was ist digitaler Audioausgang – Page 11

Digitale Audiokodierung

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Digitale Audiokodierung

Digital audio encoding

Tatsächlich ist diese oder jene digitale Form der Darstellung von analogen Audiosignalen bereits ein Codierungsverfahren. – Eine Zahlenfolge, die ein analoges Audiosignal beschreibt, ist selbst ein digitaler Code.

Digitl Audio Encoding

Die Kodierung, über die wir jetzt sprechen werden, ist jedoch etwas anderes. Schauen wir uns nun die Methoden zum Codieren digitaler Audiosignale an.
Ein digitalisiertes Audiosignal “in seiner reinen Form” (zum Beispiel in Form einer der oben diskutierten PCM-Variationen) ist eine ziemlich genaue, aber nicht die kompakteste Art, das ursprüngliche analoge Signal aufzuzeichnen.

Urteile selbst. Um vollständige Informationen über das ursprüngliche analoge Signal im Frequenzbereich 0-20 kHz (im hörbaren Frequenzbereich) zu erhalten, muss das analoge Signal mit einer Frequenz von mindestens 40 kHz abgetastet werden. Der CD-DA-Standard (der Standard für die Aufzeichnung von Daten auf Audio-CDs, die allen bekannt sind) legt daher die folgenden Codierungsparameter fest: Aufzeichnung von zwei oder einem Kanal im PCM-Format mit einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz und einer Tiefe 16-Bit-Quantisierungsbits. Eine Stunde Musik in diesem Format benötigt ungefähr 600 MB (60 Minuten * 60 Sekunden * 2 Kanäle * 44100 Samples pro Sekunde * 2 Bytes pro Sample = ungefähr 605 MB). Wenn man bedenkt, dass beispielsweise die Musiksammlung eines gewöhnlichen Musikliebhabers 5000 Titel mit einer durchschnittlichen Länge von jeweils etwa 3 Minuten enthält, ist die Menge an Speicher, die erforderlich ist, um sie in ihrer ursprünglichen digitalen Form zu speichern, sehr beeindruckend. . Daher erfordert das Speichern relativ großer Mengen von Audiodaten, um eine ziemlich gute Klangqualität sicherzustellen, die Verwendung verschiedener “Tricks”, um die Daten zu komprimieren.

Im Allgemeinen können alle vorhandenen Methoden zum Codieren von Audioinformationen bedingt in nur zwei Typen unterteilt werden.

1. Verlustfreie Datenkomprimierung (“Verlustfreie Codierung”) ist eine Methode zum Codieren (Komprimieren) digitaler Audioinformationen, die eine hundertprozentige Wiederherstellung der Originaldaten aus dem komprimierten Stream ermöglicht (der Begriff “Daten”) Original “bedeutet hier die Originalform der digitalisierten Audiodaten). Diese Methode der Datenkomprimierung wird in Fällen verwendet, in denen eine hundertprozentige absolute Erhaltung der Qualität der ursprünglichen Audiodaten erforderlich ist. Die heute existierenden verlustfreien Komprimierungsalgorithmen können das Datenvolumen um 20-50% reduzieren und gleichzeitig eine 100% ige Wiederherstellung des ursprünglichen digitalen Materials aus den komprimierten Daten gewährleisten. Die Betriebsmechanismen solcher Codierer ähneln den Betriebsmechanismen allgemeiner Datenarchivierer wie ZIP oder RAR, sind jedoch gleichzeitig speziell für die Komprimierung von Audiodaten geeignet. Verlustfreie Codierung Es ist zwar ideal, um die Qualität von Audiomaterial zu erhalten, kann jedoch kein hohes Maß an Komprimierung bieten.

2. Es gibt eine andere modernere Form der Datenkomprimierung. Diese sogenannte verlustbehaftete Datenkomprimierung (engl. “Lossy Coding”) Der Zweck der Codierung besteht darin, mit allen Mitteln die höchste Datenkomprimierungsrate zu erzielen und gleichzeitig die Klangqualität auf einem akzeptablen Niveau zu halten. Die Idee hinter verlustbehafteter Codierung basiert auf zwei einfachen Überlegungen:

Die ursprünglichen digitalen Audiodaten sind redundant: Sie enthalten viele unnötige Informationen, die für das Ohr unbrauchbar sind und entfernt werden können, wodurch das Komprimierungsverhältnis erhöht wird.
Die Anforderungen an die Klangqualität von Audiomaterial können variieren und hängen von bestimmten Zwecken und Anwendungsbereichen ab.
Eine verlustbehaftete Codierung wird daher als “verlustbehaftet” bezeichnet, was zum Verlust einiger Audioinformationen führt. Eine solche Codierung führt dazu, dass das decodierte Signal bei seiner Wiedergabe ähnlich wie das Original klingt, in Wirklichkeit jedoch nicht mehr mit diesem identisch ist. Die meisten verlustbehafteten Codierungsmethoden beruhen auf der Verwendung psychoakustischer Eigenschaften des menschlichen Hörsystems sowie auf verschiedenen Tricks, die mit dem Resampling und Resampling des Signals verbunden sind. In der Frequenz analysiert der Encoder während des Komprimierungsprozesses die Audiodaten, um verschiedene Details des Sounds zu identifizieren, die ignoriert werden können. Verdeckte Frequenzen, unhörbare und unhörbare Klangdetails können für ein höheres Kompressionsverhältnis geopfert werden. Dort, wo nur die Verständlichkeit für den Ton wichtig ist (zum Beispiel bei der Telefonie, wo das Vorhandensein von Frequenzen über 4 kHz nicht erforderlich ist), werden die Audioinformationen im Codierungsprozess ernsthaft “vereinfacht”.

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Was sind verlustfreie, verlustfreie Musikformate?

Was sind verlustfreie, verlustfreie Musikformate?

Lossless Audio

Um den Umgang mit Bitraten zu vereinfachen, werde ich ein etwas vereinfachtes Verständnis der verlustbehafteten und verlustfreien Bitraten vermitteln.

lossless audio

Wenn wir uns den Sound in Form eines kaputten Diagramms vorstellen, dann werden in MP3- und OGG-Formaten (dies sind derzeit die Hauptformate von Lossy, wir werden den Rest hier nicht berücksichtigen, da sie ziemlich selten sind) von 128 bis 256 kbps die Enden des Sounds abgeschnitten (von dieses Diagramm). Bei der Bitrate von 320 kbit / s wird der Ton nicht abgeschnitten.

Was sind Bitraten?
Die Bitrate ist ein Indikator dafür, wie viele Informationen eine Sekunde Sound codiert. Je höher es ist, desto weniger Verzerrungen und desto näher ist die codierte Komposition am Original.

Verlustfrei – Verlustfrei. Dies bedeutet, dass verlustfreie (verlustfreie) Audioformate wie FLAC, APE und WAV sowie weniger bekannte CDs ohne Qualitätsverlust in digitale konvertieren können Nehmen Sie eine Disc aus Ihrer Sammlung, speichern Sie sie in WAV, codieren Sie WAV neu, z. B. in FLAC (oder APE), dann von FLAC (oder APE) in WAV und brennen Sie sie auf Disc, und Sie erhalten eine Disc, die absolut identisch mit Ihrer CD ist. Dies wirft die Frage auf: Warum nicht einfach das WAV-Format verwenden? Es ist ganz einfach: Verlustfreie Formate haben die gleiche Qualität wie WAV, benötigen jedoch weniger Platz. Dies ist ihr Vorteil. Es gibt einen Mythos, dass ein Analogon einer CD ein MP3 mit einer Bitrate von 320 kbit / s ist, aber dies ist nicht der Fall, nur ein verlustfreies Bild dieser CD ist übrigens ein Analogon einer CD, und Vinyl nicht es hat überhaupt Analoga. Die Bitrate des Vinylanalogons muss unendlich sein, da Schallplatten aus sogenannten Masterbändern hergestellt werden. Ein Masterband ist eine analoge Kopie eines in einem Studio gemischten Stücks.

Was sind WAV und APE?
Es ist ein verlustfreier Komprimierungsalgorithmus für WAV-Audiodateien, der üblicherweise zum Speichern von Musik verwendet wird, die von CDs (CD-DA) extrahiert wurde. Zuerst wird die ursprüngliche WAV-Datei von der CD-Audio entfernt (wenn eine Standard-Disc 80 Minuten lang vollständig mit Musik aufgenommen wurde, beträgt die Datei 700 MB), und dann wird sie in APE archiviert (Standarderweiterung für Dateien, die von Monkey’s Audio komprimiert wurden). . Ja, dies ist vergleichbar mit der Archivierung, da APE später entpackt und der ursprüngliche WAV erhalten werden kann, als ob er mit ZIP oder RAR archiviert worden wäre. Komprimieren Sie die APE des ursprünglichen WAV normalerweise 1,5 bis 2 Mal.

APE ist ein Format für Musikkenner, die sich oft für ganze Alben interessieren, nicht für einzelne Kompositionen. Musikdatenbanken wie freedb funktionieren auch mit Alben. Außerdem nimmt ein komprimiertes Album mit einer Datei etwas weniger Speicherplatz ein, als wenn jedes Lied getrennt wäre. Tatsächlich verbietet jedoch niemand das Speichern von Musik in APE pro Titel.

Viele Leute mögen APE nicht, weil sie mehr Zeit damit verbringen müssen, um es auf die Site (oder von der Site) oder auf den Disk Grabber hochzuladen. Sie argumentieren, dass die Größe groß ist und nur viele Probleme mit APE verursacht. Die Größe von APE kann zwei- oder viermal größer sein (je nach Art der Musik) als MP3. Aber für die Klangqualität muss man bezahlen (und meiner Meinung nach nicht sehr, ein toller Preis). Die zusätzliche halbe Stunde Pferderennen oder Graberra lohnt sich.

Die APE-Bitrate reicht von 700 kb / ps bis 1000 und mehr.

Was ist FLAC?
FLAC steht für Free Lossless Audio Codec (kostenloser verlustfreier Audio Codec). FLAC ist kostenlos, Open Source und plattformübergreifend. Die Komprimierungsverhältnisse von FLAC sind geringfügig niedriger als die von Monkey’s Audio, während die Codierungszeit (Komprimierungszeit) im FLAC-Format ungefähr der von Monkey’s Audio entspricht, die Decodierung (Dekomprimierung) jedoch viel schneller ist. FLAC ist im Osloer Netzwerk aufgrund seiner plattformübergreifenden Natur sehr beliebt: Es kann unter Windows, Linux, Unix und Mac OS X verwendet werden. Es gibt auch tragbare Mediaplayer, die das Abspielen von FLAC-Dateien unterstützen. Die Windows-Version des Codecs enthält Plugins für Winamp (Version 2.x / 5.x).

MP3
MP3 ist ein verlustbehaftetes Komprimierungsformat, dh verlustbehaftet. Es basiert auf der Annahme, dass das menschliche Ohr einige Frequenzen einfach nicht wahrnimmt und sie folglich während des Kompressionsprozesses entfernt werden, was das von der Zusammensetzung eingenommene Volumen erheblich reduzieren kann.

Der einzige Vorteil von MP3 ist die Größe und sonst nichts. Tatsache ist, dass beim Digitalisieren (Codieren, Komprimieren) einer Musikkomposition in MP3 Frequenzen verworfen werden, die nach Ansicht einiger Experten vom menschlichen Ohr nicht gehört werden können, sodass wir eine kleine Größe erhalten (etwa 70% weniger als die Quelle, abhängig von der Qualität der Bitrate und des Codecs).

Was Sie von digitalem Audio erwarten können

Was Sie von digitalem Audio erwarten können

digital audio

Vor einigen Jahren wurde das Wort “Multimedia” in das Computerlexikon aufgenommen, und in jüngerer Zeit wird der PC zunehmend als Home-Entertainment-Center verwendet. In beiden Fällen muss der Computer den Ton wiedergeben, der, wie Sie sich vorstellen können, nur in digitaler Form darauf vorhanden ist. Und wenn mit dem Aufkommen der ersten Transistortechnologie das Phänomen des “Transistorsounds” heftig diskutiert und mit Mythen und Legenden bedeckt wurde; Es wird jedoch oft angenommen, dass die Computersignalverarbeitung andererseits offensichtlich besser ist. Was ist digitales Audio und wie ist es dem analogen unterlegen oder überlegen?

Digital Audio

Aus menschlicher Sicht handelt es sich bei Schall um Luftschwingungen mit einer Frequenz von ungefähr 16 Hz bis 20 kHz. Eine Person nimmt die niedrigeren Frequenzen (mit ausreichender Amplitude) nicht als Schall, sondern als Schwingung wahr. Vorgesetzte werden überhaupt nicht gefangen genommen. Die Obergrenze des Frequenzbereichs hängt vom Alter ab: Bei kleinen Kindern erreicht sie 22 bis 24 kHz und nimmt mit der Zeit allmählich auf 8 bis 12 kHz ab. Daher kann das menschliche Ohr Signale mit einer sehr großen Bandbreite hören. Zum Vergleich: Das Auge kann Farbe nur in dem Bereich wahrnehmen, der die Frequenzänderung elektromagnetischer Schwingungen um weniger als das Zweifache abdeckt. Natürlich sind nicht alle Frequenzen gleich wichtig. Zum Beispiel ist ein Bereich von 500 bis 3500 Hz für die Sprachverständlichkeit ausreichend. Aber um Musik oder den Soundtrack eines Films zu hören, reicht dies nicht aus. Idealerweise sollte das Schallfeld im Hörbereich nicht vom Schallfeld im Aufnahmebereich zu unterscheiden sein. Das heißt, der gesamte Audiopfad vom Studiomikrofon zum Heimlautsprecher darf keine Verzerrungen verursachen, die innerhalb der Auflösung des menschlichen Höranalysators liegen.

Der Klang, den unsere Ohren beim Abspielen einer digitalen Aufnahme wahrnehmen, hat zuvor eine Reihe von Veränderungen erfahren:

1) elektromechanische Umwandlung von Luftschwingungen in ein elektrisches Signal;

2) Verstärkung und Verarbeitung eines analogen elektrischen Signals (Frequenzentzerrung, Hinzufügung von Hall usw.), Mischen;

3) Analog-Digital-Wandlung;

4) digitale Signalverarbeitung: Frequenzkorrektur, Mischen, Mastering usw.;

5) Speicherung oder Übertragung von digitalisiertem Ton;

6) digitale Signalverarbeitung: Frequenzkorrektur, Lautstärkeregelung, Überabtastung;

7) Digital-Analog-Wandlung;

8) Analoge Signalverarbeitung (Frequenzentzerrung, Mischen, Hinzufügen von Hall usw.);

9) Verstärkung des analogen Signals;

10) elektromechanische Umwandlung von elektrischen Stromschwingungen in Schallschwingungen.

Bei der Verarbeitung eines analogen Signals in einem Studio werden häufig Geräte mit analoger Schnittstelle und digitaler “Füllung” verwendet, sodass die Kette der Analog-Digital- und Digital-Analog-Konvertierungen viel länger sein kann.

Die ersten vier Stufen werden am häufigsten mit Studiogeräten durchgeführt, die eine unvergleichlich höhere Leistung als Heimgeräte aufweisen. Obwohl Verzerrungen unvermeidbar sind, gehen wir davon aus, dass sie im Vergleich zu Verzerrungen ähnlicher Art, die in den letzten fünf Phasen durch Haushaltsgeräte verursacht wurden, unbedeutend sind. Bei der Amateur-Audioaufnahme sollte in den frühen Stadien eine zusätzliche Verzerrung berücksichtigt werden, die im Folgenden beschrieben wird.

Die elektromechanische Umwandlung erfolgt normalerweise mit einem Studiomikrofon. Dieses Gerät erzeugt ein sehr schwaches Signal, das verstärkt werden muss und außerdem extrem anfällig für mechanische Beanspruchungen ist. Selbst unter idealen Bedingungen, beispielsweise in einem Konzertsaal, kann akustisches Rauschen dazu führen, dass der Dynamikbereich der abgespielten Musik unter dem maximalen Dynamikbereich einer 16-Bit-Soundpräsentation liegt.

Ein von mehreren Mikrofonen aufgezeichnetes Signal wird unweigerlich verarbeitet: Die erforderlichen Lautstärkepegel der verschiedenen Kanäle werden ausgewählt, das Rauschen wird mit Filtern usw. reduziert. Auch der Dynamikbereich des Signals wird im Allgemeinen komprimiert. Die letzte Operation führt zu einer signifikanten Erhöhung des Geräuschpegels, aber ohne sie würde die Aufnahme auf mittelständischen Verbrauchergeräten unbefriedigend klingen, vor allem zu leise.

Die durch den Schallweg verursachten Verzerrungen haben eine unterschiedliche physikalische Natur und sehr unterschiedliche Erscheinungsformen, können jedoch in drei große Gruppen unterteilt werden.

MP3- und Audio-Digitalisierung.

MP3- und Audio-Digitalisi
erung.

Die ganze Menschheit hat sich an alltägliche Dinge wie das Aufnehmen und Wiedergeben von Ton gewöhnt, sei es ein Diktiergerät, ein Anrufbeantworter oder Musikaufnahmen ihrer Lieblingskünstler. Und Menschen, die die meiste Zeit in der Nähe des Computers verbringen, können sich ein Leben ohne Ton wahrscheinlich nicht vorstellen. Dieser Artikel konzentriert sich auf ein allgemeines Codierungsformat wie MP3.

Nun, Thomas Alva Edison begann mit der Aufnahme, als er die Worte “Mary hatte ein Lamm” auf seiner “Talking Machine” rief. Die “sprechende Maschine” war das weltweit erste Gerät, das Ton aufzeichnete und wiedergab: ein Phonograph, der einen Soundtrack mechanisch auf einer Wachswalze aufzeichnete. Zu dieser Zeit war dies sicherlich ein großer Fortschritt, wie zu dieser Zeit, und dies war im Jahr 1877, als niemand auf die Idee kam, etwas Ähnliches zu schaffen.

Der größte Nachteil dieses Tonträgers war jedoch die Fragilität der Aufnahme. Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie lernten die Menschen, Ton nicht nur mechanisch wie Edison, sondern auch elektromechanisch und fotoelektrisch aufzunehmen, und mit dem Aufkommen von Computern wurde es möglich, Ton in digitaler Form aufzunehmen. Der Hauptvorteil dieser Aufnahmemethode ist die Beibehaltung der Klangqualität, unabhängig davon, wie oft sie abgespielt oder neu geschrieben wurde. Da digitale Informationen auf einem Computer verarbeitet werden können, eröffnete sich eine Vielzahl von Möglichkeiten für die Arbeit mit Ton. . Da die Aufnahme einer Komposition in der frühen Phase der Entwicklung des digitalen Klangs viel Speicherplatz kostete und magnetische Medien nur eine geringe Kapazität hatten, begannen Softwareentwickler, diese Tatsache zu verblüffen. wie man viel Musik auf eine kleine Festplatte legt. Dies führte zum Erscheinen verschiedener Programme – Kompressoren, die die Größe der Audiodatei reduzierten. Komprimierungsalgorithmen ermöglichten das Entfernen bestimmter Frequenzen, was zu einem Verlust der Klangqualität führte, und dann stand der Benutzer vor der Wahl, Geld für den Kauf zusätzlicher Megabyte und das Speichern unkomprimierter Musikdateien auszugeben oder Geld zu sparen. und Kompressoren verwenden.

Lassen Sie uns zunächst herausfinden, was “Klang” im wirklichen Leben ist. Die Übertragung von Informationen aus der Ferne mit akustischen Schwingungen ist nur aufgrund der Eigenschaften der akustischen Umgebung möglich, in der dieselben Schallschwingungen auftreten. Sie sind aufgrund des Vorhandenseins elastischer Bindungen zwischen Partikeln im leitenden Medium möglich. Die Schallquelle erzeugt einen Druckbereich durch Komprimieren von Luftmolekülen. Diese Moleküle übertragen ihre Energie auf andere in der Nähe und diese wiederum auf andere usw., was dazu führt, dass Bereiche mit erhöhtem und verringertem Druck im Verhältnis zum Umgebungsdruck auftreten. Dies erzeugt eine Schallwelle, die von Natur aus kontinuierlich ist. Einer der Parameter der Welle ist die Amplitude. Nehmen wir ein einfaches Beispiel: eine Gitarrensaite. Jeder weiß, dass es zur Erhöhung der Lautstärke des Klangs erforderlich ist, die Saite mit mehr Kraft zu ziehen, wodurch die Schwingungsamplitude erhöht wird, was zu einer Erhöhung der Druckabweichung führt. Eine Welle reicht jedoch nicht aus, um einen Schall zu übertragen, der vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden kann. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Schwingungsfrequenz, dh die Frequenz, mit der die Schallquelle eine Druckänderung erzeugt, und diese Frequenz bestimmt die Tonhöhe des übertragenen Schalls. Um die Tonhöhe einer Gitarre zu ändern, müssen Sie die Saite an einem bestimmten Bund gedrückt halten, dh die Länge der Saite und folglich die Frequenz ihrer Vibrationen ändern. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Schwingungsfrequenz, dh die Frequenz, mit der die Schallquelle eine Druckänderung erzeugt, und diese Frequenz bestimmt die Tonhöhe des übertragenen Schalls. Um die Tonhöhe einer Gitarre zu ändern, müssen Sie die Saite an einem bestimmten Bund gedrückt halten, dh die Länge der Saite und folglich die Frequenz ihrer Vibrationen ändern. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Schwingungsfrequenz, dh die Frequenz, mit der die Schallquelle eine Druckänderung erzeugt, und diese Frequenz bestimmt die Tonhöhe des übertragenen Schalls. Um die Tonhöhe einer Gitarre zu ändern, müssen Sie die Saite an einem bestimmten Bund gedrückt halten, dh die Länge der Saite und folglich die Frequenz ihrer Vibrationen ändern.

Nachdem wir die Natur des Klangs ein wenig verstanden haben, wechseln wir von analog zu digital. Um “natürlichen” Klang zu digitalisieren, müssen Sie ihn zuerst in ein analoges elektrisches Signal umwandeln. In diesem Fall ist das Analogon der Amplitude der Schallwelle die Amplitude der Spannungsänderung. Wie oben erwähnt, sind die Welle und das analoge elektrische Signal kontinuierliche Funktionen, aber für die Digitalisierung müssen sie in diskreter Form dargestellt werden. Hierzu wird ein ADC (Analog-Digital-Wandler) verwendet, der die kontinuierliche Welle in Abschnitte zerlegt (Sample) und die Amplitude der Welle in diesen Abschnitten als Zahl darstellt, dh quantifiziert. Es ist klar, dass für eine größere Präzision und Reinheit des Klangs die Anzahl der Samples gegen unendlich tendieren und ihre Größe gegen Null gehen muss. Die Anzahl der Abtastungen pro Sekunde wird als Abtastrate oder Abtastrate bezeichnet und in Hz gemessen. Es stellt sich die Frage, welche Abtastrate beim Digitalisieren verwendet werden soll, damit das Ergebnis am natürlichsten ist. Es ist theoretisch bekannt, dass für die genaueste Rekonstruktion eines kontinuierlichen analogen Signals aus diskreten Werten eine Abtastfrequenz verwendet werden muss, die mindestens doppelt so hoch ist wie die Schallfrequenz (Satz von Nyquist). Es ist bekannt, dass das menschliche Ohr Geräusche mit einer Frequenz von 18 bis 20.000 Hz wahrnehmen kann. Daher beträgt die optimale Abtastfrequenz 40 kHz oder mehr. Die häufigsten Abtastfrequenzen sind 44,1 kHz, 48 kHz. Aufgrund der Tatsache, dass Harmonische über 20 kHz auch den Gesamtklang beeinflussen, werden auch Encoder mit Abtastraten von 96 und 192 kHz verwendet. Die Klangqualität hängt auch von der Anzahl der Stellen ab, die zur Aufzeichnung der gemessenen Amplitude verwendet werden. Der Quantisierungsfehler ist umgekehrt proportional zur Bitbreite. Daher wird bei einer 8-Bit-Quantisierung der Schallpegel unter Verwendung von Zahlen im Bereich [-128; 128] mit 16 Bits von [-32768; 32768]. Bei der Aufnahme von Audio-CDs wird beispielsweise eine exakte 16-Bit-Quantisierung verwendet, damit sie eine hohe Klangqualität aufweisen.

Lassen Sie uns eine mittlere Schlussfolgerung ziehen: Der ADC wandelt das analoge Signal in Zahlen um und schreibt sie als Sequenz. Dann kommt Wave, ein Soundformat. Beachten Sie, dass Audio-CDs Ton im gleichen Format aufnehmen. Diese Speichermethode ist jedoch nicht wirtschaftlich. Viele Leute bevorzugen wahrscheinlich eine MP3-Disc, die mehr als 200 Songs enthalten kann, als eine normale CD. Dazu wird die Wave-Datei auf Kosten der Qualität komprimiert. Seien Sie jedoch nicht beunruhigt, da das menschliche Ohr den Verlust der Klangqualität nach der Komprimierung praktisch nicht erkennen kann. Lassen Sie mich jetzt erklären. Alles begann, als die Internationale Organisation für Normung (ISO) Ende der 1980er Jahre die Expertengruppe Moving Pictrures gründete, deren Aufgabe es war, einen internationalen Standard für die Darstellung digitaler Video- und Audiodaten zu entwickeln. Das Ergebnis der Arbeit der Gruppe ist das MPEG-1 Layer 3-Format, kurz MP3, das Audiodaten praktisch ohne Qualitätsverlust um 1/12 komprimiert. Der Audiokomprimierungsalgorithmus in diesem Format basiert auf den psychoakustischen Eigenschaften des menschlichen Hörorgans, und daher hat die Entfernung von Elementen, die vom Ohr nicht wahrgenommen werden, keinen Einfluss auf die spürbare Qualitätsverschlechterung. Angenommen, es befinden sich viele Personen im Raum, die alle lautstark miteinander sprechen. Wenn Sie versuchen, eine Person anzurufen, die nur wenige Meter von Ihnen entfernt ist, ohne Ihre Stimme zu erheben, erwarten Sie nicht, dass sie Ihren Anruf entgegennimmt. , da es Sie aufgrund des erzeugten Geräusches nicht hört. Dies liegt daran, dass Klänge derselben Frequenz mit höherer Amplitude andere Frequenzen mit niedrigerer Amplitude maskieren. Dieser unglückliche Effekt wird jedoch gerne zum Komprimieren von digitalisiertem Audio verwendet. Der Wellenstrom enthält alle Toninformationen, auch maskiert, die für das Ohr nicht hörbar sind. Nach der Komprimierung werden diese Informationen jedoch entfernt, wodurch die Dateigröße verringert wird. Ein weiteres wichtiges Merkmal des zur Kompression verwendeten menschlichen Hörorgans ist die Trägheit. Das Ohr ist, um es vulgär auszudrücken, ein Trägheitsgerät, daher kann eine Person an der Grenze des Unterschieds des Schallpegels vom höchsten zum niedrigsten für eine bestimmte Zeit (~ 100 ms) keinen Schall mit niedrigerer Amplitude hören Daher wird der Ton in diesem Zeitraum möglicherweise nicht gespeichert. Es ist auch möglich, den Schall, der über der Empfindlichkeitsschwelle liegt, nicht zu speichern, dh dessen Schallpegel unter einem bestimmten Wert liegt und daher für eine Person unhörbar ist. Eine weitere interessante Eigenschaft, die zum Codieren verwendet wird (jedoch nicht von ”

Zusammen führt dies zu erheblichen Einsparungen beim von der Audiodatei belegten Speicherplatz. Eine durchschnittliche Musikdatei, die 30-40 MB in “voller” Form belegt, belegt nach dem Codieren in MP3 bereits 3-4 MB, sodass Sie mehr als 11 Stunden Musik auf einer Disc aufnehmen können. Dies ist jedoch nicht die Grenze. Im Jahr 2001 hatte das MP3-Format einen Nachfolger: das MP3Pro-Format. Schöpfer sind Thomson Multimedia und das Fraunhofer-Institut in Deutschland. Eine Besonderheit des neuen verbesserten Formats ist, dass die Dateien im neuen Format bei gleicher Qualität im Vergleich zu normalen MP3s doppelt so viel Speicherplatz beanspruchen. Beispielsweise hat eine MP3Pro-Datei mit einer Klangqualität von 128 kbit / s dieselbe Größe wie eine MP3-Datei mit 64 kbit / s. Ein weiterer Vorteil ist

Mal sehen, wie dies erreicht wird. Das Funktionsprinzip des MP3Pro-Formats ist recht einfach. Beim Codieren wird der Audiostream in zwei Teile unterteilt, zwei Streams. Das erste ist das niederfrequente, das im üblichen MP3-Format codiert ist, wodurch die Formate übrigens abwärtskompatibel werden, da normale Player nur diesen Teil der Datei abspielen. Der zweite Stream ist eine Hochfrequenz, die in dem Teil des MP3-Streams codiert ist, den ältere Player ignorieren. Der neue Decoder kombiniert diese beiden Streams und führt zu einem vollen Klang über das gesamte Frequenzband.
In Bezug auf die Förderung des neuen Formats auf dem Markt hat MP3Pro im Vergleich zu seinem älteren Bruder keine so breite Verbreitung erhalten. Thomson Multimedia bietet eine kostenlose Version des MP3Pro Player / Encoder zum Download von seiner Website an. Die Einschränkungen dieser Version bestehen darin, dass nur 64 kbit / s für die Codierung verfügbar sind. WinAmp-Liebhaber haben ein Plugin zum Abspielen von MP3Pro-Dateien

Natürlich konvergierte das Licht nicht bei MP3, es gibt andere digitale Codierungsformate, aber trotzdem ist es immer noch das beliebteste.