Wählen Sie das beste Format zum Komprimieren von Audiodaten: MP3, AAC oder WavPack?
Wählen Sie das beste Format zum Komprimieren von Audiodaten: MP3, AAC oder WavPack?
Wenn nicht verlustfrei, dann eine Katze? MP3, AAC, was noch? Zuvor haben wir bereits mehrmals Musikkomprimierungsalgorithmen untersucht. Es ist an der Zeit, die wertvollsten zu vergleichen.
Freundlicherweise müssten Sie verlustbehaftete Codecs ganz aufgeben, aber es ist immer interessant, die Grenze zu ziehen, an der aus Quantität Qualität wird. Auch ein verlustbehafteter Codec kann Sie mit etwas überraschen, wie Sie sehen werden. In diesem Test wurde beschlossen, nicht mit verschiedenen VBR-Modi herumzuspielen, sondern sofort bei der maximalen Bitrate mit einem konstanten Wert von 320 kb / s anzuhalten. Wenn Sie heute mit moderner Laptop-Kapazität zusätzliche 10 MB für die Albumkapazität verlangen, besteht die Gefahr, dass Sie an Qualität verlieren? Wofür? Selbst bei älteren Codecs sorgt der 320-kb / s-Stream im Allgemeinen dafür, dass keine charakteristischen Artefakte mit unangenehmen Jingles auftreten. Der erste Teil der Überprüfung befasst sich mit dem Vergleich des Wachstums von Artefakten mithilfe der RMAA-Software. Im zweiten Teil wird die subjektive Erfahrung des Hörers in realen Tonträgern dargestellt.
Vergleichender Frequenzgang von drei verlustbehafteten Formaten relativ zum ursprünglichen WAV
Wenn das iPad Mini das letzte Mal als Tonquelle verwendet wurde, um die Genauigkeit zu verbessern, nehmen wir jeglichen Eiseneinfluss aus den Klammern, und dann wird die gesamte Verzerrungsanalyse ausschließlich im digitalen Bereich ohne Konvertierung in durchgeführt analog, da RMAA eine solche Möglichkeit bietet. Dazu generieren wir ein Testmuster in WAV in RMAA und behandeln es dann einzeln in verschiedenen verlustbehafteten Codecs. Dann werden wir WAV von ihnen erneut konvertieren, damit das Programm die Datei “erkennen” und Abweichungen von der ursprünglichen Vorlage auswerten kann. Schauen wir uns nun an, wie hohe Frequenzen geschnitten werden und die Verzerrung zunimmt, wodurch der Klang eine unangenehme Farbe erhält. Übrigens wird es nicht so viele geben. Im Allgemeinen ist es bei einer Bitrate von 320 kb / s nicht so einfach, etwas Schädliches am Ohr zu erkennen. Es geht nicht einmal um Artefakte, aber vielleicht ein bisschen “langweilig” des Klangs im Vergleich zum Original. Das Phonogramm scheint etwas zu verblassen, es verliert seine Beweglichkeit aufgrund der Veränderung transienter Prozesse nach der psychoakustischen Verarbeitung. Es wird jedoch nicht immer möglich sein, diesen Unterschied eindeutig aufzuzeichnen, sondern hängt von der jeweiligen Spur ab.
MP3: Avalanche Distortion Beginnen wir mit dem beliebtesten Format. MP3 ist ein Monster des Fraunhofer-Instituts, das die Erde übernommen hat. Aus diesem Grund denkt heutzutage niemand daran, reines WAV für die Tonaufnahme zu verwenden. Selbst wenn sie das entstellte YouTube-Audio herausreißen, rippen sie es immer noch zurück in MP3 und sogar mit einer obszönen Bitrate von 128 KBit / s. Wir werden das nicht tun, und für den Test werden wir die aktuellste Version des LAME 3.100-Encoders mit einer verrückten Voreinstellung und einer Bitrate von 320 kb / s verwenden. In der ersten Abbildung wurde gesehen, dass das Spektrum in MP3 Schwingungen in erwartet den HF-Bereich und filtern schließlich in die 20-kHz-Grenze. Dies ist natürlich die Grenze des synthetischen Tests; in einem echten Musiksignal wird es wahrscheinlich noch niedriger sein. Die Größe des Dynamikbereichs in der MP3-Datei hat sich im Vergleich zum Original nicht geändert. Jene. Der LAME 3.100-Encoder mit 320 kb / s fügt der Aufnahme kein Rauschen hinzu.
1 kHz Wellenformverzerrung bei Codierung in MP3 im Vergleich zum ursprünglichen WAV
Die Umwandlung eines einzelnen 1-kHz-Signals in MP3 zeigte das Auftreten vieler kleiner harmonischer Verzerrungen. Und obwohl ihre Beteiligung formal gering ist (0,0009%), dh eineinhalb bis zwei Mal weniger als im Auspuff eines guten DAC: Im dynamischen Spektrum eines echten Tonträgers wird ihre Zahl in einer Lawine und in einer Lawine zunehmen eine unvorhersehbare Reihenfolge. Darüber hinaus weist die “Verdickung” der Basis der Meerenge bei der ursprünglichen 1-kHz-Spitze auf bestimmte Probleme hin, die mit parasitären Schwingungen verschmutzen. Diese Eigenschaft wird durch die 100-Hz-Rechteckwelle nach der Konvertierung in MP3 deutlich. Wie Sie sehen können, verliert der Umriss seine Definition entlang der horizontalen Achse. All dies wirkt sich letztendlich negativ auf die Hörermüdung beim Hören von MP3s aus, leider sogar auf die höchsten Bitraten.
100 Hz “Rechteck” Welle nach Konvertierung in MP3 (oben) und AAC (unten)
AAC: Erhöhen Sie das Rauschen, aber halten Sie es sauber. Eine genauere Methode funktioniert mit dem AAS-Algorithmus, der von Apple und nicht nur von Apple aktiv verwendet wird. Digitale TV-Sender arbeiten mit diesem Audio-Codec, und außerdem ist AAC im MPEG-4-Containerpaket enthalten. Die Rechteckwelle nach der Konvertierung in AAC behält ihre Form bei, obwohl auch Basisverzerrungen und -verzerrungen aufgetreten sind. Oberschwingungen um den 1-kHz-Peak, wenn auch weniger auffällig als MP3. Gleichzeitig zeigt AAC einen um 1 dB höheren gemessenen Geräuschpegel. Was bedeutet das: Zwischenaufnahme auf Kassette oder was? Nein, der AAC-Algorithmus verwendet wahrscheinlich so etwas wie Rauschformung, eine großartige Erfindung, mit der Sie Quantisierungsfehler beim Mischen eines pseudozufälligen Rauschsignals reduzieren können. Auch hier geht es nicht nur darum, die Verzerrung unter dem Grundrauschen zu übertönen, sondern auch um eine ausgefeiltere Mathematik. Zur Veranschaulichung betrachten wir die Artefakte rund um den sogenannten 11,025-kHz-Jitter-Test. Warum diese bestimmte Frequenz? Weil die Mehrfachharmonische dieses Peaks genau auf die Obergrenze des digitalen Stromspektrums von 44 kHz fällt und der Rest außerhalb davon liegt. Kleine Störspitzen, insbesondere solche, die bezüglich der Tonhöhe symmetrisch sind (Modulationsprodukte, “Seitenbänder”) – das sind die Körner des Jitters.
Jitter-Teststabilität von AAC (oben) und MP3 (unten)
Wie Sie sehen können, sparte Fool-MP3 einen niedrigen Rauschpegel, erzeugte jedoch mehr Hochfrequenzschwankungen (die für das Ohr deutlicher erkennbar sind), und AAC erhöhte das Rauschen ein wenig, vermied jedoch Unordnung im Rest des Spektrums. Der WavPack-Encoder macht jedoch noch größere Tricks mit der Rauschformung.
WavPack: Frequenz beibehalten, Bitbreite ändern Im Allgemeinen gehört die heutige WavPack-Encoder-Mathematik zu den flexibelsten und coolsten Protokollen für Audio-Enthusiasten, wenn Sie sofort und sehr kurz kommen. Im Gegensatz zu FLAC kann es 32-Bit-Berechnungen unterstützen (ich habe es empfohlen, um verlustfreie Vinyl-Rips zu erstellen). Darüber hinaus können Sie in WavPack sogar eine DSD-Datei verpacken, ohne sie in PCM zu konvertieren. In diesem Fall ist die Dateigröße viel kleiner als die ursprüngliche dsf. Aber wir werden ein anderes Mal über verlustfreies WavPack sprechen, aber im Moment werden wir das einzigartige Prinzip betrachten, wie der WavPack-Codec mit Verlust funktioniert. In einem meiner Reviews habe ich gezeigt, dass es in mehreren Fällen sinnvoll ist, die Abtastrate nicht zu reduzieren, wenn verlustbehaftet komprimiert wird , aber direkt die Bittiefe des Signals (dh unter 24 oder 16 Bit), wobei das Dithering sorgfältig gemischt wird (dh ein spezielles Rauschprofil zur Reduzierung von Quantisierungsfehlern). WavPack ging genau auf diese herrliche Weise vor, ohne Diskretion und Frequenz im Allgemeinen zu berühren, sondern die Bittiefe zu ändern, die jetzt ein dynamischer Wert ist und den Lautstärkepegel des Signals beschreibt. Ein bisschen wie das DSD-Prinzip, richtig? Es ist bemerkenswert, dass Sie bei der Konvertierung in ein verlustbehaftetes WavPack auch eine parallele “Korrektur” -Datei speichern können, mit der das Original bis zum letzten Bit vollständig wiederhergestellt werden kann. Es ist wahr, dass es in diesem Fall nicht funktioniert, um Speicherplatz zu sparen, da die Größe des Paares immer noch ohne Verlust dem Original entspricht. Die Funktionalität des Protokolls ist jedoch immer noch beeindruckend. Die Bitrate unserer Testdatei wurde auf 320 kb / s eingestellt, um sie mit dem Maximum unserer MP3- und AAC-Dateien zu vergleichen. Theoretisch kann sie in WavPack sogar noch höher eingestellt werden.e