Audioformate. Die Unterschiede verstehen


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Audioformate. Die Unterschiede verstehen

Audio File Format

Es gibt viele verschiedene Audioformate.

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Sie können sich nicht einmal vorstellen, wie viele Audioformate es gibt. Jetzt werden wir nur die beliebtesten betrachten. Wenn Sie vollständige Informationen benötigen, finden Sie diese auf Wikipedia.

Audioformate
Ton ist selbst ein analoges Phänomen. Damit es sich auf einem Computer registrieren kann, muss es digitalisiert werden. Digitalisiertes Audio nimmt viel Platz ein. Daher verwenden sie spezielle Algorithmen zum Codieren und Komprimieren von Daten: Codecs. Codecs ermöglichen das Codieren / Decodieren von Audio- / Videodaten sowie das Komprimieren / Dekomprimieren solcher Daten. Laden Sie eine Reihe von Codecs für Windows herunter:

Die Art des Mediendateiformats (Audio oder Video, kein Unterschied) wird durch seine Erweiterung bestimmt. Beispielsweise haben MP3-Dateien die Erweiterung .mp3. Der Codec für dieses Format ist immer der gleiche: MPEG Layer-Ç. Für das MP4-Format können die Codecs jedoch unterschiedlich sein.

Einige Formate wie MP4 und FLV können Audio- und Videostreams enthalten. Wenn Sie also eine Datei mit der Erweiterung .mp4 sehen, können Sie nicht definitiv sagen, dass sie nur Musik oder nur Video oder einen Film enthält – Audio und Video. Schließlich wurde zunächst in solchen Formaten die Möglichkeit der Übertragung von Audio und Video angesprochen.

Wir alle wissen, dass Informationen, die einmal komprimiert wurden, verloren gehen können. Daher können alle Codecs in zwei Gruppen unterteilt werden: mit Qualitätsverlust und ohne Qualitätsverlust. Lassen Sie sich nicht vom Wort “verlustbehaftet” einschüchtern: In der Regel schneiden Codecs “unnötige” Informationen ab, die für unsere Augen und Ohren unsichtbar sind (fast unsichtbar).

Zu den verlustfreien Komprimierungscodecs gehören:

FLAC (Free Lossless Audio Codec);
APE (Monkey’s Audio);
ALAC (Apple Lossless Audio Codec).
Und hier sind die verlustbehafteten Codecs:

Wenn Sie ein Fan von Sound sind, ist es sinnvoll, nach Musik im FLAG-Format zu suchen. Für normales Hören zu Hause ist das beliebteste MP3-Format ausreichend. Um den Gesamtunterschied zwischen MP3- und FLAC-Formaten zu erkennen, benötigen Sie professionelle Tonwiedergabegeräte. Leider gehört das Tablet nicht zu diesem Team. Ich sehe also keinen Grund, FLAC-Musik auf ein Tablet herunterzuladen.

Lassen Sie uns nun einen kurzen Blick auf die Audioformate selbst werfen:

WAV ist das erste (oder eines der ersten) Audioformate. Es wird zum Speichern unkomprimierter Audioaufnahmen verwendet. Eine Minute Aufnahme im WAV-Format erfordert 10 MB. Eine Audio-CD wird normalerweise in diesem Format kopiert und die resultierenden WAV-Dateien werden aus Platzgründen mit einem MP3-Codec komprimiert.
MP3 (MPEG Layer-3) ist das am häufigsten verwendete Audioformat. Es reduziert den Ton mit einem Qualitätsverlust, aber nur der Ton, der vom menschlichen Ohr nicht gehört wird, wird abgeschnitten. Infolgedessen hört eine Person den Unterschied nicht und der Ton nimmt weniger Platz ein. Das Hauptmerkmal dieses Formats ist die Bitrate. Je höher die Bitrate, desto besser die Klangqualität. Unkomprimierte Audio-CDs haben eine Bitrate von 1411,2 Kbit / s. Die maximale Klangqualität im MP3-Format wird bei einer Bitrate von 320 Kbit / s erreicht. Alles, was unter 320 Kbit / s liegt, ist von schlechterer Qualität. Der Unterschied zwischen 128 Kbit / s und 320 Kbit / s ist bereits nach Gehör zu spüren. Wenn Sie also Aufnahmen mit einer höheren Bitrate herunterladen können, versuchen Sie es.
WMA (Windows Media Audio) ist ein von Microsoft für das Windows-Betriebssystem entwickeltes Format. Microsoft hat versucht, einen Ersatz für MP3 zu erstellen, aber wie die Zeit gezeigt hat, ist dies fehlgeschlagen.
OGG ist ein offenes Format, das die Codierung von Audio mit verschiedenen Codecs unterstützt. Der am weitesten verbreitete OGG-Codec ist Vorbis. In Bezug auf die Komprimierungsqualität ist das Format mit MP3 vergleichbar, jedoch in Bezug auf die Unterstützung von Mediaplayern und Audioplayern weniger verbreitet. Wenn Sie Musik im MP3- und OGG-Format herunterladen können, sollten Sie MP3 wählen, da Ihr Audio-Player das OGG-Format möglicherweise nicht unterstützt.
AAC ist ein proprietäres Audioformat, das eine bessere Klangqualität als MP3 bietet. Es ist derzeit der beste verlustbehaftete Audio-Codierungsalgorithmus. Eine Datei dieses Formats kann die Erweiterungen aac, mp4, m4a, m4b, t4p, t4g haben.
FLAC ist ein verlustfreies Komprimierungsformat. Es werden keine Änderungen am Audiostream vorgenommen, sodass der damit codierte Sound mit dem Original identisch ist. Wird zum Hören von Sound in High-Level-Soundsystemen verwendet.
Videoformate
Es gibt nicht weniger Videoinhaltsformate und -standards als Audioformate. Beginnen wir mit den internationalen Standards, die das Datenspeicherungs- und Codierungsformat von Multimediadateien definieren:


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Vielzahl von digitalen Formaten.

Vielzahl von digitalen Formaten.

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Sicherlich bevorzugen viele Benutzer es, ihren Heimcomputer nicht nur als Arbeitstier, sondern auch als Multimedia-Center zu verwenden, in dem sie Filme oder Familienfotos ansehen und ihre Lieblingsmusik hören können. Kompakte Digitalplayer oder Mobiltelefone eignen sich zwar besser zum Hören von Musikkompositionen, aber im Gegensatz zu ihnen kann ein Computer nicht nur Musik abspielen.

Audio Formats

Unabhängig davon, wie groß der integrierte Speicher Ihres Musik-Players ist, wird es höchstwahrscheinlich schwierig sein, Ihre gesamte Musikbibliothek darauf zu speichern. Außerdem können Sie mit Ihrem PC Musik erstellen, bearbeiten, organisieren und nach Musik suchen. Vergessen Sie auch nicht, dass es heute rund drei Dutzend gängige digitale Audioformate gibt und die meisten Player alles andere als Allesfresser sind und nur einige davon abspielen können.

Warum müssen Sie so viele Musikformate erstellen, um eine Art von Inhalten zu speichern? Tatsache ist, dass der Ton in den allermeisten Fällen in “komprimierter” Form gespeichert wird, da eine Minute unkomprimierter Komposition etwa 10 MB auf der Festplatte belegt. Einerseits scheint dies nicht viel zu sein, andererseits, wenn Sie ein Musikliebhaber sind und Ihre Sammlung aus mehreren hundert oder sogar Tausenden von Songs besteht, ist es klar, dass der Sound komprimiert werden muss, um den Platz zu reduzieren, den er einnimmt elektronische Medien.

Zum Komprimieren von Musikdateien werden verschiedene spezielle Algorithmen verwendet, die anschließend die Struktur und Darstellung der Audiodaten oder sogenannte digitale Audiodateiformate bestimmen. Alle Audioformate können in drei Gruppen unterteilt werden: unkomprimierte Audioformate, verlustfreie Komprimierung und verlustbehaftete Komprimierung.

Keine Komprimierung
Eines der am weitesten verbreiteten Formate in Bezug auf diesen Typ ist das bekannte WAV. Der Sound von Dateien mit dieser Erweiterung wird ohne Komprimierung oder Änderungen gespeichert. Es ist richtig, dass viel mehr Speicherplatz zum Speichern unkomprimierter Dateien erforderlich ist. Daher wird WAV nur in professionellen Audio- und Videoanwendungen verwendet, bei denen der Ton vor der Verarbeitung keinen Qualitätsverlust aufweisen sollte. Gewöhnliche Musikkompositionen in dieser Form zu halten, ist ungerechtfertigte Verschwendung.

Zum Abspielen von WAV-Dateien benötigen Sie keine spezielle Software, da alle Mediaplayer dieses Format verstehen, einschließlich des im Windows-System integrierten Standard-Windows Media-Audioplayers.

Ein weiteres erwähnenswertes Format zum Speichern von unkomprimiertem Audio ist die Apple-Entwicklung AIFF (Audio Interchange File Format). Wie Sie vielleicht vermutet haben, wird es am häufigsten auf Macintosh-Computern unter Mac OS X verwendet.

Verlustfreie Komprimierung (verlustfrei)
Verlustfreie Komprimierungsalgorithmen für Audiodateien arbeiten nach dem Prinzip herkömmlicher Aktenschränke. Sie bieten nicht die höchste Komprimierungsstufe (40 bis 60%), während sie praktisch keinen Einfluss auf die Klangqualität haben. Es ist auch erwähnenswert, dass in diesem Fall die verschlüsselten Daten vollständig in ihrer ursprünglichen Form wiederhergestellt werden können. Daher wird die Verwendung der verlustfreien Komprimierung am häufigsten in Fällen verwendet, in denen es wichtig ist, die Identität der komprimierten Daten in Bezug auf das Original beizubehalten.

Die beliebtesten Audioformate in dieser Gruppe sind FLAC (Free Lossless Audio Codec), APE (Monkey’s Audio), WMA (Windows Media Lossless) und ALAC (Apple Lossless Audio Codec). Jeder hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Beispielsweise bietet der APE-Codec etwas bessere Komprimierungsgewinne, während FLAC häufiger vorkommt. Im Allgemeinen speichern alle echten Musikliebhaber ihre Musiksammlungen in verlustfreien Formaten, da sie keine Daten aus dem Audiostream entfernen und mit diesen Codecs erstellte Dateien auch auf hochwertigen Stereoanlagen wiedergegeben werden können.

Für die Wiedergabe verlustfreier komprimierter Formate werden in der Regel Player von Drittanbietern (außer WMA) wie MPlayer, Foobar, AIMP, Winamp, VLC und andere verwendet, da bereits alle erforderlichen Codecs integriert sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein zusätzliches Codec-Paket (z. B. K-Lite) separat zu installieren. Anschließend können Sie Dateien in verlustfreiem Format von fast jedem Audio-Player anhören.

Verlustbehaftete Komprimierung
Dies ist die beliebteste Gruppe von Algorithmen, die das maximale Audiokomprimierungsverhältnis (bis zu 10-mal oder mehr) bietet. Im Gegensatz zu früheren Formaten verliert die Audiodatei hier jedoch an Qualität und wie viel direkt vom Komprimierungsgrad abhängt.

Um die Qualität des digitalisierten Klangs zu bestimmen, wird am häufigsten die Bitrate und die Geschwindigkeit des nach der Komprimierung erhaltenen und in Kilobit pro Sekunde (kbps) gemessenen Audiostroms angezeigt.

Ton unter Druck

Ton unter Druck

Audio File Formats

Computer-Sound ist längst aus diesem embryonalen Zustand hervorgegangen, als er nur für die Show vorhanden war und nicht mit speziellen Geräten konkurrieren konnte. Heutzutage sind viele Soundkarten, sogar die Mittelklasse, angesichts der nicht so mittelmäßigen HiFi-Anlage weit über ihren Konkurrenten. In letzter Zeit gibt es auch immer weniger Probleme mit der Akustik; In einem solchen Tempo wird sich in wenigen Jahren die gesamte Brutstraße endgültig in ein echtes Hi-Hi verwandeln. Neben dem Pfad gibt es aber auch ein Dateiformat, bei dessen Auswahl die Benutzer aufgrund von Unwissenheit häufig sehr eingeschränkt sind. Der Zweck dieses Artikels ist es, diese Einschränkungen zu beseitigen.

Audio File Formats

Vorbei sind die Zeiten, in denen es in der Computerakustik unmöglich war, eine Geige von einem Cello zu unterscheiden, aber das Sprichwort “CD-Qualität – MP3 128 kbps” ist geblieben, und für einige ist es nicht so archaisch. Mittlerweile sind die gängigsten Formate Wav (auch als CDA bekannt) oder MP3. Unkomprimiertes PCM (Wav und CDA) hat jedoch eine zu große Dateigröße und MP3 wird mit Qualitätsverlust komprimiert. Aber es gibt Alternativen und mehr als eine. Werfen wir einen Blick auf die beliebtesten und qualitativ hochwertigsten Formate / Codecs.

Lassen Sie uns zunächst alle Codecs basierend auf der Komprimierung in zwei Gruppen einteilen: verlustfrei und verlustbehaftet. Die ersteren arbeiten nach dem Prinzip von Aktenschränken, zum Beispiel RAR: Eine auf diese Weise komprimierte Datei verliert bis zu 50% an Gewicht, und das gesamte Original wird während der Wiedergabe vor der Komprimierung reproduziert. Verlustbehaftete Komprimierungsalgorithmen schließen „unnötige“ Informationen aus dem Originalsignal aus und komprimieren sie dann, weshalb das Originalsignal nicht vollständig wiederhergestellt werden kann. Die JPEG-Komprimierung ist ein Beispiel. Jetzt genauer.

Ratlos

MP3

Beginnen wir vielleicht, wie bei den beliebtesten, mit MP3, auch als MPEG-1-Schicht 3 bekannt. Wir komprimieren Test-Snippets mit Lame, der höchsten Qualität aller MP3-Codecs. Im Snippet mit den Klassikern sehen wir, dass es keine obere Grenzfrequenz als solche gibt, das ist großartig! An den „stärksten“ (lauten) Stellen wird jedoch der obere Teil (ab 18 kHz) verbraucht. Eine solche Dynamikverarbeitung ist für das Hören und die Hörlogik ziemlich seltsam, aber für einen Computer ist sie leicht zu erklären: Wenn die Gesamtsignaldichte zunimmt, wächst sie fast über den gesamten Bereich und daher ist ein weiterer Kanal erforderlich. breit, um den gesamten Fluss zu passieren. Da der Kanal jedoch fest ist (wir komprimieren in CBR mit einer konstanten Bitrate von 320 kbps), müssen Sie für eine normale Codierung der Mitten und Bässe die Höhen reduzieren. Ein Ausschnitt mit moderner Musik ist praktisch nicht vom Original zu unterscheiden, nur ein kleiner Schnitt in den Frequenzen, für die eine echte High-Fidelity erforderlich ist, bei dem Sie sich definitiv nicht an den MP3 erinnern werden. Neben dem Frequenzgang gibt es noch viele Eigenschaften, die durch diese verwöhnt werden Kompression. Komprimierte Dateigröße: klassisch – 6,11 MB, moderne Musik – 6,11 MB.

WMA 9

Das von Bill Gates beworbene Format ist noch nicht beliebt: Erstens unterstützt es DRM (Kopierschutz) und zweitens bietet es von allen hier betrachteten verlustbehafteten Codecs die schwächste Klangqualität. Mit fast den gleichen Abmessungen wie bei anderen Formaten ist es nicht sehr gut, einen harten Schnitt oben über 20 kHz sowie einen Schnitt oben auf der Grundlage des Gesamtpegels (ähnlich wie bei Dolby-Rauschunterdrückern) zu machen gemäß unserer Meinung. Komprimiert mit 320 kbps, WMA 9 (nicht professionell). Komprimierte Dateigröße: klassisch – 6,14 MB, moderne Musik – 6,12 MB.

OGG Vorbis

Open Source Codec mit guter Klangqualität und sicherem zweiten Platz. Es hat eine schwebende Grenzfrequenz (aber innerhalb angemessener Grenzen) in der Größenordnung von 20 kHz. Es ist wahr, dass wir in diesem Fall die Bitrate auf 350 kbps einstellen … Es hat einen weiteren Nachteil: längere Codierungszeit. Komprimierte Dateigröße: klassisch – 6,70 MB, moderne Musik – 6,65 MB.

Der Gewinner dieser Nominierung ist derjenige mit dem Sonogramm, das dem Sonogramm der WAV-Datei am nächsten kommt. Daher ist MP3 immer noch der Gewinner. Es sollte jedoch beachtet werden, dass der Codec unterschiedlich ist und sogar diejenigen, die nach demselben Algorithmus arbeiten. Zum Beispiel ist der gleiche MP3 lahm, es gibt Fraunhofer und Xing, wobei letzterer der schnellste ist, aber auch mit der schrecklichsten Klangqualität (der Cutoff beträgt 16 kHz).

Kein Qualitätsverlust, kein Verlust

FLAC (verlustfreier Audiokompressor)

Eines der beliebtesten Formate für verlustfreie Audiokomprimierung ist der FLAC-Codec. Die Hauptvorteile dieses Audio-Codecs sind seine ständige Aktualisierung und natürlich die Multiplattform: FLAC wird auf viele Plattformen portiert.