MP3, das Sternformat, die Gründe


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MP3, das Sternformat, die Gründe

MP3

Eine weitere interessante Eigenschaft des Hörens ist, dass je niedriger die Lautstärke, desto niedriger die Auflösung, desto weniger Geräusche wahrgenommen werden. Wenn die Lautstärke verringert wird, werden die hohen Frequenzen besser wahrgenommen, wenn die Lautstärke erhöht wird, werden die niedrigen Frequenzen wahrgenommen. Und sie ergänzen sich nicht, sondern ersetzen sich.

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Eine Person nimmt einige Geräusche nicht wahr und konzentriert sich auf andere. Achten Sie darauf: Ein Instrument oder eine Stimme ist normalerweise klar und bewusst hörbar. Alles andere wird zum Hintergrund oder zu einer einzigen Melodie. Und egal worauf wir uns in der Komposition konzentrieren, wir können die Anzahl der wahrgenommenen Grundgeräusche nicht erhöhen.

So erstellen Sie die MP3

Alle diese Daten aus experimentellen Studien werden gesammelt und in Form eines idealen Modells des menschlichen Gehörs präsentiert. Der MP3-Standard konzentriert sich darauf.

Alles, was eine Person nicht eindeutig hört, wird sofort abgeschnitten. Die Nachbearbeitung verschlechtert den Klang gemäß dem Verständnis dieses Modells.

Dank der großartigen Arbeit bewerten moderne psychoakustische Modelle das menschliche Gehör genau und stehen nicht still.

Trotz der Zusicherungen von Musikliebhabern, Musikern und Audiophilen gegenüber dem unerfahrenen Mittelohr weist MP3 von höchster Qualität fast extreme Parameter auf.

Es gibt Ausnahmen, sie können nicht aufhören zu existieren. Aber sie werden durch blindes Zuhören nicht immer leicht bemerkt. Und sie leiten sich nicht mehr von den Hörmechanismen ab, sondern von den Algorithmen zur Verarbeitung von Schallinformationen im Gehirn.

Und hier spielen nur persönliche Faktoren eine Rolle. All dies erklärt, warum wir verschiedene Kopfhörermodelle lieben und warum die numerischen Eigenschaften des Audios die Klangqualität nicht eindeutig bestimmen können.

MP3 passt zu allem: analoge Qualität

Das Beharren von Audiophilen auf wählerischen FLACs ist einen weiteren ernsthaften Blick wert. Die meisten analogen Aufnahmen enthalten nicht genügend Informationen für verlustfreie Formate.

Alle CDs werden mit einer Abtastrate von 44,1 kHz und einer 16-Bit-Quantisierung aufgenommen. Woher kommen 192 kHz und 24/32 Bit, die beim Codieren in FLAC verwendet werden? Sie sind nicht, das ist eine Puppe!

Sie werden einwenden, dass diese Parameter für analogen Sound höher sind … Aber für eine Audiokassette und ein Magnetband (es sei denn, es handelt sich natürlich um ein japanisches Masterband) sind die Eigenschaften einer Audio-CD NICHT AKZEPTIERBAR. Bei herkömmlichen Studiogeräten ist die Möglichkeit, analogen Ton entsprechend AudioCD aufzunehmen, relativ neu.

Daher ist es nicht sinnvoll, Aufnahmen aus dem vordigitalen Zeitalter in frenetischer Qualität zu digitalisieren, insbesondere solche, die auf magnetischen Medien erstellt wurden. Sie enthalten nicht diese Spektren und die Menge an Informationen, die Container ohne Komprimierung speichern können.

Alles passt in MP3: digital

Genau genommen ist das Bild bei den meisten digitalen Aufnahmen das gleiche. In den 90er Jahren und später erschienen billige Kunststoff-Boomboxen. Die Toningenieure mussten sich auf allen Geräten um den gleichmäßigen Klang kümmern: Der Dynamikbereich der Aufnahmen wurde auf 10-12 Bit reduziert.

Noch ein Punkt. Bis vor kurzem hat niemand in einem sehr hochwertigen Studio aufgenommen. Weil es schwierig ist, gleichzeitig mit mehreren Dutzend Audiospuren mit hoher Aufnahmequalität zu arbeiten, und manchmal einfach nicht genügend personelle und technische Ressourcen vorhanden sind.


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Warum MP3 für Sie genug ist, aber verlustfrei ist nicht notwendig

Warum MP3 für Sie genug ist, aber verlustfrei ist nicht notwendig

Mp3

Hast du das Gewächshaus fertiggestellt? Damit Sie nicht verlieren müssen, hören Sie sich hochwertige MP3-Dateien an.

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Sehr oft gibt es Leute, die komprimierte Formate grundsätzlich verachten. Sie sollten sich nicht von Ihrer Meinung leiten lassen. Die folgenden Mods, die im Studio mit einer Wahrscheinlichkeit von 90% den Unterschied zwischen komprimiertem und unkomprimiertem Audio nicht hören.

Was ist mp3?

Bei MP3 geht es nicht nur um Schnittqualität. Es wurde von der Fraunchhofer-Gesellschaft entwickelt, einem Verband angewandter Forschungsinstitute in Deutschland. Später kamen sie auf AAC, das das wichtigste komprimierte Audioformat werden könnte … Aber es funktionierte nicht.

Wussten Sie, dass MP3 mit variabler (VBR) und konstanter (CBR) Bitrate geliefert wird? Die konstante Bitrate wird aufgrund der Funktionsweise des Algorithmus jedes Mal als erste codiert. Daher kann es zu ungleichmäßiger Qualität kommen, was bedeutet, dass nicht alle Töne in dieser Situation in hoher Qualität aufgenommen werden.

Da es MP3 schon lange gibt, gibt es viele Einschränkungen. Die Bitbreite beträgt 16-24 Bit. Die Abtastrate wird durch die folgenden Optionen dargestellt: 8; 11.025; 12; Sechszehn; 22.05; 24; 32; 44,1; 48. Die maximale Bitrate überschreitet 320 kbps nicht. Die maximale Anzahl von Kanälen beträgt 2. Aber wir reden immer noch über Musik, wir müssen immer noch nach Mehrkanalaufnahmen suchen.
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Nun wollen wir sehen, wie MP3 codiert ist. Die Abbildung zeigt die Zeit-Frequenz-Verteilung des Tons. Gleiche Aufnahme: Audio-CD, OGG-Datei, MP3 gut codiert. Was wir beobachten ist, dass die Stücke rechts und links fast vollständig zusammenfallen. Dies bedeutet, dass die MP3-Datei fast genauso klingt wie die ursprüngliche CD-Aufnahme.

Das menschliche Gehör und seine Grenzen – Psychoakustik

Tatsache ist, dass die Hauptaufgabe der Fraunchhofer-Gesellschaft die Entwicklung psychoakustischer Modelle der menschlichen Klangwahrnehmung ist. Und hier sind viele Feinheiten. Die Hauptsache ist, dass wir keine Delfine sind.

Zweitens gibt es bestimmte Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl der gleichzeitig wahrgenommenen Geräusche. Eine Person kann nicht mehr als 250 Töne aus 24 Bereichen gleichzeitig hören (außerdem ist die Anzahl der gleichzeitigen Töne in dem Bereich auch recht gering).

Drittens beträgt der hörbare Bereich 16 Hz bis 20 kHz und wird im Alter von 60 Jahren um fast die Hälfte reduziert. Idealerweise und während des Trainings (ja, du musst es trainieren!).

Alle Frequenzen unter 100 Hz werden nicht von den Hörzellen wahrgenommen, sondern … von der Haut. Dann werden die tiefen Wellen im Gehörgang reflektiert; Diese Wellen werden als Infrabass wahrgenommen. (Dies ist aus dem Bereich der Knochenleitung).
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Auch die Anzahl der Zellen, die Schallwellen registrieren, ist für jede unterschiedlich. Aber was ist da? Für jede Person ist ihre Anzahl im rechten und linken Ohr unterschiedlich.

Übrigens ist die Wahrnehmung jedes Ohrs unterschiedlich. Wechseln Sie die Kanäle Ihres Lieblingssongs – erhalten Sie einen neuen Sound.

Wenn Sie tiefer graben, stellt sich heraus, dass jede Schallfrequenz nur bei einer bestimmten Lautstärke wahrgenommen wird. Wenn es erreicht ist, wird die Stille durch ein scharfes und ganz anderes Geräusch ersetzt. Danach kann eine Person einen niedrigeren Ton dieser Frequenz hören.

Das MP3-Phänomen

Das MP3-Phänomen

MP3

Das MP3-Musikformat (MPEG-1 Layer 3) ist eines der weltweit am häufigsten verwendeten digitalen Audioformate. Es ist mit allen tragbaren und stationären Audiogeräten kompatibel. Im Mai 2017 kündigten die Entwickler des Formats seinen “Tod” an.

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Am 23. April 2017 wurde das von Technicolor und Fraunhofer IIS lizenzierte kommerzielle Programm annulliert: Das letzte im Programm enthaltene Patent lief ab und machte das Format zum Standard im öffentlichen Bereich. Können wir sagen, dass die Tage des beliebtesten Formats gezählt sind? Die MP3-Entwicklung begann Ende der 1980er Jahre am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS).

1987 arbeiteten die Universität Erlangen-Nürnberg und das Fraunhofer IIS gemeinsam am Projekt EU147 EUREKA Digital Audio Broadcasting (DAB). Das erste Ergebnis der Arbeit der Allianz war der LC-ATC-Codec, der es ermöglichte, Stereomusik in Echtzeit zu codieren. Der nächste Schritt war die Entwicklung eines OCF-Codierungsalgorithmus (Optimal Frequency Domain), der bereits einige Merkmale des zukünftigen MP3-Codecs aufwies. Zum ersten Mal ist es möglich, Musik in guter Qualität mit 64 kbit / s für ein Monosignal zu codieren. OCF war der Beginn des Weges zur Standardisierung von MPEG (Moving Picture Expert), einer Organisation, die für die Entwicklung und Implementierung internationaler Standards für die Komprimierung und Übertragung digitaler Video- und Audioinhalte verantwortlich ist.

1989 erhielt MPEG 14 Vorschläge zur Implementierung eines Audiokodierungsstandards, sodass die Teilnehmer aufgefordert wurden, ihre Entwicklungen zu kombinieren. Dies führte zur Entstehung von vier potenziellen Kandidaten, darunter MUSICAM vom Institut für Rundfunktechnologie IRT und Philips sowie ASPEC (Adaptive Spectral Perceptual Entropy Coding), was das Ergebnis weiterer Verbesserungen des OCF Fraunhofer IIS sowie Beiträge der Universität ist von Hannover in Zusammenarbeit mit AT & T und Thomson. Nach umfangreichen Tests schlug MPEG vor, MUSICAM und ASPEC zu kombinieren, um eine Familie von drei Codierungsmethoden zu erstellen: Stufe 1: eine Version von MUSICAM mit geringer Komplexität; Stufe 2 – MUSICAM-Codec; Level 3 (später MP3 genannt): basierend auf ASPEC.

Die technische Entwicklung des MPEG-1-Standards wurde im Dezember 1991 abgeschlossen. 1994 stellte Fraunhofer IIS den weltweit ersten MP3-Encoder L3enc vor, und 1995 akzeptierten die Fraunhofer-Forscher einstimmig “.mp3” als Dateierweiterung für MPEG Layer 3 [. 1]. Dank des im MP3-Audioformat verwendeten Komprimierungsalgorithmus wird die Größe der Daten, die für die Wiedergabe der Aufnahme erforderlich sind und die Qualität der Tonwiedergabe sicherstellen, je nach Bitrate der Aufnahme erheblich auf das 10-12-fache des Originals reduziert. Die Bitrate bezieht sich auf die Codierungs- / Decodierungsrate eines digitalen Audiostreams. Die Klangqualität verbessert sich mit zunehmender Bitrate. Das MP3-Format weist die folgenden Bitraten auf: 32 kbit / s (sehr niedrige Qualität, nur für Sprache akzeptabel), 96 kbit / s, 128 kbit / s (mittlere Qualität), 160 kbit / s, 192 kbit / s, 256 kbit / s, 320 kbit / s (höchste beste Qualität). Das Prinzip des Komprimierungsalgorithmus lautet wie folgt: Während des Komprimierungsprozesses analysieren die Audio-Codecs die Signale und konzentrieren sich dabei auf die hörbaren Fragmente, die für die spätere Wiedergabe oder Übertragung gespeichert werden.

Dies schließt Geräusche außerhalb des Wahrnehmungsbereichs des menschlichen Ohrs (20 bis 20.000 Hz) aus. Deshalb wird MP3 als verlustbehaftet bezeichnet. Es gibt drei Möglichkeiten, MP3-Dateien zu codieren: konstante Bitrate (CBR), variable Bitrate (VBR) und mittlere Bitrate (ABR). CBR ist der Standardverschlüsselungsmodus. In diesem Modus ist die Bitrate für die gesamte Datei konstant. Dies bedeutet, dass jeder Teil der MP3-Datei die gleiche Anzahl von Bits verwendet. Unabhängig von der Komplexität eines Musikstücks verwendet der Encoder dieselbe Bitrate, sodass die Qualität der endgültigen Datei variabel ist. Komplexe Teile sind von geringerer Qualität als einfachere. Der Hauptvorteil dieses Modus besteht darin, dass sich die Größe der endgültigen Dateien nicht ändert und genau vorhergesagt werden kann.

Beim Codieren im VBR-Modus wählt der Benutzer die gewünschte Qualität auf einer Skala von 9 (niedrigste Qualität, höchste Verzerrung) bis 0 (höchste Qualität / niedrigste Verzerrung). Der Codec versucht dann, eine bestimmte Qualität in der gesamten Datei beizubehalten, indem er die optimale Anzahl von Bits für jeden Teil der Audioaufzeichnung auswählt. Der Hauptvorteil ist die Möglichkeit, das zu erreichende Qualitätsniveau anzugeben. Ein wesentlicher Nachteil ist jedoch die Unvorhersehbarkeit der endgültigen Dateigröße. Im ABR-Modus stellt der Benutzer die Bitrate ein und der Encoder versucht, die durchschnittliche Bitrate konstant zu halten, während höhere Bitraten für die Teile der Musik verwendet werden, die mehr Bits benötigen. Das

Größe und Qualität von MP3-Dateien

Größe und Qualität von MP3-Dateien

MP3 File

Das MP3-Dateiformat ist ein “offenes Format”, das von den meisten Herstellern unterstützt wird.

mp3 file

Das MP3-Format ist eines der am häufigsten verwendeten digitalen Audiokodierungsformate. Ein Merkmal der MP3-Audiokodierung ist die verlustbehaftete Codierung. Die Kodierung basiert jedoch auf einem speziellen Modell, das die Besonderheiten der Hörwahrnehmung berücksichtigt. Das Vorhandensein von Verlusten führt daher nicht zu einer katastrophalen Schallverschlechterung.

MP3-Dateien sind zu einem De-facto-Standard geworden und mit den gängigsten Betriebssystemen, vielen CD- und DVD-Playern und anderen Geräten kompatibel.

Interessanterweise beschreibt der Standard das tatsächliche Speicherformat und nicht die Art und Weise, wie der Ton codiert wird. Daher stehen viele Tools zur Wiedergabe von MP3-Audio zur Verfügung.

Spezielle Codecs werden verwendet, um Audio im MP3-Format zu codieren.
Es gibt zwei Arten von Audio-Codecs: Hardware-Codec und Software-Codec.

Die Hardware-Codierung erfolgt durch spezielle Mikroschaltungen.
Die Software-Codierung erfolgt mit speziellen Computerprogrammen.

Die Audioqualität im MP3-Format (alle anderen Faktoren sind gleich) hängt vom Komprimierungsverhältnis (Verlustbetrag) und vom Codierungsprogramm ab. Aus diesem Grund sind Markennamen-Player, die bekannte Markencodecs und Audiosignalverarbeitungssysteme verwenden, in der Wiedergabequalität herkömmlichen Geräten, die aus Standardbaugruppen zusammengesetzt sind, deutlich überlegen.

Die Qualität der tatsächlichen Wiedergabe hängt von der Größe des Mediendatenstroms ab. Die Menge des Datenstroms wird manchmal als Streambreite bezeichnet. Es gibt einen speziellen Begriff: Bitrate. Die Datenflussrate wird in Kilobit pro Sekunde definiert und mit kbs, kbps, kb / s bezeichnet. Die Aufzeichnung kann auf verschiedene Arten codiert werden: konstante Bitrate und variable Bitrate. Die variable Bitrate hilft, Details zu erhalten, indem die Datenmenge erhöht wird.

Nicht alle Bitraten sind für eine qualitativ hochwertige Musikwiedergabe geeignet