Tag: welche Abtastrate

Grundlagen der digitalen Klangtheorie Teil 4

Mit dem MP3-Algorithmus können Sie den Sound 20 bis 30 Mal komprimieren und dabei eine gute Qualität beibehalten.

Es wird angenommen, dass die volle Qualität der CD bei einer Bitrate von ungefähr 160 Kbit / s erhalten bleibt (die Konzepte “Abtastrate” und “Abtastbittiefe” gelten nicht für MP3-Dateien). In den meisten Fällen ist jedoch viel mehr komprimiertes Audio durchaus akzeptabel. Daher wird in Flash-Animationen normalerweise die MP3-Komprimierung verwendet, die eine Bitrate in der Größenordnung von 16 bis 32 Kbit / s ergibt. Der Flash-Player unterstützt einen Bereich von Bitraten zwischen 16 und 160 Kbit / s. Sie müssen auswählen am besten geeignet, basierend auf den Anforderungen an Filmgröße und Tonqualität. Es lohnt sich oft, die MP3-Datei in der Qualität zu belassen, in der sie importiert wurde (daher ist die Einstellung Importierte MP3-Qualität verwenden standardmäßig aktiviert). Wenn sich die Qualität ändert, sollte die Änderung in Richtung einer abnehmenden, aber nicht zunehmenden Qualität erfolgen.

Wenn der Sound in einem externen Editor verarbeitet wird, können Sie berücksichtigen, dass der Flash Player nicht nur den MP3-Algorithmus unterstützt, der Teil des MPEG1 Layer 3-Standards ist, sondern auch neuere Algorithmen (MPEG2 und MPEG2.5). Diese bieten eine bessere Klangqualität bei geringer Bittiefe. Darüber hinaus unterstützt der Player die MP3-Codierung mit konstanter und variabler Bittiefe (im letzteren Fall wird das beste Komprimierungsverhältnis erreicht).

Das MP3-Format ist optimal für vorschnelle Projekte. Daher wird es in der Praxis praktisch nur verwendet. Darüber hinaus können MP3-Dateien dynamisch geladen werden und verfügen über sehr nützliche ID3-Tags mit Informationen zu diesem Sound.

• Nellymoser. Ein relativ neuer Komprimierungsalgorithmus, der von Nellymoser Inc. entwickelt wurde. Er wurde entwickelt, um die menschliche Sprache zu komprimieren. Seine Hauptidee ist, dass eine menschliche Stimme Schwingungen mit Frequenzen in einem ziemlich engen Bereich enthalten kann. Die oberen und unteren Komponenten können verworfen werden. Oberschwingungen mit sehr geringer Amplitude werden ebenfalls eliminiert. Das Ergebnis ist eine Komprimierung, die mit der MP3-Komprimierung vergleichbar ist, aber die Klangqualität ist höher. Weitere Informationen zum Nellymoser-Algorithmus finden Sie auf der Entwickler-Website http://www.nellymoser.com/.

Der Nellymoser-Algorithmus-Codec ist nur in Flash MX im Player enthalten.

In der Flash-IDE wird die Nellymoser-Komprimierung als Sprache bezeichnet. Sie können das Qualitäts- / Größenverhältnis bei Verwendung der Nellymoser-Komprimierung anpassen, indem Sie die Abtastrate ändern.

Sie können auch unkomprimiertes Audio in Ihren SWF-Film aufnehmen. In der Entwicklungsumgebung wird dieser Modus als Raw bezeichnet. In diesem Fall können Sie die Bittiefe und die Abtastrate ändern. Theoretisch können Sie unkomprimiertes Audio verwenden, wenn die Tonqualität wesentlich wichtiger als die Filmgröße ist (oder noch weniger wahrscheinlich, wenn Sie Rechenressourcen sparen müssen). In der Praxis ist es jedoch besser, die MP3-Komprimierung mit einer hohen Bitrate (mehr als 120 Kbit / s) zu verwenden.

Speicherformate
Es gibt einige Audioformate. Standardmäßig können Sie mit Flash nur zwei davon importieren.

• WAV. Das Hauptformat zum Speichern von nicht komprimiertem Audio auf der Windows-Plattform. Unterstützt Mono- und Stereo-Audio, verschiedene Samples und Bittiefen. Normalerweise ist es WAV, wo das analoge Signal digitalisiert wird, und nur dann wird einer der Komprimierungsalgorithmen angewendet. WAV-Dateien sind extrem groß, weshalb dieses Format erheblich durch MP3 ersetzt wurde. WAV ist jedoch immer noch das Hauptformat für professionelle Soundeditoren wie SoundForge.

• MP3. Audioformat unter Verwendung des oben beschriebenen Komprimierungsalgorithmus. Das Hauptformat bei Flash, da es eine gute Klangqualität und eine kleine Dateigröße perfekt kombiniert. Außerdem können Audiodateien in diesem Format im Gegensatz zu WAV-Dateien mithilfe der loadSound () -Methode der Sound-Klasse dynamisch in einen Film geladen werden.

Wenn Sie QuickTime 4 oder höher installiert haben, können Sie zusätzlich Dateien in den Formaten AIFF, QuickTime und Sun AU importieren.

Grundlagen der digitalen Klangtheorie Teil 3

Komprimierungsalgorithmen

Versuchen wir zu berechnen, wie viel Speicherplatz eine durchschnittliche digitalisierte Musikkomposition in CD-Qualität belegt. Offensichtlich ist es dafür notwendig, die Formel t KBF-Größe ⋅ ⋅ ⋅ = zu verwenden, wobei F die Abtastfrequenz ist, B die Abtastkapazität ist, K die Anzahl der Strings ist, t die Zeit ist.

Unter der Annahme von 44,1 kHz Kräuter, B = 2 Bytes, K = 2 Kanälen und t = 300 Sekunden erhalten wir, dass der digitalisierte Song ungefähr 50 MB belegt.

Dies bedeutet, dass nur etwa 10 unkomprimierte Songs auf CD gebrannt werden können. Da jede Sekunde digitalisierten Tons in CD-Qualität fast 200 KB belegt, ist die Verwendung dieses Tons in Telefonie, Radio oder Internet sehr problematisch. Selbst wenn Sie den Ton als einen einzelnen Kanal mit einer Abtastrate von 11,05 kHz und einer Bittiefe von 8 Bit digitalisieren, belegt jede Sekunde 11 KB.

Für gewöhnliche Telefonnetzwerke ist dies zu viel, als dass Ton in einem kontinuierlichen Strom übertragen werden könnte. Ein Problem tritt auf: Irgendwie ist es notwendig, die Größe der Sounddateien zu reduzieren.

Es wird sehr effektiv durch die Verwendung verschiedener Komprimierungsalgorithmen gelöst.
Flash Player unterstützt die folgenden Komprimierungsarten.

• ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation – Adaptive Difference Pulse Code Modulation). Diese Art der Komprimierung basiert auf zwei Ideen. Zunächst wurde festgestellt, dass bei der überwiegenden Mehrheit der von uns wahrgenommenen Geräusche langsam wechselnde Niederfrequenzkomponenten vorherrschen. Daraus folgt, dass der Unterschied zwischen benachbarten Proben oft gering ist (oder vielmehr deutlich geringer ist als der absolute Wert der Proben selbst).

Dies bedeutet, dass das digitalisierte Audiosignal nicht durch die Abtastwerte selbst dargestellt werden kann, sondern durch die Unterschiede zwischen ihnen, die kleiner sind und daher weniger Bits zur Beschreibung benötigen. Zweitens erfolgt die Codierung der Differenz zwischen benachbarten Proben unter Berücksichtigung der Größe der Amplituden- und Frequenzzusammensetzung, da das menschliche Ohr Empfindlichkeitsgrenzen aufweist (die sogenannte Anpassung).

Der ADPCM-Algorithmus wird in der IP-Telefonie aktiv verwendet. Es ist aufgrund der erheblichen Verzerrungen, die es in den Klang einführt, schlecht für das Streamen von Musik geeignet (Verzerrungen kommen natürlich in die Sprache, sind aber in der Sprache kaum wahrnehmbar). Das Komprimierungsverhältnis für ADPCM ist normalerweise niedrig und reicht von 8: 1 bis 3: 1. Der ADPCM Flash Player-Codec ermöglicht 2, 3,4 oder 5 Bit, um den Unterschied zwischen Samples darzustellen. Tatsächlich können Sie eine akzeptable Klangqualität mit einer Bitrate (Bitrate, dh dem “Gewicht” einer Tonsekunde) von 16 Kbit erzielen.

Der ADPCM-Algorithmus ist MP3 deutlich unterlegen, daher lohnt es sich im Prinzip nicht, eine solche Komprimierung zu verwenden. Die MP3-Komprimierung bietet eine um eine Größenordnung bessere Qualität bei gleicher Bittiefe. Das Vorhandensein des entsprechenden Codecs wird durch die Prinzipien der Abwärtskompatibilität erklärt: Der MP3-Codec ist nur in Flash 4 in den Player integriert. Zuvor wurde nur der ADPCM-Codec verwendet, was wahrscheinlich auf die kostenlose Verteilung von zurückzuführen ist dieser Algorithmus. Der Grund, warum ADPCM in der IP-Telefonie immer noch verwendet wird, besteht darin, dass es nicht so umfangreiche mathematische Berechnungen wie MP3 erfordert, sodass die Komprimierung im laufenden Betrieb erfolgen kann.

• MP3. Einer der ersten und gebräuchlichsten Komprimierungsalgorithmen, der auf der sogenannten psychoakustischen Komprimierung basiert. Es verwendet die folgenden Eigenschaften des menschlichen Ohrs:

oder wenn ein leiser Klang einem sehr starken folgt, dann hören wir ihn nicht. Daher kann es verworfen werden;

oder eine Klangkomponente mit einer großen Amplitude maskiert Komponenten in der Nähe, jedoch mit kleineren Amplituden. Daher können sie ohne merklichen Qualitätsverlust geschlachtet werden.

oder die Empfindlichkeit des Ohrs gegenüber Frequenzverzerrungen ist gering. Wenn die Komponenten nahe beieinander liegen, können sie als gleich angesehen werden.

o Wir nehmen sehr leise und sehr laute Töne falsch wahr, sodass weniger Bits für ihre Codierung zugewiesen werden können als für Töne mit einer durchschnittlichen Frequenz.

Technisch ist der MP3-Algorithmus wie folgt implementiert. Der Sound wird in Chunks einer bestimmten Länge unterteilt, die als Frames bezeichnet werden, und eine Vorwärts-Fourier-Transformation wird auf jeden Satz von Samples angewendet. Das Ergebnis ist die Zerlegung einer Schallwelle in elementare Sinuskurven unterschiedlicher Frequenzen: Harmonische. Der harmonische Koeffizient bestimmt seinen Beitrag zur resultierenden Welle. Harmonische Koeffizienten werden verglichen und die niedrigstwertigen werden verworfen.