Audio-Codecs


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Audio-Codecs

Audio Codec

Codecs spielten gleichzeitig, wenn nicht sogar als Schlüssel, eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung von Technologien im Bereich des digitalen Klangs.

Audio Codecs

Die rasche Verbreitung von Mobilkommunikation, Internettelefonie und tragbaren Playern – all dies sind Beispiele für die Verwendung von Codecs. Nur dank seiner Erfindung und Implementierung war es möglich, Audioinformationen über Kanäle zu übertragen, deren Bandbreite damals sehr begrenzt war. Dieses Problem könnte gelöst werden, indem die Kapazität aller Übertragungskanäle erhöht wird, was eine unglaubliche Materialinvestition bedeuten würde, die mit dem Umbau und dem Austausch der meisten Elemente der vorhandenen Infrastruktur verbunden ist, oder indem ein Algorithmus entwickelt wird, mit dem die Datenmenge erheblich reduziert werden kann. resultierend aus der Analog-Digital-Wandlung und damit in der Lage sein, die vorhandene Infrastruktur zu nutzen. Der zweite Weg war viel vernünftiger.

Was sind Codecs?
Ein Codec ist ein Algorithmus, der in der Regel auf dem einen oder anderen psychoakustischen Modell basiert, das weiter unten erläutert wird, und zwei Module enthält: einen Codierer und einen Decodierer.

Der Encoder codiert digitales Audio in einen Datenstrom, dessen Lautstärke im Vergleich zur ursprünglichen Lautstärke des Rohmaterials erheblich geringer ist. Abhängig vom verwendeten Codec und den Codierungsparametern ist es möglich, ein optimales Gleichgewicht zwischen der Klangqualität und dem gewünschten Datenvolumen zu erreichen.

Um den auf diese Weise codierten Ton wiederzugeben, ist jedoch ein Decoder erforderlich, dessen Aufgabe es ist, den digitalen Audiostream zurück in das Standardformat (PCM) zu decodieren.

Codecs und ihre Familien
Im Allgemeinen können alle Codecs, von denen es derzeit sehr viele gibt, in zwei Kategorien unterteilt werden:

Ratlos
Wie oben erwähnt, basieren die Codecs im Wesentlichen auf dem einen oder anderen psychoakustischen Modell, das bestimmt, welche Audioinformationen für unser Gehirn nicht wichtig sind und geopfert und verworfen werden können, wodurch die Datenmenge verringert wird. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass beim Decodieren der Übertragung die verlorenen Audioinformationen nicht wiederhergestellt werden können. Das Komprimierungsverhältnis kann bis zu 90% des ursprünglichen Datenvolumens erreichen, während für die meisten normalen Benutzer eine zufriedenstellende Klangqualität erhalten bleibt. Die bekanntesten Vertreter dieser Familie sind die bekannten und vielleicht häufigsten MP3- und WMA-Vertreter.

Kein Verlust
In diesem Fall erfolgt die Codierung ohne Datenverlust, sodass alle Informationen im ursprünglichen Audiosignal nach dem Decodierungsprozess vollständig wiederhergestellt werden können. Der Grad der Datenkomprimierung, der mit diesen Codecs erreicht werden kann, ist jedoch viel geringer als der der Lossy-Codec-Familie. Im Allgemeinen ist abhängig von den Codierungsparametern eine Komprimierung von bis zu 60% des ursprünglichen Volumens möglich. Die beliebtesten Codecs der Lossless-Familie sind FLAC, APE und Apple Lossless auf der Apple-Plattform.

Es ist zu beachten, dass die überwiegende Mehrheit der Videoformate auch komprimiertes Video und Audio enthält. Formate wie Dolby Digital, DTS und ihre Varianten sind nichts anderes als Codecs. Ohne einen geeigneten Decoder ist es nicht möglich, die Audiodaten zu lesen. In diesem Fall ertönt maximales weißes Rauschen. Daher müssen Sie darauf achten, Ihre eigenen Ohren und Geräte nicht zu beschädigen.

Codierungsoptionen
Die Codierungsparameter bestimmen die Qualität des resultierenden Sounds und die Datenmenge in der resultierenden Datei. Eine aggressivere Komprimierung verringert die Klangqualität und verringert die Datenmenge, dh erhöht das Komprimierungsverhältnis. Abhängig vom verwendeten Algorithmus kann sich das Ergebnis bzw. die Klangqualität erheblich unterscheiden, selbst wenn dieselben Codierungsparameter verwendet werden.

Eine der wichtigsten ist die Datenflussrate pro Zeiteinheit: kbps (Kilobit pro Sekunde, Anzahl der Kilobit pro Sekunde). Je höher dieser Parameter ist, desto weniger aggressiv ist die Datenkomprimierung. Als Faustregel gilt, dass für Codecs der Lossy-Familie die optimalen Werte 192 bis 320 kbps betragen. Wenn niedrigere Werte verwendet werden, wird der Qualitätsverlust signifikanter und wird selbst von normalen Benutzern bemerkt, die keine besonderen Rechte auf Klangqualität haben.

Psychoakustische Codecs und Modelle
Die überwiegende Mehrheit der Audio-Codecs basiert auf psychoakustischen Algorithmen, die die Einschränkungen des menschlichen Hörsystems nutzen. Diese Prinzipien basieren auf Forschungen auf dem Gebiet der Psychoakustik, zu deren wichtigsten Schlussfolgerungen der Maskierungseffekt gehört.


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Audio-Codecs

Audio-Codecs

Audio Codec

Codecs spielten gleichzeitig, wenn nicht sogar als Schlüssel, eine sehr wichtige Rolle bei der Entwicklung von Technologien im Bereich des digitalen Klangs.

Audio CODECs

Die rasche Verbreitung von Mobilkommunikation, Internettelefonie und tragbaren Playern – all dies sind Beispiele für die Verwendung von Codecs. Nur dank seiner Erfindung und Implementierung war es möglich, Audioinformationen über Kanäle zu übertragen, die damals eine sehr begrenzte Bandbreite hatten. Dieses Problem könnte gelöst werden, indem die Kapazität aller Übertragungskanäle erhöht wird, was eine unglaubliche Materialinvestition bedeuten würde, die mit dem Umbau und dem Austausch der meisten Elemente der vorhandenen Infrastruktur verbunden ist, oder indem ein Algorithmus entwickelt wird, mit dem die Datenmenge erheblich reduziert werden kann. resultierend aus der Analog-Digital-Wandlung und damit in der Lage sein, die vorhandene Infrastruktur zu nutzen. Der zweite Weg war viel vernünftiger.

Was sind Codecs?
Ein Codec ist ein Algorithmus, der in der Regel auf dem einen oder anderen psychoakustischen Modell basiert, das weiter unten erläutert wird, und zwei Module enthält: einen Codierer und einen Decodierer.

Der Encoder codiert digitales Audio in einen Datenstrom, dessen Lautstärke im Vergleich zur ursprünglichen Lautstärke des Rohmaterials erheblich geringer ist. Abhängig vom verwendeten Codec und den Codierungsparametern ist es möglich, ein optimales Gleichgewicht zwischen der Klangqualität und dem gewünschten Datenvolumen zu erreichen.

Um den auf diese Weise codierten Ton wiederzugeben, ist jedoch ein Decoder erforderlich, dessen Aufgabe es ist, den digitalen Audiostream zurück in das Standardformat (PCM) zu decodieren.

Codecs und ihre Familien
Im Allgemeinen können alle Codecs, von denen es derzeit sehr viele gibt, in zwei Kategorien unterteilt werden:

Ratlos
Wie oben erwähnt, basieren die Codecs im Wesentlichen auf dem einen oder anderen psychoakustischen Modell, das bestimmt, welche Audioinformationen für unser Gehirn nicht wichtig sind und geopfert und verworfen werden können, wodurch die Datenmenge verringert wird. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass beim Decodieren der Übertragung die verlorenen Audioinformationen nicht wiederhergestellt werden können. Das Komprimierungsverhältnis kann bis zu 90% des ursprünglichen Datenvolumens erreichen, während für die meisten normalen Benutzer eine zufriedenstellende Klangqualität erhalten bleibt. Die bekanntesten Vertreter dieser Familie sind die bekannten und vielleicht häufigsten MP3- und WMA-Vertreter.

Kein Verlust
In diesem Fall erfolgt die Codierung ohne Datenverlust, sodass alle Informationen im ursprünglichen Audiosignal nach dem Decodierungsprozess vollständig wiederhergestellt werden können. Der Grad der Datenkomprimierung, der mit diesen Codecs erreicht werden kann, ist jedoch viel geringer als der der Lossy-Codec-Familie. Im Allgemeinen ist abhängig von den Codierungsparametern eine Komprimierung von bis zu 60% des ursprünglichen Volumens möglich. Die beliebtesten Codecs der Lossless-Familie sind FLAC, APE und Apple Lossless auf der Apple-Plattform.

Es ist zu beachten, dass die überwiegende Mehrheit der Videoformate auch komprimiertes Video und Audio enthält. Formate wie Dolby Digital, DTS und ihre Varianten sind nichts anderes als Codecs. Ohne einen geeigneten Decoder ist es nicht möglich, die Audiodaten zu lesen. In diesem Fall ertönt maximales weißes Rauschen. Daher müssen Sie darauf achten, Ihre eigenen Ohren und Geräte nicht zu beschädigen.

Codierungsoptionen
Die Codierungsparameter bestimmen die Qualität des resultierenden Sounds und die Datenmenge in der resultierenden Datei. Eine aggressivere Komprimierung verringert die Klangqualität und verringert die Datenmenge, dh erhöht das Komprimierungsverhältnis. Abhängig vom verwendeten Algorithmus kann sich das Ergebnis bzw. die Klangqualität erheblich unterscheiden, selbst wenn dieselben Codierungsparameter verwendet werden.

Eine der wichtigsten ist die Datenflussrate pro Zeiteinheit: kbps (Kilobit pro Sekunde, Anzahl der Kilobit pro Sekunde). Je höher dieser Parameter ist, desto weniger aggressiv ist die Datenkomprimierung. Als Faustregel gilt, dass für Codecs der Lossy-Familie die optimalen Werte 192 bis 320 kbps betragen. Wenn niedrigere Werte verwendet werden, wird der Qualitätsverlust signifikanter und wird selbst von normalen Benutzern bemerkt, die keine besonderen Rechte auf Klangqualität haben.

Psychoakustische Codecs und Modelle
Die überwiegende Mehrheit der Audio-Codecs basiert auf psychoakustischen Algorithmen, die die Einschränkungen des menschlichen Hörsystems nutzen. Diese Prinzipien basieren auf Forschungen auf dem Gebiet der Psychoakustik, zu deren wichtigsten Schlussfolgerungen der Maskierungseffekt gehört.

Audio-Codec

Audio-Codec

Audio Codec

Software-Codec

AUDIO CODEC

Ein Audio-Codec auf Software-Ebene ist ein spezialisiertes Computerprogramm, ein Codec, der digitale Audiodaten gemäß einem Audiodateiformat oder einem Streaming-Audioformat komprimiert (komprimiert) oder dekomprimiert (dekomprimiert). Die Aufgabe eines Audio-Codecs als Kompressor besteht darin, ein Audiosignal mit einer bestimmten Qualität / Präzision und der kleinstmöglichen Größe bereitzustellen. Durch die Komprimierung wird der zum Speichern von Audiodaten erforderliche Speicherplatz verringert, und es ist auch möglich, die Bandbreite des Kanals zu verringern, über den die Audiodaten übertragen werden. Die meisten Audio-Codecs sind als Softwarebibliotheken implementiert, die mit einem oder mehreren Audio-Playern wie QuickTime Player, XMMS, Winamp, VLC Media Player, MPlayer oder Windows Media Player interagieren.

Beliebte Software-Audio-Codecs nach Anwendung:

MPEG-1 Layer III (MP3): Ein proprietärer Audio-Codec (Musik, Hörbücher usw.) für Computer und digitale Player
Advanced Audio Codec (AAC) – Der zweithäufigste proprietäre Codec, der als Alternative zu MP3 positioniert ist. Am beliebtesten zusammen mit H.264 (AVC) -Videocodec, der in Online-Videos empfangen wird (z. B. Flash-Video auf YouTube)
Ogg Vorbis (OGG) ist ein kostenloser Codec, der in Computerspielen und Filesharing-Netzwerken zum Übertragen von Musik weit verbreitet ist.
Free Lossless Audio Codec (FLAC) ist ein kostenloser Codec, der verlustfreie Komprimierung verwendet. Alternative und weniger verbreitete verlustfreie Codecs: WavPack (WV), Monkey’s Audio (APE) usw.
GSM-FR ist der erste digitale Sprachcodierungsstandard, der in GSM-Telefonen verwendet wird
Adaptive Multi Rate (AMR): Aufzeichnung menschlicher Sprache auf Mobiltelefonen und anderen Mobilgeräten
G.723.1: Einer der grundlegenden Codecs für IP-Telefonieanwendungen
G.729 ist ein proprietärer Schmalband-Codec zur digitalen Darstellung von Sprache
Internet Low Code Rate Codec (iLBC) – Ein beliebter kostenloser Codec für IP-Telefonie (insbesondere für Skype und Google Talk)

Hardware-Codec
Realtek ALC 882 HD Audio-Codec-Chip auf dem Motherboard
Realtek ALC 882 HD Audio-Codec-Chip auf dem Motherboard
Ein Hardware-Audio-Codec bezieht sich auf einen separaten Chip, der ein analoges Audiosignal unter Verwendung von Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlern in ein digitales Signal codiert und decodiert und umgekehrt. Die Digital-Analog-Wandlung erfolgt, wenn der Computer Ton an externe Lautsprecher sendet, und die Analog-Digital-Wandlung erfolgt, wenn Ton von außen in den Computer gelangt.

Der Audio-Codec ist die Hauptkomponente einer Soundkarte, aber nicht immer die einzige. Es ist eine Zwischenverbindung, eine Schnittstelle zwischen analogen Anschlüssen zum Empfangen und Senden von Ton und digitalen Tonverarbeitungseinheiten

Bei massiven Onboard-Soundkarten auf Motherboards repräsentiert der Audio-Codec tatsächlich die gesamte Soundkarte: Er wandelt das von den Anschlüssen empfangene analoge Signal in ein digitales Signal um und überträgt es an die Südbrücke des Motherboards, von wo aus der Sound ausgegeben wird Digital geht an den Zentralprozessor. Diese Technologie zur Verarbeitung von digitalem Audio in einem Zentralprozessor wird als Host-Signalverarbeitung bezeichnet.

Bei diskreten Soundkarten, die an das Motherboard angeschlossen sind, erfüllt der Audio-Codec dieselbe Funktion wie bei den integrierten, überträgt das Audiosignal nach der Digitalisierung jedoch nicht an den Zentralprozessor, sondern an einen Audioverarbeitungs- und Steuerchip speziell, befindet sich auch auf der Soundkarte.

Ein Audio-Codec-Chip ist normalerweise etwa 7 mm² groß und befindet sich bei einer integrierten Soundkarte normalerweise in der Nähe der Rückseite des Motherboards. Die Haupthersteller von Hardware-Audio-Codecs sind Realtek, VIA Technologies, C-Media, Intel und Analog Devices.

Auswahl eines Audio-Codecs für Online-Streaming und -Aufnahme.

Auswahl eines Audio-Codecs für Online-Streaming und -Aufnahme.

Audio Codec

Interessieren Sie sich für einen Audio-Codec und wie Sie den richtigen auswählen, um das beste Ergebnis aus Online-Streaming oder -Aufnahme zu erzielen?

Audio Codecs

Stellen Sie sich vor, wir leben in einer völlig analogen Welt. Dann wären keine Audio-Codecs erforderlich. Was ist es, fragst du? Es ist ein Algorithmus, der verwendet wird, um analoges Audio in digitales umzuwandeln. Dies ist in der Welt der digitalen Geräte, Mediaplayer und des Internets erforderlich.

Die Qualität der Audio-Codecs hat sich im Laufe der Jahre erheblich verbessert. Gehen wir zum Beispiel zurück in die 80er Jahre, als die ersten digitalen Verstärker auftauchten. Im Vergleich zur Wiedergabequalität eines modernen digitalen Verstärkers ist der Unterschied offensichtlich. Die besten Audio-Codecs bieten einen besseren und realistischeren Klang.

Aber jetzt gibt es so viele verschiedene Audio-Codecs. Welche soll ich wählen?
Viele Codecs sind sehr spezifisch. Einige von ihnen sind proprietär, während andere für bestimmte Anwendungen erstellt wurden, meistens für die Telekommunikation. Für Sprachsignale wie auf Ihrem Telefon müssen Sie keine High-Fidelity-Audio-Codecs verwenden, da in diesem Fall die Wiedergabe eines Signals mit einem begrenzten Audiobereich besser geeignet ist. Für die Musikwiedergabe ist jedoch ein qualitativ hochwertiges Audiosignal sicherlich vorzuziehen.

Wenn Sie tiefer graben, werden Sie feststellen, dass verschiedene Audio-Codecs unterschiedliche Zwecke bei der Verarbeitung des ursprünglichen analogen Signals erfüllen. Ein Audio-Codec wie PCM ist beispielsweise ein verlustfreier Komprimierungsalgorithmus. Dies bedeutet, dass das Signal in digitaler Form wiedergegeben wird, ohne ein einziges Bit der Originalinformationen zu verlieren. Andere Audio-Codecs wie AAC und MP3 komprimieren Audio mit einigen Verlusten.

Durch die Komprimierung werden die Bits des ursprünglichen Inhalts und damit die Dateigröße reduziert. Wenn Sie Songs auf einem mobilen Gerät anhören, können Sie sicher sein, dass diese Dateien komprimiert wurden, um weniger Speicherplatz zu beanspruchen. Aus diesem Grund können Sie eine große Anzahl von Musikdateien auf Ihrem Gerät speichern, deren Qualität jedoch nicht optimal ist.

Audio-Codecs für Epiphan Pearl und Pearl-2
Natürlich ist es unmöglich, alle Eigenschaften von Audio-Codecs in einem Artikel detailliert zu beschreiben, aber es kann dennoch hilfreich sein, einige der Nuancen bei der Auswahl des richtigen Audio-Codecs für Live-Streaming oder -Aufnahmen mit Epiphan Pearl oder Pearl- zu klären. 2.

Es stehen 3 Audio-Codecs zur Verfügung:

-PCM – Unkomprimierter Audio-Codec. Dies ist möglicherweise die beste Option, wenn Sie Shows zur weiteren Bearbeitung aufnehmen möchten und nicht durch die Netzwerkbandbreite eingeschränkt sind.

-AAC: Audio-Codec mit Komprimierungsalgorithmus, der sich am besten für Live-Streaming oder Inhaltsaufzeichnung mit sofortiger Wiedergabe auf Mediaplayern oder zum Hochladen ins Internet eignet. Experten glauben, dass AAC bei gleicher Audio-Bitrate besseres Audio als MP3 wiedergibt. In der Regel reproduzieren die neueren Codecs das analoge Signal besser als ihre Vorgänger, darauf können Sie den Experten vertrauen.

-MP3 – ein ziemlich alter, aber immer noch sehr beliebter Algorithmus zur Komprimierung von Audiocodes, der sich auch zum Live-Streaming oder Aufzeichnen von Inhalten mit sofortiger Wiedergabe auf Mediaplayern oder zum Hochladen ins Internet eignet.
Die Auswahl des richtigen Audio-Codecs ist wichtig, wenn Sie Live-Streaming oder -Aufnahmen mit Epiphan Pearl oder Pearl-2 einrichten. Samplerate und Audio-Oversampling-Effekte sind weitere wichtige Parameter zur Verbesserung der Klangqualität.