Tag: was besser ist

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Einführung in verschiedene herkömmliche Audiokodierungen (oder Formate)

1.PCM-Codierung

PCM Pulse Code Modulation ist die Abkürzung für Pulse Code Modulation. Im obigen Text haben wir den allgemeinen PCM-Workflow erwähnt. Es ist uns egal, welche Berechnungsmethode in der endgültigen PCM-Codierung verwendet wird. Wir müssen nur die Vor- und Nachteile des PCM-codierten Audiostroms kennen. Der größte Vorteil der PCM-Codierung ist die gute Klangqualität und der größte Nachteil ist die Größe. Unsere übliche Audio-CD verwendet PCM-Codierung, und die Kapazität einer CD kann nur 72 Minuten Musikinformationen aufnehmen.

2. WELLE

Dies ist ein altes Audiodateiformat, das von Microsoft entwickelt wurde. WAV ist ein Dateiformat, das der PIFF Resource Interchange File Format-Spezifikation entspricht. Alle WAVs haben einen Dateiheader, die Kodierungsparameter dieses Dateiheaders für Audiostreams. WAV hat keine strengen Regeln für die Codierung von Audiostreams.Neben PCM können fast alle Codierungen, die die ACM-Spezifikation unterstützen, WAV-Audiostreams codieren. Viele Freunde haben dieses Konzept nicht. Nehmen wir AVI als Beispiel, denn AVI und WAV sind in der Dateistruktur sehr ähnlich, aber AVI hat einen Videostream mehr. Es gibt viele Arten von AVIs, mit denen wir in Kontakt gekommen sind, daher müssen wir oft einige Decoder installieren, um einige AVIs anzusehen. DivX, mit dem wir viel in Kontakt gekommen sind, ist eine Art Videokodierung. AVI kann DivX-Codierung verwenden, um Videostreams zu komprimieren, natürlich können wir auch andere Code-Komprimierung verwenden. In ähnlicher Weise kann WAV auch eine Vielzahl von Audiocodecs verwenden, um seinen Audiostream zu komprimieren, aber wir verwenden normalerweise WAV, dessen Audiostream durch PCM-Codierung verarbeitet wird, aber das bedeutet nicht, dass WAV nur PCM-Codec verwenden kann, es ist auch möglich MP3-Codec. in WAV Genau wie AVI können Sie diese WAVs genießen, solange das entsprechende Decode installiert ist.

Auf der Windows-Plattform ist WAV basierend auf PCM-Codierung das am besten unterstützte Audioformat. Alle Audio-Software kann es perfekt unterstützen. Da es höhere Anforderungen an die Klangqualität erfüllen kann, ist WAV auch das bevorzugte Format für die Musikerstellung und -bearbeitung. Geeignet zum Aufbewahren von Musikmaterial. Daher wird WAV auf Basis der PCM-Codierung als Zwischenformat verwendet und wird häufig bei der gegenseitigen Konvertierung anderer Codierungen verwendet, z. B. MP3 in WMA.

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PCM-Audiocodierung Teil 4

Bitrate

Die Bitrate bezieht sich darauf, wie viele Bits pro Sekunde die codierten Audiodaten darstellen müssen.

verlustbehaftet und verlustfrei
Mit „verlustfreiem Audio“ meinen wir normalerweise das Dateiformat mit einer Abtastrate von 16 Bit/44,1 kHz im traditionellen CD-Format und wird als verlustfreie Komprimierung bezeichnet, da es das Dateiformat von 20 Hz bis 22,05 kHz enthält. Frequenzgang Frequenz, die den Hörbereich des menschlichen Ohrs vollständig abdeckt.

Wo ich hier Verwirrung habe, ist die Beziehung zwischen dem Kanal und der Abtastrate? Zuerst wurde die Abtastrate mit 44100 angenommen. Wenn zwei Kanäle verwendet würden, wäre die Abtastrate jedes Kanals 22100. Das ist eigentlich falsch, die Abtastrate ist die Abtastrate jedes Kanals, nicht die Abtastrate aller Kanäle.
Wenn also die Abtastrate 44100 beträgt, sollte die Anzahl der gesammelten Abtastungen für zwei Kanäle 88200 betragen.

PCM-Audiocodierung Teil 3

Abtastfrequenz

Der menschliche Frequenzerkennungsbereich beträgt 20 Hz – 20000 Hz. Wenn 20.000 Soundsamples pro Sekunde gesampelt werden können, kann dies die Bedürfnisse des menschlichen Ohrs während der Wiedergabe erfüllen.

8000 Hz für Telefonabtastung.
Normalerweise wird eine Abtastrate von 22050 verwendet.
44100 ist bereits CD-Qualität, und Samples über 48000 sind für das menschliche Ohr bedeutungslos
Beim Decodieren von AAC-Audio (Advanced Audio Coding) mit einer Abtastrate von 44,1 kHz sollte die Decodierzeit eines Frames innerhalb von 23,22 Millisekunden gesteuert werden. Normalerweise ist es ein Rahmen mit 1024 Abtastpunkten.

Warum müssen wir hier über Audioframes sprechen?
Das Konzept von Audioframes ist nicht so klar wie das von Videoframes. Fast alle Videokodierungsformate können sich einen Frame einfach als kodiertes Bild vorstellen. Aber der Audioframe hängt mit dem Codierungsformat zusammen, das von jedem Codierungsstandard implementiert wird. Denn wenn es sich um PCM (uncodierte Audiodaten) handelt, brauchen Sie das Konzept der Frames überhaupt nicht und es kann entsprechend der Abtastrate und Abtastgenauigkeit abgespielt werden. Beispielsweise können Sie für Audio mit einer Abtastrate von 44,1 kHz und einer Abtastgenauigkeit von 16 Bit berechnen, dass die Bitrate 44100 16 kbps beträgt und die Audiodaten pro Sekunde auf 44100 16/8 Bytes festgelegt sind.
Wir möchten jedoch nicht, dass alle Proben zur Verarbeitung an uns zurückgesendet werden, sondern wir möchten alle Daten zurückgeben, die über einen bestimmten Zeitraum hinweg abgetastet wurden. Die Audiobox hier gibt an, wie viele Beispieldaten jedes Mal an uns zurückgegeben werden, und im Allgemeinen werden 2048 Beispieldaten zurückgegeben.
Wie groß sind also 2048 Sample-Daten mit 16-Bit-Sampling-Bits für Mono?2048*16/8 = 4096 Bytes.

Sampling-Bits
Alle abgetasteten Daten registrieren die Amplitude, und die Abtastgenauigkeit hängt von der Größe des Speicherplatzes (Abtastbits) ab:

1 Byte (also 8 Bit) kann nur 256 Zahlen aufnehmen, dh nur die Amplitude kann in 256 Stufen unterteilt werden
2 Bytes (dh 16 Bits) können so klein wie 65536 Zahlen sein, was bereits der CD-Standard ist;
4 Bytes (also 32 Bits) können die Amplitude in 4294967296 Stufen unterteilen, was wirklich unnötig ist
Wenn es Stereo ist, werden die Samples verdoppelt und die Datei ist fast doppelt so groß.

PCM-Audiocodierung Teil 2

Kodierung

Das quantisierte abgetastete Signal wird in eine Reihe von dezimalen digitalen Codeströmen umgewandelt, die gemäß der Abtastsequenz angeordnet sind, dh ein dezimales digitales Signal. Ein einfaches und effizientes Datensystem ist ein Binärcodesystem. Daher muss der dezimale Digitalcode in einen Binärcode umgewandelt werden. Basierend auf der Gesamtzahl der dezimalen Digitalcodes kann die Anzahl der erforderlichen Binärcodebits bestimmt werden, d. h. die Wortlänge (Abtastbits). Der Prozess der Transformation des quantisierten Abtastsignals in einen Binärcodestrom einer gegebenen Wortlänge ist Codierung genannt.

Beispiel
Als nächstes entsprechen die obigen 1,65 V einem Quantisierungspegel von 128. Das entsprechende Binärsystem ist 10000000. Das heißt, das codierte Ergebnis des Abtastpunkts ist 10000000. Natürlich ist dies ein Codierverfahren ohne Berücksichtigung positiver und negativer Werte und Es gibt viele Arten von Codierungsmethoden, die eine spezifische Analyse spezifischer Probleme erfordern. (Die Kodierung des PCM-Audioformats ist A-Law 13 Polyline-Kodierung)

PCM-Audiokodierung
PCM-Signale unterliegen keiner Codierung oder Komprimierung (verlustfreie Komprimierung). Im Vergleich zu analogen Signalen ist es weniger anfällig für Störungen und Verzerrungen im Übertragungssystem. Der Dynamikbereich ist groß und die Klangqualität ist recht gut. Die Codierung übernimmt die A-Law-13-Polyliniencodierung.

A-Klasse 13-fach Linie
Das A-Gesetz ist eine Form der logarithmischen Kompanion bei der ungleichmäßigen PCM-Quantisierung. Die digitale Pulscodemodulation (PCM) ist heute das grundlegende Verfahren zur Digitalisierung analoger Signale. PCM umfasst drei Schritte: Sampling, Quantisierung und Codierung. Darunter ist die Quantisierung der diskrete Wert der Abtastwerte. Gleichmäßige Quantisierung und ungleichmäßige Quantisierung können das Quantisierungs-Signal-Rausch-Verhältnis des Signals effektiv verbessern. Die Quantisierung von Sprachsignalen nimmt häufig zwei logarithmische Formen ungleichmäßiger Quantisierung und von der ITU empfohlene Kompressionseigenschaften an: A-Law und Mu-Law. Die A-Law-Codierung wird hauptsächlich in 30/32-Kanal-Gruppensystemen verwendet, und A- Die PCM Gesetz wird in Europa und China verwendet.

Weitere Informationen finden Sie im Artikel

Kanal
Kanäle können in PCM Mono und Stereo (zwei Kanäle) unterteilt werden
.Jeder Abtastwert ist in einer Ganzzahl i enthalten, deren Länge die Mindestanzahl von Bytes ist, die erforderlich ist, um die angegebene Abtastlänge aufzunehmen.
Das niederwertige Byte wird zuerst gespeichert, und das Bit, das die Abtastamplitude darstellt, wird in das hochwertige Bit von i gesetzt, und die verbleibenden Positionen sind 0, so dass das Datenformat der PCM-Wellenformabtastungen 8 und 16 Bit wie folgt ist.