Audiokodierung


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Audiokodierung

Audio Encoding

Ich habe beim letzten Mal über Audiodateien geschrieben, aber wenn Sie die Dateigröße reduzieren (Code mit einer niedrigeren Bitrate), verschlechtert sich die Tonqualität tendenziell. Wie viel sollte es wirklich sein? .. ..

audio encoding

Beim Komprimieren mit Audiocodierung (AAC, MP3 usw.) wird die Komprimierungsrate durch die Bitrate zum Zeitpunkt der Codierung bestimmt. Insbesondere wenn Sie eine niedrige Bitrate einstellen, ist die Komprimierungsrate höher und die Dateigröße beim Speichern kleiner, aber vor allem, wie hoch ist die Bitrate für unkomprimierte Originaltonquellen (PCM)?
Wenn Sie es als PCM speichern, entspricht die Klangqualität dem Originalton, aber das Speichern kann etwas umständlich sein, ohne sich über die Dateigröße Gedanken zu machen. Außerdem finde ich, je nach Anwendung, die Speicherkapazität selbst für die Originaltongröße ausreichend und die Kommunikationsgeschwindigkeit ist in Ordnung. Daher möchte ich über die Samplerate und Bitrate schreiben, die oft bei digitalem Audio zu hören sind.

Die Bitrate von digitalem Audio wird durch die Abtastfrequenz, die Anzahl der einem Sample zugewiesenen Bits (Anzahl der Quantisierungsbits) und die Anzahl der Kanäle (Stereo, Mono usw.) bestimmt.

PCM-Bitrate (unkomprimiert) = Abtastrate x Anzahl Quantisierungsbits x Anzahl Kanäle
Wie ich letztes Mal geschrieben habe, werden diese Informationen in Dateicontainern wie dem wav- und mp4-Format als Header angehängt, damit die Anwendung den Header sehen und wiedergeben kann. Die Komprimierungsrate der Codierung wird durch die zum Zeitpunkt der Codierung angegebene Bitrate für diese PCM-Bitrate (unkomprimiert) bestimmt.
Wie viele von Ihnen beispielsweise von Musik-CDs wissen, ist dies mit 44,1 kHz Stereo die nächste Bitrate.

Bitrate der Musik-CD: 44100 Hz x 16 Bit x 2 Kanäle (Stereo) = 1411,2 kbps
Bei der Kodierung mit MP3, AAC usw. ist es selbstverständlich, eine Bitrate von weniger als 1.411,2 kbps anzugeben. Bei einer Kodierung mit 256 kbps beträgt die Komprimierungsrate beispielsweise etwa 18 %, wenn der Originalton 100 % beträgt und die Dateigröße 1/5 oder weniger beträgt.

Codieren einer Musik-CD mit 256 kbps: 256 kbps / 1.411,2 kbps = ca. 18 %
Im Allgemeinen betragen die Abtastraten von Audiogeräten, die an PCs angeschlossen sind, 48 kHz und 44,1 kHz für Musik, 16 kHz und 8 kHz für Audio wie Mikrofone und Kopfhörer und 32 kHz, 24 kHz, 22,05 kHz usw.

Die Bitrate von PCM (unkomprimierte Tonquelle) mit 16-Bit-Quantisierungsbits ist wie folgt.

Stereo (für Musik) PCM 16-Bit-Bitrate (Beispiel)
Abtastfrequenz Anzahl Quantisierungsbits Anzahl Kanäle Bitrate Kommentare
48 kHz 16 16 2 1536 kbps
44,1 kHz 16 16 2 1.411,2 kbps Musik-CD
32 kHz 16 16 2 1.024 kbps
24 kHz 16 16 2 768 kbps
22,05 kHz 16 16 2 705,6 kbps
Mono (für Audio) PCM 16-Bit-Bitrate (Beispiel)
Abtastfrequenz Anzahl Quantisierungsbits Anzahl Kanäle Bitrate Kommentare
32 kHz 16 16 1 512 kbps Superbreitband
24 kHz 16 16 1 384 kbps
16 kHz 16 16 1 256 kbps Breitband
8 kHz 16 16 1 128 kbps Schmalband

Abtastrate
Wenn Sie im Internet nachsehen, finden Sie Erklärungen wie das Sampling, das erforderlich ist, um analoge Wellenformen in eine digitale Umwandlung umzuwandeln. Es zeigt beispielsweise an, wie viele Samples eines von einem Mikrofon eingegebenen Audiosignals pro Sekunde aufgenommen und digitalisiert werden. Je größer das Sample, desto größer der Bereich, der aufgezeichnet werden kann. Wenn eine analoge Wellenform digitalisiert wird, ist die ausdrückbare Frequenz die Hälfte der Abtastfrequenz (Abtasttheorem). Mit einer Abtastrate von 48kHz ist es beispielsweise möglich, bis zu 24kHz auszudrücken. Bei 8kHz (Schmalband) und 16kHz (Breitband), die oft für Audio verwendet werden, sind nur bis zu 4kHz bzw. 8kHz zu hören. Je höher die Abtastrate, desto höher die Bitrate.

Abtasttheorem
Dies ist eine sehr einfache Erklärung, die jedoch bis zur Hälfte der Abtastrate ausdrücken kann. Wenn beim Abtasten eines Signals das Intervall klein ist, kann es nahe am Originalsignal wiederhergestellt werden, aber wenn es zu dick ist, kann es nicht wiederhergestellt werden (ich möchte etwas mehr Details schreiben, wenn es um Signalverarbeitung oder andere Zeiten geht ).


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Wie hoch ist die Bitrate? Einfache Erklärung

Wie hoch ist die Bitrate? Einfache Erklärung

bitrate

Die Bitrate ist eine Einheit für die Datenübertragung.

BITRATE

Bei der Verwendung in Video oder Audio, wie bei der Videobearbeitung, gibt es an, wie viele Daten pro Zeiteinheit dargestellt werden, und im Allgemeinen wird “Bits pro Sekunde (bps)” verwendet.
Ein Bit ist die kleinste Dateneinheit, die ein Computer verarbeitet.
Zwei Zustände von “0” und “1” können durch 1 Bit ausgedrückt werden. (1 binäre Ziffer)
In ähnlicher Weise ist ein Byte, das die Größe einer Datei darstellt, eine Dateneinheit, die von einem Computer verarbeitet wird. (1 Byte = 8 Bit)
Hier sind einige Dinge, die Sie bei den Bitraten beachten sollten.
In Festplattenrecordern von Haushaltsgeräten wird dies manchmal als Aufnahmemodus wie XP, SP, LP ausgedrückt.
Je höher der Bitratenwert (Zahlenwert), desto besser die Bild- und Tonqualität, aber desto größer die Datenmenge (Dateigröße).
Die Einheit der Bitrate ist normalerweise Mbps, was 10 6 (10 hoch sechs) für Video und kbps bedeutet, was 10 3 (10 hoch) für Audio bedeutet.
Beim Brennen eines Videos auf DVD gibt es eine Begrenzung der Datenmenge, die auf DVD gebrannt werden kann, und wenn Sie versuchen, ein langes Video zu brennen, müssen Sie die Bitrate verringern, was zu einer schlechten Bildqualität führt. Um qualitativ hochwertige Videos aufzunehmen, muss die Bitrate erhöht werden, was die erforderliche Datenmenge erhöht und die Aufnahmezeit verkürzt.
Auch wenn die verwendete Bitrate gleich ist, unterscheiden sich die Bildqualität und die Tonqualität je nach Encoder und Komprimierungsverfahren, das für die Digitalisierung verwendet wird.

Was sind “Bittiefe” und “Abtastrate”? Teil 2

Was sind “Bittiefe” und “Abtastrate”? Teil 2

Understanding Sample Rate, Bit Depth, and Bit Rate - Headphonesty

Wie hoch ist die Abtastrate?

Bit Depth

Als nächstes erkläre ich die Abtastrate.

Die Abtastrate ist wie die “Auflösung” des Audios.

Je höher die Samplerate, desto mehr Samples pro Sekunde = Sie hören besser.

Erfordert doppelte Abtastrate

Beachten Sie hierbei, dass Sie die doppelte Abtastrate benötigen, um den Ton bei dieser Frequenz zu hören.

Wenn Sie beispielsweise einen Ton mit 1000 Hz (1 kHz) genau und klar hören möchten, muss die Abtastfrequenz mindestens 2000 Hz (2 kHz) betragen.

Wenn die Abtastrate weniger als das Doppelte des zu hörenden Wertes beträgt, treten “Aliase” auf und Sie können den Ton nicht genau verarbeiten, wie z. B. Knistern oder Rauschen.

Nyquist-Frequenz

Übrigens, um ein kleines Fachwort zu verwenden, bedeutet es auch, die “Nyquist-Frequenz” nicht zu überschreiten.

Die Nyquist-Rate beträgt genau die Hälfte der unterstützten Abtastrate.

Wenn die Abtastfrequenz beispielsweise 44,1 kHz beträgt, beträgt die Nyquist-Frequenz 22,05 kHz.

Wenn Sie versuchen, diesen hohen Ton, der 22,05 kHz überschreitet, zu verarbeiten, tritt das oben erwähnte “Aliasing” auf und Sie können den Ton nicht richtig reproduzieren.

Für das menschliche Ohr erkennbare Reichweite

Der lauteste Ton, der vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden kann, ist 20 kHz. Um einen 20-kHz-Ton zu hören, benötigen Sie also nur eine Abtastrate von mindestens 40 kHz.

Um Aliasing zu vermeiden, wenden Sie danach einen Anti-Aliasing-Filter an, bis die Nyquist-Frequenz (Übergangsband) erreicht ist.

Für 44,1 kHz sind 2050 Samples x 2 erforderlich.

Mit anderen Worten, eine Abtastrate von 44,1 kHz ist alles, was erforderlich ist, um die Schallgrenze (20 kHz), die das menschliche Ohr hören kann, zu minimieren.

Bei hoher Abtastfrequenz (96 kHz, 192 kHz)

Neuerdings kann er auf eine hohe Abtastrate eingestellt werden, beispielsweise 96 kHz oder 192 kHz.

Leider ist es selbst bei einer so hohen Abtastrate schwer, den Unterschied zu erkennen.

Wie in der Abbildung oben gezeigt, können nichtmenschliche Tiere höherfrequente Töne hören.

Dies ist jedoch ein Pegel, um den wir uns keine Sorgen machen müssen, da es sich um eine für das menschliche Ohr völlig unhörbare Zone handelt.

Viele Audiointerfaces decken übrigens bis zu 192 kHz ab.

Kontroverse über Abtastrate

Tatsächlich waren in den 1970er Jahren viele Medien um die Abtastraten kontrovers.

Zu dieser Zeit war 48 kHz der Audiostandard, der in Rundfunk, Fernsehen und Videoarbeit verwendet wurde.

Rundfunksender haben sich jedoch entschieden, 44,1 kHz als Standard zu verwenden, um zu verhindern, dass Daten an Verbraucher (Zuschauer) kopiert werden, indem sie absichtlich die Kompatibilität unterbrechen (oder die Konvertierung erschweren) …

Es ist schwierig, Daten von 44,8 kHz auf 44,1 kHz zu ändern, sodass der durchschnittliche Betrachter sie nicht in die für Heimgeräte verwendete Abtastrate umwandeln konnte.

Hier ist übrigens der Artikel “Vergleich professionelles vs. günstigeres Audiointerface” zusammengefasst, der auch unter dem Gesichtspunkt Bitrate und Samplerate erläutert wird.

Was sind “Bittiefe” und “Abtastrate”?

Was sind “Bittiefe” und “Abtastrate”?

Bit Depth

Ich habe es in den DTM-Projektdateieinstellungen und Audio-Interface-Spezifikationen geschrieben, aber ich verstehe die Bedeutung nicht …

Bit Depth

Dieses Mal werden wir diese Fragen beantworten.

Hier ist eine kurze Zusammenfassung von “Was ist eine Bitrate / Abtastrate?”, erklärt von professionellem Schlagzeuger / Ingenieur / Produzent Ed Thorne.

Sobald Sie dies wissen, können Sie die Tonquelle im entsprechenden Format exportieren und verstehen die Standards für die Geräte, die Sie in Zukunft kaufen werden.

Bitte bis zum Ende schauen!

Was ist Bit-Tiefe?

Die Bittiefe bezieht sich auf den Bereich, in dem die Dynamik (Inflexion) des Klangs verarbeitet werden kann.

Beträgt die Bittiefe beispielsweise “16-Bit”, kann der Bereich von bis zu 96 dB aus dem Silent-Zustand wiedergegeben und verarbeitet werden.

Bei 96dB dreht sich alles um die Lautstärke, wenn das Publikum am Live-Veranstaltungsort aufgeregt ist.

Bei einer Bittiefe von “24 Bit” können dagegen die 144 dB Dynamik reproduziert und verarbeitet werden.

144dB ist ungefähr die Lautstärke eines Düsenflugzeugs.

Dynamik im Zeitalter des Streamings

Noch vor nicht allzu langer Zeit gab es keine Lautstärkebegrenzung wie bei aktuellen Streaming-Diensten wie YouTube und Spotify.

Je lauter der Sound, desto besser die Musik selbst, weshalb die Produzenten den Song immer lauter und größer als jede andere Musik machen wollten.

Heutzutage haben viele Plattformen, auf denen Sie Musik hören können, Lautstärkebeschränkungen, daher hat sich die Idee geändert, dass “je mehr Musik Sie laute Töne abspielen können, desto besser” und die Zeiten haben sich geändert.

In dieser Zeit machen 16-Bit oder 24-Bit möglicherweise keinen großen Unterschied.

Auch die Datenmenge ändert sich

Bei hoher Bittiefe ändert sich übrigens auch die Datenmenge.

Wenn Sie viel aufnehmen, ist es möglicherweise besser, dies ein wenig zu berücksichtigen.

Was sind “Bittiefe” und “Abtastrate”?
Was sind “Bitrate” und “Samplerate”?
Ich habe es in den DTM-Projektdateieinstellungen und Audio-Interface-Spezifikationen geschrieben, aber ich verstehe die Bedeutung nicht …

Dieses Mal werden wir diese Fragen beantworten.

Hier ist eine kurze Zusammenfassung von “Was ist eine Bitrate / Abtastrate?”, erklärt von professionellem Schlagzeuger / Ingenieur / Produzent Ed Thorne.

Sobald Sie dies wissen, können Sie die Tonquelle im entsprechenden Format exportieren und verstehen die Standards für die Geräte, die Sie in Zukunft kaufen werden.

Bitte bis zum Ende schauen!

Was ist Bit-Tiefe?

Die Bittiefe bezieht sich auf den Bereich, in dem die Dynamik (Inflexion) des Klangs verarbeitet werden kann.

Beträgt die Bittiefe beispielsweise “16-Bit”, kann der Bereich von bis zu 96 dB aus dem Silent-Zustand wiedergegeben und verarbeitet werden.

Bei 96dB dreht sich alles um die Lautstärke, wenn das Publikum am Live-Veranstaltungsort aufgeregt ist.

Bei einer Bittiefe von “24 Bit” können dagegen die 144 dB Dynamik reproduziert und verarbeitet werden.

144dB ist ungefähr die Lautstärke eines Düsenflugzeugs.

Dynamik im Zeitalter des Streamings

Noch vor nicht allzu langer Zeit gab es keine Lautstärkebegrenzung wie bei aktuellen Streaming-Diensten wie YouTube und Spotify.

Je lauter der Sound, desto besser die Musik selbst, weshalb die Produzenten den Song immer lauter und größer als jede andere Musik machen wollten.

Heutzutage haben viele Plattformen, auf denen Sie Musik hören können, Lautstärkebeschränkungen, daher hat sich die Idee geändert, dass “je mehr Musik Sie laute Töne abspielen können, desto besser” und die Zeiten haben sich geändert.

In dieser Zeit machen 16-Bit oder 24-Bit möglicherweise keinen großen Unterschied.

Auch die Datenmenge ändert sich

Bei hoher Bittiefe ändert sich übrigens auch die Datenmenge.

Wenn Sie viel aufnehmen, ist es möglicherweise besser, dies ein wenig zu berücksichtigen.