microsoft und Windows sowie aus wichtigen urheberrechtlichen Gründen haben die großen amerikanischen Plattenfirmen EMI und BMG offiziell bestätigt, dass sie das von Microsoft entwickelte und produzierte WMA-Verfahren verwenden. Es wird angenommen, dass diese fortschrittliche Methode in Zukunft noch beliebter werden wird.

Was ist MP3?

Was ist MP3?

MP3

“MP3” wird häufig in Audioplayern verwendet. Der offizielle Name ist “MPEG-1 Audio Layer III”, das Audioformat für MPEG-1. Das MP3-Format selbst wird parallel zu MPEG als Videoformat standardisiert und wird 1992 als “ISO / IEC IS 11172-3 (MPEG-1 Audio)” standardisiert.

MP3

Danach werden MP3s “wie besehen” unter Enthusiasten verteilt, aber dies war kein großer Fortschritt seit der Einführung des tragbaren “mpman” -Audioplayers, der 1998 von SAEHAN International in Südkorea auf den Markt gebracht wurde. Durch die Kombination dieses Players, der Musikdaten über das Internet herunterladen und abspielen kann, mit Napster, das 1999 erschien, der Szene der tragbaren Audioplayer, die früher Kassetten, CDs, MDs usw. es wird sich komplett ändern.

MP3s können auch die Originaldaten auf weniger als ein Zehntel reduzieren. Zum Beispiel ist es möglich geworden, eine einstündige Musik-CD auf etwa 40 MB zu komprimieren, und mit Napster usw. haben wir einen neuen Bedarf für die gemeinsame Nutzung von Musik zwischen Benutzern geschaffen. Danach bleiben MP3s trotz diverser “RIAA (Recording Industry Association of America)”-Verfahren und des Aufkommens von Nachfolgeformaten vieler Hersteller ein weit verbreitetes Audio. Es wird immer noch als Format verwendet.

■ MPEG

Um das Funktionsprinzip von MP3 zu verstehen, erklären wir uns zunächst “MPEG Audio” selbst. Ein Merkmal von MPEG Audio ist, dass es die Hörpsychologie, die untere Hörgrenze des Hörens und den Maskierungseffekt verwendet.

Beginnen wir mit dieser minimalen hörbaren Grenze. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass Menschen Töne im Bereich von 20 Hz bis 20 kHz hören können. Natürlich ist dies ein durchschnittlicher Wert, und einige Leute können einen größeren Bereich hören, während andere nur einen engeren Bereich hören, aber diesmal lasse ich ihn fallen.

Wenn Sie also einen Ton im Bereich von 20 Hz bis 20 KHz hören können, ist dies nicht der Fall. Die untere hörbare Grenzkurve ist in Fig. 1 gezeigt, und es ist möglich, sogar einen ziemlich leisen Ton um 2 kHz zu hören, aber bei Frequenzen darüber oder darunter hört man, dass er nicht besonders laut ist. .

Vielleicht haben Sie schon einmal den Begriff “Lautstärkekurve” gehört, die in Abbildung 1 gezeigte Kurve. Daher hat das menschliche Ohr, selbst wenn es eine Schallquelle gibt, die in einem weiten Bereich von Bässen bis Höhen tönt (Abb. 2), die charakteristisch, dass es nur mit hängenden Enden zu hören ist (Abb. 3). Indem man sich dies zunutze macht und alle unhörbaren Frequenzdaten weglässt, wird ein hohes Maß an Komprimierung ermöglicht.

Maskierungseffekt

Der Maskierungseffekt ist ein weiteres Phänomen. Wenn beispielsweise ein sehr lauter Ton mit einer bestimmten Frequenz erzeugt wird, wird davor und danach ein bestimmter Bereich namens “Critical Band” erstellt. Und Sie werden keinen der anderen Sounds dieser kritischen Band hören.

Wenn Ton A erzeugt wird, ist der abfallende Bereich, der sich bis zu den Vorher- und Nachher-Frequenzen erstreckt, das kritische Band. Ich kann den Teil des B-Sounds, der aus dem Critical Band herausragt, problemlos hören, aber ich kann den C-Sound nicht hören, der vollständig in das Critical Band passt.

Bei MPEG Audio wird die Komprimierungseffizienz weiter verbessert, indem Tondaten weggelassen werden, die aufgrund dieses kritischen Bands wie zuvor nicht gehört werden können. Der Maskierungseffekt selbst wirkt übrigens nicht nur in Richtung der Frequenz, sondern auch in Richtung der Zeitachse. Mit anderen Worten, nicht nur unmittelbar nachdem ein lauter Ton erzeugt wird, sondern auch kurz davor, können Sie aus irgendeinem Grund keinen kleinen Ton hören. Dies wird als temporärer Maskierungseffekt bezeichnet, aber in Abbildung 5 werden Ton B und Ton C unhörbar. Dies ist auch für die Datenkomprimierung wirksam.