was ist Audiokomprimierung

Vergleich der Audio-(Audio-)Komprimierung [mp3, wma, ogg, atrac] Teil 2

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Vergleich der Audio-(Audio-)Komprimierung [mp3, wma, ogg, atrac] Teil 2

AUDIO COMPRESSION

[Verwendete Tonquelle und Sehenswürdigkeiten]
・ 1-kHz-Sinuswelle
Auf Rauschen oder Korrektur prüfen. Untersuchen Sie, ob anormale Klänge durch Betonung oder Rauschen gemischt werden, die sich vom ursprünglich erzeugten Bereich unterscheiden.

Audio Compression

· Weißes Rauschen
Überprüfen Sie die Frequenzeigenschaften. Verwenden Sie für alle Töne von 0 bis 20 kHz Töne, die mit dem gleichen Pegel ausgegeben werden, und prüfen Sie, ob sie korrekt wiedergegeben werden.

·Musik
Verwenden Sie echte Musik und untersuchen Sie die Unterschiede zum Original.

[Bitrate-Einstellungen]
Feste Bitrate: 96 kHz, 128 kHz, 256 kHz, 320 kHz Variable Bitrate: 96–160 kHz, 192–320 kHz.
Je nach Software können jedoch 320 kHz nicht fest und 350 eingestellt werden, oder die Ober- und Untergrenze in der Variable nicht angegeben werden, und der Tonqualitätsstandard kann in mehreren Stufen angegeben werden (mittlere Tonqualität, hoher Ton Qualität). Qualität).be. Außerdem gibt es einige, die mit einer durchschnittlichen Bitrate anstelle einer variablen Bitrate konfiguriert sind, verstehen Sie also, dass dies kein ganz fairer Vergleich ist.

[Verwendete Software [Encoder]]
・ MP3-System
Nachmittag Koda Ver.3.11a [gogo.exe ver.3.11]
Lame Ivy Frontend Encoder Ver.2.91 [Lame.exe Ver.3.93]
B’s GOLD Ver.7.12 [Unbekannt]
RipAudiCO Ver.3.70 [leme_enc.dll Ver.3.93]

・OGG-System
oggdropXPd Ver.1.7.11 [Unbekannt]
B’s GOLD Ver.7.12 [Unbekannt]

・ WMA
B’s GOLD Ver.7.12 [Unbekannt]
(Für WMA habe ich 3 Arten von Software in meiner Umgebung ausprobiert, aber das Ergebnis war genau das gleiche (vielleicht verwendet der Encoder selbst dasselbe?) Und es entspricht der Software, da der Bitratenbereich eng war, nur ein Typ verwendet).

・ ATRAC
nichts Besonderes. Für ATRAC nahmen wir analog von einem CD-Player auf ein MD-Deck auf, verbanden ein MD-Deck optisch mit einem PC und maßen, was von WAV aufgenommen wurde.

· Messen
Wellenraum Ver.1.31

【Andere】
Obwohl es sich vom Hauptthema unterscheidet, habe ich es für die visuelle Messung jedes Standards in WAV konvertiert (weil WaveSpace nur wav unterstützt), aber die Position, an der der Ton der WAV-Daten endet, und die gesamte Wiedergabe. Wir stellten fest, dass es einen Zeitunterschied gab. , also haben wir es auch untersucht.

3. Hardware 3.
Ursprünglich sollte hier das verwendete Equipment detailliert beschrieben werden, aber die Hardwareumgebung ist bei jedem individuell anders und diese Übersicht ist in erster Linie nur ein Anhaltspunkt, und es wird anders sein, wenn andere dasselbe tun. ist eine Möglichkeit von Ergebnissen, ich werde die detaillierte Beschreibung der Hardware weglassen. (Die Sache ist, dass ich nicht genug Ausrüstung habe, um sie zu veröffentlichen)

【Ergebnisse des Tests】
Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Ergebnisse der einzelnen Umfragen.
・Messergebnis des weißen Rauschens
・1-kHz-Sinuswellen-Messergebnis
・Ergebnisse der Musikmessung
・Einfache Dateigröße und Kommentarliste

[Diskussion]
ah Es scheint keinen großen Unterschied in der Dateigröße zu geben (zwischen der gleichen Bitrate)
Magen. Die Tonqualität scheint MP3 < WMA < OGG bei niedrigen Bitraten zu sein
(MP3: 128 = WMA: 96 < OGG: 96).
Hase. Bei hohen Bitraten gibt es kaum einen Unterschied
(Es gibt einen kleinen Unterschied im Höhenbereich, aber es scheint, dass Sie den Unterschied nicht bemerken werden, es sei denn, Sie befinden sich in einer sehr guten Umgebung).
Arbeiter. Der Unterschied in der Encoder-Software war größer als ich erwartet hatte
(besonders bei MP3)

“Meine Schlussfolgerung”
[Weniger als 128]
Wenn Sie sich Sorgen um die Popularisierung (Kompatibilität) machen, ist [WMA] gut, und wenn Sie es im Grunde alleine verwenden, ist [OGG] gut.
(Ich mache mir Sorgen um die Menge an Rauschen oder die Korrektur, aber ich habe trotzdem ein bisschen bei der Klangqualität geopfert, also habe ich mich für die entschieden, die so wie sie ist bis in den Höhenbereich abdeckt. Auch wegen der Beziehung zwischen ① und ② , mp3 ist ein anderes mit der gleichen Klangqualität. Die Dateigröße ist größer als

[Mit 256 und mehr]
Die variable Bitrate (192-320) von [Afternoon Koda] ist gut.
Der feste 320 ist gut für die Klangqualität, aber es gibt kaum einen Unterschied zwischen dem festen 256 und dem variablen hochwertigen Klang, und es scheint, dass Sie ihn kaum verstehen können, selbst wenn Sie ihn hören. Wenn die Tonqualität ungefähr gleich ist, gilt: Je kleiner die Dateigröße, desto besser.

[Andere Impressionen]
Über OGG
Ich hatte hohe Erwartungen an OGG, aber ich war besorgt über das Messergebnis bei 1 kHz, ob es Rauschen oder Korrektur war. Allerdings finde ich das Verhältnis zwischen Tonqualität (breites Wiedergabeband) bei niedrigen Bitraten und Dateigröße hervorragend. Bei hohen Bitraten sind die Klangqualität und die Dateigröße etwa gleich wie bei MP3s, daher denke ich, dass MP3s in Anbetracht der Durchdringungsrate vorteilhaft sind, aber ich denke, dass sie ziemlich gut abschneiden, wenn man bedenkt, dass sie gerade erst entwickelt wurden. in der Zukunft erwartet

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Vergleich der Audio-(Audio-)Komprimierung [mp3, wma, ogg, atrac]

Compressed Audio

MP3-artiges Audio usw. zum Speichern von Musik, die auf Kassetten aufgenommen wurde, von CD-Verleihen ausgeliehene oder gekaufte Musik-CDs oder zum einfachen Genuss mit einem tragbaren Player oder Auto.

compressed audio

Immer mehr Menschen nehmen mit Kompressionstechnologie auf. Es gibt jedoch viele Standards wie WMA, die von Microsoft empfohlen werden, sowie MP3, wenn es um Audiokomprimierung geht. Da sich außerdem die Tonqualität und die Komprimierungsrate jedes Standards in Abhängigkeit von der Bitrateneinstellung und dergleichen ändern, gibt es je nach Kombination des Standards und der Einstellung eine große Vielfalt von Komprimierungsverfahren.

Ich wollte also überprüfen, wie die Klangqualität und Dateigröße bei der Aufnahme mit welchem Standard und mit welchen Einstellungen wäre, und den Standard auswählen, der für meine Zwecke geeignet ist, also habe ich an dieser Umfrage teilgenommen. Aufgrund der Untersuchung der Ideen von Fans wurden jedoch die verwendete Software und Ausrüstung von denen abgedeckt, die frei erhältlich oder im Internet erhältlich sind, sodass das Ergebnis möglicherweise von der ursprünglichen Leistung abweicht. , aber es ist nur eine. Nehmen Sie es als Beispiel.
Da sich dieser Test auf die Tonqualität konzentriert, wird er nicht mit einer niedrigen Bitrate getestet, was die Tonqualität verschlechtert.

Schließlich habe ich bei der Durchführung dieser Umfrage auf viele Dokumente im Internet verwiesen. Wir möchten jeder Person (Einzelperson/Körperschaft) unseren Dank dafür aussprechen, dass sie es uns ermöglicht, Materialien, die mit beträchtlichem Aufwand recherchiert und erstellt wurden, aus ihrer jeweiligen Sichtweise zu überprüfen. Die Seiten, auf die ich hauptsächlich verwiesen habe, werden unten auf dieser Seite aufgeführt, daher empfehle ich denen, die sich diese Seite ansehen, auch einen Blick darauf zu werfen.

[Übersicht der Umfrage]
1. 1. Bestimmungsortstandards
Wie oben erwähnt, gibt es viele Audiokomprimierungsstandards, aber hier haben wir sie auf MP3, WMA, OGG und ATRAC beschränkt. Die Standards und Gründe für die Umfrage sind unten aufgeführt.

・MP3 (Moving Picture Experts Group 1 Audio Layer – 3)
Ich habe es gewählt, weil es wahrscheinlich der bekannteste und beliebteste Standard ist und es aus dem gleichen Grund viele kompatible Player gibt.

・WMA (Windows Media Audio) _ _
Es ist neben MP3 weithin bekannt. Seit kurzem ist es mit Autoradios und DVD-Playern kompatibel. Außerdem soll laut einer Theorie die gleiche Bitrate eine höhere Klangqualität und Komprimierung als MP3 haben, also habe ich mich dafür entschieden.

・OGG (Ogg-Vorbis)
Es ist Ihnen vielleicht noch nicht vertraut, aber obwohl MP3 eine Lizenz erfordert, nimmt die Zahl der kompatiblen Player allmählich zu, da es nicht lizenziert ist, aber eine hohe Klangqualität und hohe Komprimierung bietet. Da es (anscheinend) leistungsstark und lizenzfrei ist, ist es einfach, Encoder und Wiedergabesoftware zu entwickeln, daher haben wir es in der Erwartung ausgewählt, dass es sich in Zukunft verbreiten wird.

・ATRAC (Advanced TR Transform Acoustic Coding) _ _
Dieser Name ist Ihnen vielleicht nicht vertraut, aber Sie können den von MD übernommenen Standard verstehen. Viele Leute denken, dass MD die gleiche hohe Klangqualität wie CD hat, und da sie als Speichermedium für Musik weit verbreitet ist, wurde sie als Vergleichsreferenz herangezogen.

・ Grund, warum andere Standards nicht ins Visier genommen werden
Es gibt viele Komprimierungsstandards zusätzlich zu den oben genannten, aber es gibt nur wenige kompatible Software und Player, und in Anbetracht der Interaktion mit anderen (obwohl ich das nicht öffentlich sagen kann), urteilte ich, dass der Vergleich mit den drei oben genannten Typen angemessen ist. Darüber hinaus gibt es einen Standard namens OpenMG (ATRAC3), der von SONY usw. empfohlen wird, und es besteht keine Notwendigkeit, andere als SONY in mobilen Playern usw. zu übernehmen, aber es gibt immer noch wenige (begrenzte) unterstützte Player, und die Aufzeichnung ist fertig. mit Ausnahme von VAIO-Benutzern, da dies schwierig ist, wurde es vom Ziel ausgeschlossen.

2. 2. Erhebungsmethode
Die drei für die Befragung ausgewählten Tonarten wurden in verschiedene Bitraten der jeweiligen Standards umgewandelt, visuell mit den Originaltönen verglichen, angehört und bewertet. Außerdem habe ich Gerüchte gehört, dass, obwohl der Standard derselbe ist, es je nach Konvertierungssoftware Unterschiede gibt, also habe ich verschiedene Arten von Software (Encoder) verwendet. das Detail ist gleich unten.

Verstehen Sie, was Audiokomprimierung ist

Verstehen Sie, was Audiokomprimierung ist

Audio Compresion

Ein Containerformat ist ein Datenformat, das andere codierte Daten “kapselt”. Es enthält häufig “Metainformationen” zu den codierten Daten oder bietet die Möglichkeit, mehrere separate Streams codierter Daten oder ähnliches zu speichern.

Adio Compression

Die vom Codec erzeugte Codierung ist die eigentliche Essenz des Datenstroms.

Das häufigste Beispiel, an das ich denken kann, ist das Ogg / Vorbis-Format. Ogg ist das Containerformat und Vorbis ist die Codierung. Sie haben also eine Ogg-Datei und darin befinden sich diese kleinen Segmente, die codierte Daten enthalten. Jeder Block enthält einen Strom von Vorbis-codierten Daten und sonst nichts. Ein Würfel kann beispielsweise den Namen eines Künstlers und den Titel eines Songs enthalten.

Zurück zur Technologie:

Wenn Sie bereits verlustbehaftete Musik wie MP3 oder ogg / vorbis haben, nimmt die Konvertierung in ein verlustfreies Format nur (viel) Speicherplatz in Anspruch und verbessert die Audioqualität überhaupt nicht. Sie können keine Loyalität schaffen, wenn sie bereits verloren ist. Es sei denn, Sie schreiben eine Visual Basic-Benutzeroberfläche in einer beliebten TV-Show namens CSI, aber das ist Fantasie, nicht Realität.

Wenn Sie Musik in anderen verlustfreien Formaten haben und diese in FLAC konvertieren möchten, können Sie dies tun.

Seien Sie vorsichtig, wenn Sie den Begriff “WAV” verwenden. Wav muss nicht verlustfrei sein; Tatsächlich ist WAV nur ein Container für die verschiedenen möglichen Formate. In diesem Sinne ähnelt es AVI. Sie können verlustfreies WAV haben, wenn es sich nur um PCM-Rohdaten handelt, aber Sie können auch verlustbehaftete MPEG-1 Layer III-Daten in eine WAV-Datei einbetten.

Es ist möglich, Daten beim Konvertieren von einem verlustfreien Format in ein anderes zu verlieren, wenn Sie die Genauigkeit der Daten verringern. Wenn Sie beispielsweise einen vorzeichenlosen 16-Bit-PCM-Datenstrom mit 48000 Hz in 8-Bit-PCM-Daten mit 44100 Hz konvertieren, verlieren Sie auf zwei Arten an Genauigkeit: Samples werden von 48000 auf jeweils nur 44100 zusammengeführt. Zweitens (was zu Datenverlust führt), und die Daten müssen verschlüsselt werden, um die Informationen in nur 8 Bit anstatt in 16 Bit pro Abtastung zu passen, was die Qualität drastisch verschlechtert.

Jeder digitale Audiostream, selbst wenn er mit einem komprimierten Encoder (verlustbehaftet oder verlustfrei) codiert ist, verfügt über die folgenden Eigenschaften des Beispielformats, die wichtige Elemente sind, die die Eigenschaften des Streams beschreiben:

Ein Beispiel für Bitbreite und -tiefe, d. H. 8 Bit, 16 Bit usw. Bitbreiten und -tiefen unterscheiden sich geringfügig, und es gibt auch eine große Endian / Endian-Bytereihenfolge (die die Qualität nicht beeinflusst) und ein vorzeichenbehaftetes oder vorzeichenloses Vorzeichen (das ebenfalls keine Rolle spielt), das die Qualität beeinflusst, aber den Encoder / Decoder-Betrieb beeinflusst mit Daten). Der wichtigste Punkt, an den Sie sich erinnern sollten, ist “je mehr Bits desto besser”. 32-Bit ist also besser als 16-Bit usw.

Frequenz, auch als Abtastrate bekannt. Je mehr desto besser, denn pro Sekunde werden mehr „Samples“ abgespielt. Stellen Sie sich vor, Sie gleiten mit dem Finger über ein Kartenspiel und sehen, wie die Karten verschwimmen. Auf diese Weise entsteht im Wesentlichen digitaler Klang. Jedes Sample ist eine Karte. Wenn mehr Karten pro Sekunde fliegen, ist der Klang leiser. Zum Beispiel würden Sie wirklich bemerken, wenn Sie nur 5 Karten pro Sekunde umdrehen würden, aber alles wäre verschwommen, wenn Sie Tausende von Karten pro Sekunde umdrehen würden. Es ist also noch besser, weil es natürlicher und realitätsnaher ist, was analog und unendlich teilbar ist (bis zu Planck-Einheiten, aber dies ist umstritten und nicht thematisch).

Verlustfrei bedeutet einfach, dass Sie keine Daten verlieren, wenn Sie in der Ausgabe dasselbe oder ein besseres Beispielformat verwenden, das Sie in der Eingabe verwendet haben.

Wenn Sie also vom 16-Bit- zum 32-Bit-Beispielformat wechseln, gehen keine Daten verloren. Wenn Sie jedoch von 32 Bit auf 16 Bit wechseln, gehen Daten verloren.

Die Antwort auf Ihre Frage, ob die Verwendung von FLAC sinnvoll ist, hängt von den Originaldaten ab: Wenn Sie 64-Bit-WAV-Dateien haben, die ursprünglich in diesem Beispielformat mit 192.000 Hz (oder 192 kHz) aufgezeichnet wurden, und diese in das Format “konvertieren” Standard 16-Bit-FLAC mit 44,1 kHz, Sie verlieren eine Menge Daten. Wenn Ihre WAV-Datei jedoch 8-Bit mit 22100 Samples pro Sekunde ist und Sie sie in 16-Bit-FLAC mit 44100 Samples pro Sekunde konvertieren, verlieren Sie keine Daten. Sie können die Dateigröße sogar erhöhen, je nachdem, ob Sie eine verlustfreie Komprimierung oder ein kleineres Beispielformat erhalten.

Das Sample-Format wirkt sich auf den Speicherplatz aus, den die Datei belegt, sodass “größere” Bits und eine “schnellere” Samplerate mehr Speicherplatz beanspruchen.

Wenn es um praktische Überlegungen und menschliches Gehör geht, werden Sie es nicht bemerken, wenn Sie Originale von sehr hoher Qualität mit 44,1 kHz in 16-Bit-FLAC konvertieren. Sie werden jedoch keine Verbesserung bemerken, wenn Sie MP3 in FLAC konvertieren. Daher müssen Sie bewerten, in welchem Format Ihre Rohdaten vorliegen, bevor Sie entscheiden, was zu tun ist.

Verbesserte Effizienz digitaler Audiodatenkomprimierungsalgorithmen.

Verbesserte Effizienz digitaler Audiodatenkomprimierungsalgorithmen.

audio compression

Die Relevanz der Arbeit. Verfahren zum Codieren von Audiosignalen hoher Qualität (HS) sind in den letzten zehn Jahren im Bereich Rundfunk, digitale Tonaufzeichnung sowie Heim-Audio- und -Videogeräte sehr weit verbreitet. Es gibt sogar eine schnell wachsende neue Klasse von Unterhaltungselektronik: tragbare MP3-Player.

Audio Compression:

Es werden digitale Fernseh- und Radioübertragungsnetze entwickelt, die den Verbrauchern qualitativ hochwertige Bilder und Töne mit einem breiten Versorgungsbereich bieten. Die Popularität von Radio- und Fernsehsendungen über das Internet und Mobilfunknetze nimmt zu. All diese technologischen Innovationen sind dank der Verwendung hocheffizienter digitaler Video- und Audiodatenkomprimierungsalgorithmen wie MPEG-1 ISO / IEC 11172, MPEG-2 TSO / IEC wirtschaftlich rentabel und in einigen Fällen sogar technisch möglich geworden 13818, MPEG-4 ISO / IEC FCD 14496, ATSC Dolby AC-3. Gleichzeitig ist es aufgrund der wirtschaftlichen Vorteile der Verwendung dieser Algorithmen, die es ermöglichen, die Bandbreitenanforderungen der Übertragungskanäle oder die Kapazität der Informationsträger um eine Größenordnung zu verringern, mit einer gewissen Verringerung der zu kompensieren Tonqualität. In der Zeit der Dominanz digitaler Audio-CDs haben die Verbraucher von allen Tonwiedergabegeräten eine hohe Klangqualität gefordert. Die Bemühungen der Algorithmusentwickler zur Codierung von Audiosignalen waren immer darauf ausgerichtet, sicherzustellen, dass die Qualität des decodierten Audiomaterials nicht schlechter ist als die einer CD. Die Klangqualität ist häufig der entscheidende Faktor für den wirtschaftlichen Erfolg digitaler Rundfunkdienste oder digitaler Tonverteilungsdienste wie iTunes. Des Weiteren,

Es ist offensichtlich, dass das Problem der Verbesserung der Qualität der Audiocodierung heute eines der Hauptprobleme für die Tonaufzeichnungsindustrie, die Audioübertragungsindustrie und die Hersteller verschiedener Multimedia-Systeme ist.

Das Grundprinzip des Betriebs hocheffizienter Audiokodierungssysteme besteht darin, die Eigenschaften des menschlichen Hörsystems zu nutzen, hauptsächlich das Phänomen der Maskierung. Das Phänomen der psychoakustischen Maskierung beruht auf der biophysikalischen und neuronalen Verarbeitung von Schallsignalen durch das menschliche Hörsystem [173]. Gleichzeitig beeinflusst ein Teil der Schallinformationen die akustische Wahrnehmung des Schallsignals nicht, da Komponenten mit größerer Intensität vorhanden sind. Daher bilden die stärksten Komponenten des Audiosignals die sogenannten Maskierungsschwellen. Schallinformationen mit einem Signalenergieniveau unterhalb der Maskierungsschwelle werden vom auditorischen System nicht wahrgenommen. Bei der herkömmlichen digitalen Darstellung von Audiosignalen unter Verwendung von Pulscodemodulation (PCM) werden zeitabgetastete Abtastwerte des ursprünglichen Signals unter Verwendung einer bestimmten Anzahl von Bits im Codewort dargestellt. Die endliche Genauigkeit der Momentanwerte eines kontinuierlichen analogen Signals führt zu einem Fehler im Signal, dem sogenannten Quantisierungsrauschen. Die Idee, Audiosignale unter Beseitigung der psychoakustischen Redundanz zu codieren, besteht darin, die psychoakustische Analyse und den Quantisierungsmechanismus von Audiosignalen zu kombinieren [112]. In diesem Fall wird das digital codierte Signal so nahe wie möglich an der Zeit-Frequenz-Auflösung des menschlichen Hörsystems in eine Zeit-Frequenz-Darstellung umgewandelt. Die psychoakustische Analyse bestimmt die Maskierungsschwellen an jedem Punkt in der Zeit-Frequenz-Darstellung des codierten Signals, und der Quantisierer quantisiert das Signal mit der minimal möglichen Anzahl von Bits pro Abtastung neu, wobei das zunehmende Quantisierungsrauschen auftritt immer noch unter den Maskierungsschwellen. Somit kann eine kompakte Darstellung von Audiosignalen ohne subjektive Verschlechterung der Klangqualität erreicht werden. Es ist offensichtlich, dass die Effizienz und Qualität solcher Systeme hauptsächlich von der Präzision der psychoakustischen Analyse abhängt. Eine kompakte Darstellung von Audiosignalen kann ohne subjektive Verschlechterung der Klangqualität erreicht werden. Es ist offensichtlich, dass die Effizienz und Qualität solcher Systeme hauptsächlich von der Präzision der psychoakustischen Analyse abhängt. Eine kompakte Darstellung von Audiosignalen kann ohne subjektive Verschlechterung der Klangqualität erreicht werden. Es ist offensichtlich, dass die Effizienz und Qualität solcher Systeme hauptsächlich von der Präzision der psychoakustischen Analyse abhängt.