MP3-Dateiformat


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MP3-Dateiformat

MP3 file format

Der vollständige Name von MP3 lautet MPEG-1 oder MPEG-2 Audio Layer III, ein beliebtes Format für die digitale Audiocodierung und die verlustbehaftete Komprimierung kleinerer Teile, um den Zweck der Komprimierung in kleinere Dateien zu erreichen.

MP3 file format

Quelle
Das MP3-Format wurde Mitte der 1980er Jahre von einer Gruppe von Ingenieuren der Fraunhofer-Forschungsorganisation in Erlangen, Deutschland, erfunden und 1991 standardisiert MP3 ist ein verlustbehaftetes Komprimierungsformat, für das Hörerlebnis der meisten Benutzer hat die Klangqualität von MP3 keine merkliche Verschlechterung im Vergleich zum ursprünglichen unkomprimierten Audio.

Später, mit der Popularisierung von MP3, hatte es Einfluss und Einfluss auf die Musikindustrie.

MPEG-Audiostandard
MPEG (Motion Picture Experts Group) ist eine Expertengruppe für bewegte Bilder unter ISO, und der von ihr formulierte MPEG-Standard wird in verschiedenen Multimediabereichen weit verbreitet verwendet. MPEG-Standards umfassen Video- und Audiostandards, aus denen MPEG-1-, MPEG-2-, MPEG-2AAC- und MPEG-4-Audiostandards entwickelt wurden.

Die MPEG-1- und MPEG-2-Standards verwenden dieselbe Familie von Audio-Codecs: Layer1, 2, 3. Ein neues Merkmal von MPEG-2 ist die Verwendung einer Erweiterung mit niedriger Abtastrate, um den Datenverkehr zu reduzieren, und ein weiteres Merkmal ist Mehrkanal Erweiterung, die die Anzahl der Hauptkanäle auf fünf erhöht. Der Standard MPEG-2AAC (MPEG-2 Advanced Audio Coding) wurde 1997 von FraunhoferIIS und AT&T eingeführt, um den Datenverkehr erheblich zu reduzieren.Der Algorithmus Modified Discrete Co2sine Transform (MDCT) von MPEG22AAC, die Abtastrate Es kann zwischen 8KHz und 96KHz liegen , und die Anzahl der Kanäle kann zwischen 1-48 liegen.

Alle drei Schichten von MPEG Audio Layer1, 2 und 3 verwenden die gleiche Filterbank, Bitstream-Struktur und Header-Informationen, und die Abtastrate beträgt entweder 32 KHz, 4411 KHz oder 48 KHz.

Layer1 ist für digitales DCC-Kompressionsband (DigitalCompactCassette) mit einer Datenrate von 384 kbps ausgelegt.
Layer2 gleicht Komplexität und Leistung aus, und der Datenverkehr sinkt auf 256 kbps-192 kbps.
Layer3 wurde von Anfang an für geringen Datenverkehr entwickelt, und der Datenverkehr beträgt 128 Kbps-112 Kbps. Layer3 fügt eine MDCT-Transformation hinzu, wodurch die Frequenzauflösung 18-mal höher ist als bei Layer 2. Layer3 verwendet auch EntropyCoding ähnlich wie MPEGVid2eo Redundante Informationen werden reduziert.
Derzeit verwenden die meisten MP3s den MPEG21-Standard.


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Ändern Sie die Bitrate einer MP3-Datei

Ändern Sie die Bitrate einer MP3-Datei

mp3 bit rate

Möchten Sie die Bitrate einer MP3-Datei ändern?

mp3 bit rate

Dies kann beispielsweise nützlich sein, wenn Sie die Größe einer MP3-Datei reduzieren müssen. Eine 320-kbps-MP3-Datei, die höchste zulässige Bitrate für eine MP3-Datei, kann auf 192 kbps gesenkt werden, um die Größe der MP3-Datei erheblich zu reduzieren.

Es wird einen gewissen Qualitätsverlust geben, aber der Unterschied wird für die meisten Zuhörer, die Standardlautsprecher oder Kopfhörer verwenden, vernachlässigbar sein. Wenn Sie ein Audiophiler sind, werden Sie das MP3-Format wahrscheinlich nie außerhalb teurer Audiogeräte verwenden.

Höchstwahrscheinlich verwenden Sie ein verlustfreies Format wie komprimiertes oder unkomprimiertes PCM-Audio, WAV, AIFF, FLAC, ALAC oder APE. Unkomprimierte PCM-Audiodateien sind ungefähr zehnmal größer als MP3-Dateien in CD-Qualität.

Das MP3-Format ist ein verlustbehaftetes Format, was bedeutet, dass die Audioqualität geopfert werden muss, um die Dateigröße relativ klein zu halten. Fast alle Websites werden Ihnen sagen, dass Sie verlustfreie Audiodateien nicht in MP3 konvertieren sollten, es sei denn, Sie können es sich leisten, etwas Audioqualität zu verlieren.

Fast die ganze Zeit. Es kann nur sinnvoll sein, wenn Sie eine Audiodatei mit Bitrate in einem Format mit niedriger Qualität wie WAV haben. Beispielsweise kann es sinnvoll sein, eine WAV-Datei mit 96 kbps in MP3 zu konvertieren, aber nur, wenn Sie eine Bitrate von 192 kbps oder höher wählen. Eine höhere Bitrate in einer MP3-Datei ermöglicht es, die gleiche Qualität wie eine WAV-Datei beizubehalten, obwohl sie eine niedrigere Bitrate hat.
Das zweite, was Sie lesen sollten, ist, dass Sie niemals zu einer niedrigeren Bitrate wechseln sollten. Bitrate-Stream zu einem Stream mit höherer Bitrate und hoffen, dass es besser klingt. Qualität kann nicht durch Erhöhen der Bitrate erreicht werden. Das ist absolut richtig. Wenn Sie versuchen, die Bitrate zu konvertieren, wird die Qualität der MP3-Datei tatsächlich verringert.

Unterschied zwischen CBR (fest), VBR (variabel) und ABR (Durchschnitt) [Bitrate]

Unterschied zwischen CBR (fest), VBR (variabel) und ABR (Durchschnitt) [Bitrate]

constant vs variable bit rate

CBR (konstante Bitrate)
VBR (variable Bitrate)
ABR (durchschnittliche Bitrate)
Es gibt drei Arten.

Constant bit rate (CBR)

Ich werde die Unterschiede zwischen ihnen vorstellen.

Siehe den folgenden Artikel für die “Bitrate”.

Referenz: Was ist eine Bitrate? Beziehung zwischen Bildqualität und Tonqualität [Video / Audio]
Verwandte: Unterschied zwischen VFR (variabel) und CFR (fest) [Bildrate]

Jede Funktion
Ich werde jede Funktion kurz erklären.

CBR (konstante Bitrate)
CBR (konstante Bitrate) ist

Ein Video mit einer konstanten Videobitrate.

zum Beispiel,

Szenen mit intensiver Bewegung
Szenen mit komplexem Audio
Auch in „Szenen, die eine große Anzahl von Bitraten erfordern“ ist beispielsweise die zuzuweisende Bitrate konstant und

Bewegungslose Szene
Szene ohne Ton
Auch in “Szenen, die nicht viel Bitrate benötigen” ist die zuzuweisende Bitrate konstant.

Auf diese Weise wird ein Video, das “Konstante Bitrate zuweisen!” eine konstante Bitrate zuweist, erstellt. In jeder Szene wird es als CBR-Video (konstante Bitrate) bezeichnet.

Im Folgenden sind die Eigenschaften von CBR aufgeführt.

(○) Die Suche (schneller Vor- / Rücklauf) ist schnell
Da die Übertragungsrate gleich ist, können Sie sofort suchen.
(○) Dateigröße kann vorhergesagt werden
Wenn Sie sich zuvor für die “Kodierung mit Bitrate XX” entscheiden, können Sie die Dateigröße anhand von Auflösung, Bildrate, Videolänge, Codec usw. vorhersagen.
(○) Einfach als Material zu verwenden
Bei Video besteht kein Grund zur Sorge, bei der Tonquelle können jedoch verschiedene Probleme auftreten, wie z um Videomaterial zu bearbeiten usw. Besser mit CBR encodieren)
(○) Schnelle Kodierungsgeschwindigkeit
Es ändert sich nicht viel, aber im Gegensatz zu VBR und ABR müssen Sie es nicht “vorhersagen”, sodass die Codierung schneller ist.
(X) Bildqualität und Tonqualität sind für die Dateigröße nicht sehr gut
Sogar einer monotonen Szene, die nicht viel Bitratenzuweisung erfordert, kann eine bestimmte Nummer zugewiesen werden, oder eine Szene, die eine hohe Bitrate erfordert, hat möglicherweise nicht genügend Bitrate, sodass die Bildqualität und die Tonqualität der Dateigröße entsprechen. Cospa ist schlecht
VBR (variable Bitrate)
VBR (variable Bitrate) ist

Ein Video, dessen Bitrate je nach Szene variiert.

VBR_figur

zum Beispiel,

Szenen mit intensiver Bewegung
Szenen mit komplexem Audio
In „Szenen, die viele Bitraten erfordern“, wie z. B. die Zuweisung vieler Bitraten und

Bewegungslose Szene
Szene ohne Ton
Weisen Sie für “Szenen, die nicht viel Bitrate benötigen” eine niedrigere Bitrate zu.

Auf diese Weise entsteht ein Video, das je nach Szene nur die erforderliche Bitrate zuweist: “Du brauchst diese Bitrate, nicht wahr?” Es heißt VBR-Video (Variable Bit Rate).

Im Folgenden sind die Eigenschaften von VBR aufgeführt.

(○) Bildqualität (Tonqualität) nach Dateigröße ist die beste
Im Vergleich zu CBR und ABR ist die Bildqualität (Tonqualität) nach Dateigröße die beste.
(△) Unvorhersehbare Dateigröße nach der Kodierung
Die Dateigröße kann nicht vorhergesagt werden, da die Bitrate je nach Inhalt des zu kodierenden Materials stark schwankt. (Mit dem x264-Encoder usw. ist es jedoch möglich, vorherzusagen, da er die Dateigröße nach oben begrenzt und die maximale Bitrate innerhalb dieses Bereichs zuweist)
(X) Alte MP3-Player lassen sich möglicherweise nicht gut abspielen
Wenn Sie einen alten MP3-Player haben, kann die Anzeige der Spielzeit seltsam sein, die Anzeige der Bitrate kann seltsam sein oder Sie können möglicherweise nicht von Anfang bis Ende abspielen.
(X) Bei Verwendung als Videobearbeitungsmaterial kann es zu Tondrifts kommen.
Weitere Informationen finden Sie im folgenden Artikel
Referenz: Ursachen und Gegenmaßnahmen für Tonabweichungen [Kodierung]
Wenn Sie Videos mit hoher Bildqualität und geringer Kapazität codieren möchten, ist VBR Ihre Wahl.

Übrigens ist es in VBR üblich, die Videoqualität nach dem “Qualitätsstandard” (CRF-Wert im x264-Encoder) und nicht nach dem “Bitratenstandard” zu bestimmen.

Anstatt beispielsweise “Encode at 192bps!” zu sagen, geben Sie etwas wie “Encode at

Was ist eine Bitrate?

Was ist eine Bitrate?

Audio Bit rate

Die Bitrate in einem Video ist “wie viele Informationen in einer Sekunde gepackt werden”.

BIT RATE

Was ist, wenn die Bitrate hoch ist?
Grundsätzlich gilt: Je höher die Bitrate, desto besser die Bild- und Tonqualität.

* Obwohl es eng mit dem später beschriebenen “Codec” verwandt ist, wird es grundsätzlich verbessert.

Es gibt zwei Arten von Bitraten
Bitraten werden für „Video“ und „Audio“ getrennt vergeben.

Je höher die “Video” zugewiesene Bitrate, desto besser die “Bildqualität”.
Je höher die “Sprache” zugeordnete Bitrate, desto besser die “Klangqualität”.
Außerdem wird die Summe der beiden Bitraten “die ovale Bitrate (Gesamtbitrate) genannt”. (Diese ovale Bitrate wird als “Videobitrate” bezeichnet)

▲ Wenn Sie die Eigenschaften der Videodatei öffnen und die Registerkarte “Details” öffnen, sehen Sie “Wie hoch ist die Bitrate?”

(Diese Windows-Funktion ist jedoch nicht zuverlässig, daher ist es besser, Videoanalyse-Software wie MediaInfo zu verwenden)

demnächst,

Ovale Bitrate = Videobitrate + Audiobitrate
Es wird zur Berechnungsformel.

Selbst wenn “Bitrate ist hoch!” steht, kann dies bedeuten, dass “Video-Bitrate ist hoch” und “Audio-Bitrate ist nicht hoch”.

Mit anderen Worten, in einem solchen Fall lautet das Video “Die Bildqualität ist gut, aber die Tonqualität ist nicht gut …”.

Grundsätzlich ist die Dateigröße von “Audio” viel kleiner als die von “Video”, selbst wenn Sie die Bitrate von “Audio” erheblich erhöhen, ändert sich die Gesamtgröße der Datei nicht so stark.

Daher wird “Sprache” oft unkomprimiert codiert (lineares PCM).

Verhältnis zur Bildqualität
Je höher die “Video”-Bitrate, desto genauer sind die Farbinformationen, die allen Pixeln zugeordnet werden können.

als Ergebnis

Hohe Bitraten verbessern die Bildqualität und
Bei niedriger Bitrate verschlechtert sich die Bildqualität.

▲ Hohe Bitrate (12 Mbit/s, 2,57 MB) ▲ Niedrige Bitrate (90 kbit/s, 20 KB)
* Eigentlich ist es ein GIF-Video, daher ist die Bitrate nicht genau.

Bitratenunterschied

Außerdem gehen bei einer niedrigen Bitrate die Bits aus, wenn Sie allen Pixeln Bits gleichmäßig zuweisen, also in Szenen, in denen ähnliche Farben kontinuierlich sind (z. Versuchen Sie, die Bits vorzugsweise zu reduzieren.

Als Ergebnis tritt in solchen Szenen wahrscheinlich “Blockrauschen” auf.

Geräusche blockieren
▲ Beispiel für Blockrauschen (Blockrauschen)

Verhältnis zur Klangqualität
Die Audio-Bitrate ist

Abtastrate (Hz) x Bittiefe (Bit) = Bitrate (Bit/s)
Es kann durch die Formel ausgedrückt werden.

Zum Beispiel, wenn Sie Ton als digitale Daten aufnehmen

Wie oft nimmst du auf (= Abtastrate)
Wie viele Daten werden pro Intervall gespeichert (= Bittiefe)
Entscheiden und registrieren.

zum Beispiel,

Abtastfrequenz: 44000 Hz
Bittiefe: 24 Bit
Wenn dies der Fall ist, wird der Ton geteilt und 44.000 Mal pro Sekunde aufgezeichnet, und der Ton wird alle 44.000 Mal mit 24 Bit aufgezeichnet.

Mit anderen Worten, wenn Sie die Klangqualität verbessern möchten, können Sie die “Sample-Rate” oder die “Bit-Tiefe” erhöhen.

Erhöhen Sie die Abtastrate → Leiser Ton
Erhöhen Sie die Bittiefe → Erhöhen Sie die Ausdruckskraft des Klangs, wie z. B. Finesse und Lautstärke
Referenz: Bedeutung und Beziehung von Abtastrate, Bittiefe und Bitrate

Beziehung zum Codec
Ich habe bereits erwähnt, dass “je höher die Bitrate, desto besser die Bildqualität und Tonqualität”, aber die Bildqualität und Tonqualität sind “Codecs”. sie sind eng verwandt mit der “.

Ein “Codec” ist so etwas wie ein “Kompressionsalgorithmus” zum Komprimieren von “Video” und “Audio”.

Referenz: Was ist ein Videoformat? Codec-Unterschied

zum Beispiel “der H.264-Videocodec” Es ist ein sehr bekannter Codec, der auch auf Youtube und Nico Nico Douga verwendet wird,

(Nachtrag: Zur Zeit nicht verwendet…)

“H.265” verbessert die “Bildqualität nach Dateigröße” von “H.264” Es gibt einen Codec namens “which.

“H.265” ist “H.264 mit etwa der halben Bitrate von”, “H.264 wird das Äquivalent von Bildqualität und”. (Die Kompressionsrate ist doppelt)

zum Beispiel,

Verwenden der Videobitrate “2Mbps” mit “H.264-Codec”
Video mit “2 Mbit/s” Bitrate mit “H.265” Codec
Bei zwei Videos ist die Bildqualität von “H.265” doppelt so schön, obwohl die Bitrate (Dateigröße) gleich ist.