Tag: warum ist die Abtastrate wichtig?

Komprimierungsrate für die Audiocodierung

Das Komprimierungsverhältnis der Audiocodierung wird durch die Bitrate zum Zeitpunkt der Codierung bestimmt.

Im vorherigen Artikel (Samplerate und Bitrate, Teil 1 –Smile Engineering Blog) habe ich hauptsächlich über die Bitrate des Originaltons (PCM) geschrieben, aber dieses Mal möchte ich über die Bitrate und die Komprimierungsrate schreiben. codieren…

Insbesondere wenn Sie eine niedrige Bitrate einstellen, ist das Komprimierungsverhältnis hoch, wenn Sie beispielsweise die Datei speichern, wird ihre Größe klein sein. Wie ich letztes Mal geschrieben habe, ist die Bitrate der Tonquelle (PCM) vor der Komprimierung wie folgt.

Bitrate = Abtastfrequenz (Hz) x Anzahl der Quantisierungsbits x Anzahl der Kanäle
Beispielsweise ist eine Musik-CD 44,1 kHz Stereo und die Bitrate ist

Bitrate der Musik-CD: 44100 Hz x 16 Bit x 2 Kanäle (Stereo) = 1411,2 kbps
Wenn es mit MP3, AAC usw. codiert ist, z. B. 256 kbps, beträgt die Komprimierungsrate (bei 100 % Originalton) etwa 18 % und die Dateigröße 1/5 oder weniger .

Codieren Sie eine Musik-CD mit 256 kbps: 256 kbps / 1411,2 kbps = etwa 18 %
Wenn es sich um 4 Minuten Musik handelt, ist die Dateigröße wie folgt.

44,1-kHz-Abtastrate Aufnahme 4-Minuten-Song-Dateigröße
als Originalton 1411,2 kbps x 240 Sekunden = ca. 40,4 MB
Codieren mit 256 kbps 256 kbps x 240 Sekunden = ca. 7,3 MB (+ Header)
Heutzutage ist es nicht an der Zeit, Songs auf CD zu bekommen, also ist es eine alte Geschichte …
Wenn ein Song 4 Minuten lang ist, können Sie 16 Songs auf CD650MB mit dem Originalton, aber mit 256 kbps als MP3 und AAC speichern. Bei Codierung können 89 Songs aufgenommen werden.

Aufnahme mit einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz Die Anzahl der Songs, die auf eine CD (650 MB) eines 4-Minuten-Songs passen
Der Originalton (Musik-CD) CD650MB / 40,4MB = ca. 16 Songs
Codieren Sie mit 256 kbps CD650MB / 7,3MB = etwa 89 Songs
Wenn Sie im Internet nachsehen, können Sie die Tonqualität aufgrund der unterschiedlichen Bitrate hören und vergleichen. Ich denke, die Bedingung ist, dass bis auf die Bitrate alles gleich ist, aber erstens gibt es einen Unterschied in der Klangqualität, abhängig von der Samplerate (PCM) der Originaltonquelle und der Anzahl der Quantisierungsbits (die Bitrate ändert sich vom Original Klang ) . Zum Zeitpunkt der Analog-Digital-Wandlung (ADC) wird die Klangqualität durch die Bedingungen bestimmt. Egal wie hoch die Bitrate ist, um eine Tonquelle unter schlechten Bedingungen zu codieren, die Tonqualität wird immer noch schlecht sein. Auch bei gleicher Bitrate ändert sich die Kompressionsrate je nach Anzahl der Kanäle (stereo oder monaural). Daher kann die Bewertung der Klangqualität streng genommen nicht nur anhand des Unterschieds in der Bitrate beurteilt werden. Wenn beispielsweise 48 kHz 44,1 kHz 16-Bit-PCM mit 32 kbps bis 320 kbps codiert wird, ist das Komprimierungsverhältnis wie folgt.

16-Bit-PCM-Komprimierungsverhältnis (wenn der Originalton 100 % beträgt)
48 kHz stereokodierte Bitrate
(1536 kbps) 48 kHz monaural
(768 kbps) 44,1 kHz Stereo
(1411,2 kbps) 44,1 kHz monaural
(705,6 kbps)
320 kbps 320 / 1536 = ca. 21 % ca. 42 % 320 / 1411,2 = ca. 23 % ca. 45 %
256 kbps 256 / 1536 = ca. 17 % ca. 33 % 256 / 1411,2 = ca. 18 % ca. 36 %
192 kbps 192 / 1536 = ca. 13 % ca. 25 % 192 / 1411,2 = ca. 14 % ca. 27 %
160 kbps 160/1536 = etwa 10 % etwa 21 % 160/1411,2 = etwa 11 % etwa 23 %
128 kbps 128 / 1536 = ca. 8 % ca. 17 % 128 / 1411,2 = ca. 9 % ca. 18 %
64 kbps 64/1536 = etwa 4 % etwa 8 % 64/1411,2 = etwa 5 % etwa 9 %
32 kbps 32 / 1536 = ca. 2 % ca. 4 % 32 / 1411.2 = ca. 2 % ca. 5 %
Vergleich mit dem Originalton
Es ist eine etwas verdrehte Vorstellung, aber was ist beispielsweise unter den oben genannten Bedingungen näher am Originalton, Stereo oder Mono? In Anbetracht der Kompressionsrate ist es letzteres. Natürlich ist Stereo Mono in Bezug auf den Ausdruck überlegen, z. B. um die Klangtiefe auszudrücken, daher ist es sinnvoll, dies zu vergleichen, um die Klangqualität zu beurteilen, aber bei der Codierung erfolgt die Komprimierung effizient mit Stereo. Da es Algorithmen gibt (M/S-Stereo und Intensity-Stereo), ist die Qualität nicht einmal halb so mono, und die Komprimierung erfolgt effizient um den Stereoanteil.

Wie kann man die Tonqualität von Videos verbessern? Teil 2

Bitrate
Es ist ein numerischer Wert, der angibt, wie viele Daten in einer Sekunde Sprachdaten sind.
Die Einheit ist bps.

Wenn die Bitrate hoch ist, kann die Tonqualität verbessert werden, da der Ton einer Sekunde mit einer großen Datenmenge wiedergegeben werden kann.

Für AAC und MP3, die in Internetvideos verwendet werden, beträgt die Obergrenze 320 kbps. (MP3 ist die Obergrenze der Spezifikation. AAC kann je nach Software höher sein.)

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Um es kurz zusammenzufassen,

・ Hohe Abtastrate
・ Hohe Bitrate

Wenn dies der Fall ist, kann die Klangqualität in Bezug auf Daten verbessert werden.

Je höher jedoch die Bitrate, desto größer die Menge an Audiodaten.
Wenn es 320 kbps sind, werden es 300 MB in einer Stunde sein.

Ich habe geschrieben, dass es bei der Entscheidung über die Bildqualität eines Videos einen Kompromiss zwischen Bildqualität und Leistungsfähigkeit gibt, aber die gleiche Idee gilt für die Tonqualität.

Wenn Sie Musik klar streamen möchten, sollten Sie eine Verbesserung der Tonqualität auf Kosten der Bildqualität in Betracht ziehen.
Wenn es sich um einen Film handelt, können Sie sich sowohl die Bildqualität als auch die Tonqualität ansehen, auch wenn dies den Zuschauerkomfort beeinträchtigt.
Wenn Sie nur übertragen müssen, wie der Dozent alleine spricht, wie in einem Seminar, benötigen Sie wahrscheinlich nicht so viel Tonqualität.

Wenn jedoch die ursprünglichen Audiodaten verrauscht oder der Ton unterbrochen ist, macht es wenig Sinn, die Tonqualität der Daten zu verbessern.

Zunächst einmal ist es möglicherweise das Wichtigste, in der bestmöglichen Umgebung aufzunehmen.
Ich möchte zu einem anderen Zeitpunkt einen Artikel über die Aufnahmemethode schreiben.

Außerdem sollte es als Videodaten auf hohe Tonqualität eingestellt sein.