Audiokomprimierungsformate


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Audiokomprimierungsformate

Audio Compression Formats

Jetzt gibt es viele Audiokomprimierungsformate, die ursprünglich für einen Computer entwickelt wurden, aber später auf Haushaltsgeräte migriert wurden. Einige von ihnen sind veraltet und praktisch unbenutzt, andere sind kürzlich erschienen und hatten noch keine Zeit, ihre Nische zu besetzen. Hier werde ich mich nur auf die verlustbehafteten Komprimierungsformate konzentrieren, mit denen Sie den höchsten Grad an Komprimierung der Audiodaten erzielen können. Was bedeutet “verlustbehaftete Komprimierung”? Erst nach dem Codieren von einer WAV-Datei in ein komprimiertes Format und dem erneuten Codieren von einem komprimierten Format in eine WAV-Datei unterscheiden sich die Originaldatei und die endgültige Datei. Vielleicht nicht zum Besseren.

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Das komprimierte Audioformat bedeutet, dass sich die Klangqualität trotz mehrfacher Verringerung der Dateigröße praktisch nicht ändert. Wie schaffen Sie es, ein solches Ergebnis zu erzielen? Die Wissenschaft der Psychoakustik antwortet darauf. Das menschliche Gehirn ist so konzipiert, dass wir das Flüstern von Büchern im Hintergrund eines Gesprächs nicht bemerken, obwohl wir diesen Ton auf einem Computer mit genauem Hören verfolgen können. Es stellt sich also heraus, dass es so aussieht, aber es sieht nicht so aus …

Durch die Kombination herkömmlicher Datenkomprimierungsmethoden und das Wissen darüber, welche Informationen von unserem Gehirn wahrgenommen werden und welche nicht, können Sie ein Musikkomprimierungsverhältnis von bis zu 10-fach bei akzeptabler Klangqualität erzielen. Im Folgenden habe ich einen kurzen Überblick über die gängigsten und bekanntesten Komprimierungsformate für Musikdateien gegeben, mit denen eine Home-Musiksammlung erstellt werden kann.

MP3
MPEG 1 Layer III (seltener MPEG 2 Layer III), manchmal auch als inkompetentes MPEG 3 bezeichnet (dieses Format existiert nicht), ist seit vielen Jahren für viele die einzige Assoziation mit dem Begriff “Computermusik” Benutzer. Das Ende der 1980er Jahre entwickelte Format, mit dem Musik ohne katastrophalen Qualitätsverlust bis zu zehnmal komprimiert werden konnte, setzte sich schnell in Heimcomputern durch.

Die optimale Kompressionsbitrate beträgt ca. 192 Kb / s. Obwohl alle Ohren anders sind: Jemand unterscheidet Verzerrungen besser, jemand schlechter. Ein anständiges Minimum ist 128 Kb / s. Es ist möglich, eine variable Bitrate zu verwenden. Das heißt, in dem Moment, in dem der Bereich der Schallfrequenzen klein ist, nimmt die Bitrate ab, und wenn viele Dinge gleichzeitig ertönen, nimmt sie im Gegenteil zu. Eine konstante Bitrate von mehr als 320 Kb / s ist häufig zu hoch und führt zu Platzverlust. Außerdem enthält die MP3-Datei ein bestimmtes ID3-Tag für den Bereichskopf. Enthält grundlegende Informationen zur Datei. Es gibt 2 verschiedene Versionen dieses Tags. Die zweite ist folglich umfangreicher, aber es wurde nichts Revolutionäres hinzugefügt. Die Klangqualität einer MP3-Datei kann je nach ausgewähltem Encoder und Player stark variieren.

MPEGplus / Musepack (MP + / MPC / MPP)
Dieser Encoder ähnelt im Prinzip MPEG Layer II (MP2), verwendet jedoch einen fortgeschritteneren Algorithmus. Im Gegensatz zu den meisten modernen Codecs war es das Ziel der Entwickler von Musepack überhaupt nicht, die höchstmögliche Qualität bei niedrigen Bitraten zu erreichen. Das Format wird am besten bei mittleren und hohen Bitraten angezeigt (die typische Dateibitrate liegt normalerweise im Bereich von 160 bis 180 Kb / s). Ein hervorragendes psychoakustisches Modell, das VBR-Codierung für eine hervorragende Klangqualität verwendet. Infolgedessen bietet der Codec bei ähnlichen Bitraten eine bessere Leistung als die meisten seiner Konkurrenten. Die Qualität der Dateien, die beim Komprimieren in MPC erhalten werden, übertrifft die Qualität ähnlicher MP3-Dateien erheblich. Einer der schwerwiegenden Mängel der aktuellen Version von Musepack ist die Einschränkung des Dateiformats: 44 kHz, 16 Bit, Stereo, wodurch es beispielsweise nicht anwendbar ist, Audiospuren für DVD-Filme zu komprimieren. Wenn Ihnen die MP3-Kompatibilität nicht allzu wichtig ist und Sie die höchste Qualität der endgültigen Datei wünschen, ist die Auswahl von Musepack möglicherweise die ideale Lösung. Die Verwendung dieses Formats ist eine echte Alternative zur verlustfreien Komprimierung zum Codieren von Musik von CDs für diejenigen, die bereits von den Möglichkeiten des MP3-Formats enttäuscht sind. und es ist wünschenswert, dass die Qualität der endgültigen Datei so hoch wie möglich ist. Die Wahl von Musepack kann die ideale Lösung sein. Die Verwendung dieses Formats ist eine echte Alternative zur verlustfreien Komprimierung zum Codieren von Musik von CDs für diejenigen, die bereits von den Möglichkeiten des MP3-Formats enttäuscht sind. und es ist wünschenswert, dass die Qualität der endgültigen Datei so hoch wie möglich ist. Die Wahl von Musepack kann die ideale Lösung sein.


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Verlustbehaftete Audiodateitypen: Wie es sich von verlustfrei unterscheidet

Verlustbehaftete Audiodateitypen: Wie es sich von verlustfrei unterscheidet

Lossy Compression vs Lossless Compression

Lossy ist ein Wort, das in digitalem Audio verwendet wird, um die Art der Komprimierung zu beschreiben, die zum Speichern von Audiodaten verwendet wird. Der im verlustbehafteten Audioformat verwendete Algorithmus komprimiert die Audiodaten so, dass bestimmte Informationen verworfen werden. Dieser Signalverlust bedeutet, dass der codierte Ton nicht mit dem Original identisch ist.

lossy vs lossless

Verlustbehaftetes Audio erzeugt Audio mit geringerer Qualität und hat eine kleinere Dateigröße.

Eine verlustbehaftete Komprimierung wird auch als irreversible Komprimierung bezeichnet, da gelöschte Daten nicht wiederhergestellt werden können.

Was ist der Unterschied zwischen Lossy und Lossless?
Wenn Sie MP3-Dateien erstellen, indem Sie eine Ihrer Musik-CDs rippen, gehen einige Details der Originalaufnahme verloren, wodurch das Format verloren geht. Diese Art der Komprimierung ist nicht nur auf Audio beschränkt. Beispielsweise werden JPEG-Bilddateien auch verlustbehaftet komprimiert.

Zu einer Kugel zusammengedrückte Blätter aus farbigem Papier

Diese Methode ist das Gegenteil der verlustfreien Audiokomprimierung, die für Formate wie FLAC, ALAC und andere verwendet wird. In diesem Fall wird das Audio so komprimiert, dass die Daten nicht gelöscht werden. Der Ton ist identisch mit der Originalquelle.

Verlustbehaftete Archive haben Vorrang, wenn es um Kompatibilität geht. Während verlustfreie Dateien nur von einigen Geräten und Apps unterstützt werden, funktioniert ein verlustbehaftetes Audioformat wie MP3 auf fast jedem Gerät.

So funktioniert verlustbehaftete Audiokomprimierung
Bei einer verlustbehafteten Komprimierung werden bestimmte Annahmen über Frequenzen getroffen, die das menschliche Ohr wahrscheinlich nicht erkennt.

Wenn ein Song in ein verlustbehaftetes Audioformat wie AAC konvertiert wird, analysiert der Algorithmus alle Frequenzen und verwirft dann die Frequenzen, die das Ohr nicht erkennen sollte. Diese niedrigen Frequenzen werden gefiltert oder in Monosignale umgewandelt, die weniger Speicherplatz beanspruchen.

Eine andere Technik eliminiert sehr leise Geräusche, die der Hörer wahrscheinlich nicht bemerkt, insbesondere im lautesten Teil des Songs. Dieser Ansatz reduziert die Größe der Audiodatei bei gleichzeitiger Beibehaltung der höchstmöglichen Audioqualität.

Was passiert mit dem Audio, wenn es komprimiert wird?
Verlustbehaftete Komprimierung führt zu Artefakten. Diese Artefakte sind unerwünschte Geräusche, die nicht in der Originalaufnahme enthalten sind, sondern ein Nebenprodukt der Komprimierung sind. Dieses Rauschen verschlechtert die Klangqualität und macht sich bemerkbar, wenn Musikdateien mit niedrigen Bitraten konvertiert werden.

Verschiedene Arten von Artefakten beeinflussen die Qualität der Aufnahme. Verzerrung ist eines der häufigsten Artefakte. Zum Beispiel fühlen sich die Trommeln durch Verzerrung schwach an, ohne einen echten Schlag. Songstimmen können ebenfalls betroffen sein, was zu rauem Gesang und mangelnder Detailgenauigkeit führt.

In vielen Fällen können Gelegenheitshörer den Unterschied zwischen verlustbehafteter und verlustfreier Codierung nicht erkennen, obwohl einige Audiophile, die sehr teure Geräte verwenden, behaupten, den Unterschied zu hören. Der Qualitätsunterschied macht sich nur bemerkbar, wenn sehr niedrige Datenraten oder aggressive Komprimierungsalgorithmen ins Spiel kommen.

Warum Audiodateien komprimieren?
Die meisten digitalen Audioformate verwenden eine Form der Komprimierung, um den Ton effizient zu speichern. Ohne Komprimierung wären die Dateigrößen sehr groß.

Ein typischer 3-Minuten-Song, der als MP3-Datei gespeichert ist, liegt beispielsweise zwischen 4 MB und 5 MB. Die Verwendung des WAV-Formats zum Speichern desselben Songs, jedoch ohne Komprimierung, führt zu einer Dateigröße von ungefähr 30 MB, mindestens dem Sechsfachen dieser Größe. Wenn Sie unkomprimierte Audioformate auswählen, passen weniger Titel auf Ihr Smartphone oder Ihre Festplatte