{"id":1038,"date":"2021-01-22T21:08:32","date_gmt":"2021-01-22T21:08:32","guid":{"rendered":"http:\/\/mp4gain.com\/de\/audio-video\/?p=1038"},"modified":"2021-01-22T21:08:32","modified_gmt":"2021-01-22T21:08:32","slug":"grundlagen-der-digitalen-klangtheorie-teil-3","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mp4gain.com\/de\/audio-video\/audio\/grundlagen-der-digitalen-klangtheorie-teil-3\/","title":{"rendered":"Grundlagen der digitalen Klangtheorie Teil 3"},"content":{"rendered":"

Grundlagen der digitalen Klangtheorie Teil 3<\/strong><\/p>\n

\"Sample<\/p>\n

Komprimierungsalgorithmen<\/p>\n

\"Sample<\/p>\n

Versuchen wir zu berechnen, wie viel Speicherplatz eine durchschnittliche digitalisierte Musikkomposition in CD-Qualit\u00e4t belegt. Offensichtlich ist es daf\u00fcr notwendig, die Formel t KBF-Gr\u00f6\u00dfe \u22c5 \u22c5 \u22c5 = zu verwenden, wobei F die Abtastfrequenz ist, B die Abtastkapazit\u00e4t ist, K die Anzahl der Strings ist, t die Zeit ist.<\/p>\n

Unter der Annahme von 44,1 kHz Kr\u00e4uter, B = 2 Bytes, K = 2 Kan\u00e4len und t = 300 Sekunden erhalten wir, dass der digitalisierte Song ungef\u00e4hr 50 MB belegt.<\/p>\n

Dies bedeutet, dass nur etwa 10 unkomprimierte Songs auf CD gebrannt werden k\u00f6nnen. Da jede Sekunde digitalisierten Tons in CD-Qualit\u00e4t 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.<\/p>\n

F\u00fcr gew\u00f6hnliche Telefonnetzwerke ist dies zu viel, als dass Ton in einem kontinuierlichen Strom \u00fcbertragen werden k\u00f6nnte. Ein Problem tritt auf: Irgendwie ist es notwendig, die Gr\u00f6\u00dfe der Sounddateien zu reduzieren.<\/p>\n

Es wird sehr effektiv durch die Verwendung verschiedener Komprimierungsalgorithmen gel\u00f6st.
\nFlash Player unterst\u00fctzt die folgenden Komprimierungsarten.<\/p>\n

\u2022 ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation – Adaptive Difference Pulse Code Modulation). Diese Art der Komprimierung basiert auf zwei Ideen. Zun\u00e4chst wurde festgestellt, dass bei der \u00fcberwiegenden Mehrheit der von uns wahrgenommenen Ger\u00e4usche 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).<\/p>\n

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 ben\u00f6tigen. Zweitens erfolgt die Codierung der Differenz zwischen benachbarten Proben unter Ber\u00fccksichtigung der Gr\u00f6\u00dfe der Amplituden- und Frequenzzusammensetzung, da das menschliche Ohr Empfindlichkeitsgrenzen aufweist (die sogenannte Anpassung).<\/p>\n

Der ADPCM-Algorithmus wird in der IP-Telefonie aktiv verwendet. Es ist aufgrund der erheblichen Verzerrungen, die es in den Klang einf\u00fchrt, schlecht f\u00fcr das Streamen von Musik geeignet (Verzerrungen kommen nat\u00fcrlich in die Sprache, sind aber in der Sprache kaum wahrnehmbar). Das Komprimierungsverh\u00e4ltnis f\u00fcr ADPCM ist normalerweise niedrig und reicht von 8: 1 bis 3: 1. Der ADPCM Flash Player-Codec erm\u00f6glicht 2, 3,4 oder 5 Bit, um den Unterschied zwischen Samples darzustellen. Tats\u00e4chlich k\u00f6nnen Sie eine akzeptable Klangqualit\u00e4t mit einer Bitrate (Bitrate, dh dem “Gewicht” einer Tonsekunde) von 16 Kbit erzielen.<\/p>\n

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 Gr\u00f6\u00dfenordnung bessere Qualit\u00e4t bei gleicher Bittiefe. Das Vorhandensein des entsprechenden Codecs wird durch die Prinzipien der Abw\u00e4rtskompatibilit\u00e4t erkl\u00e4rt: 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 zur\u00fcckzuf\u00fchren 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.<\/p>\n

\u2022 MP3. Einer der ersten und gebr\u00e4uchlichsten Komprimierungsalgorithmen, der auf der sogenannten psychoakustischen Komprimierung basiert. Es verwendet die folgenden Eigenschaften des menschlichen Ohrs:<\/p>\n

oder wenn ein leiser Klang einem sehr starken folgt, dann h\u00f6ren wir ihn nicht. Daher kann es verworfen werden;<\/p>\n

oder eine Klangkomponente mit einer gro\u00dfen Amplitude maskiert Komponenten in der N\u00e4he, jedoch mit kleineren Amplituden. Daher k\u00f6nnen sie ohne merklichen Qualit\u00e4tsverlust geschlachtet werden.<\/p>\n

oder die Empfindlichkeit des Ohrs gegen\u00fcber Frequenzverzerrungen ist gering. Wenn die Komponenten nahe beieinander liegen, k\u00f6nnen sie als gleich angesehen werden.<\/p>\n

o Wir nehmen sehr leise und sehr laute T\u00f6ne falsch wahr, sodass weniger Bits f\u00fcr ihre Codierung zugewiesen werden k\u00f6nnen als f\u00fcr T\u00f6ne mit einer durchschnittlichen Frequenz.<\/p>\n

Technisch ist der MP3-Algorithmus wie folgt implementiert. Der Sound wird in Chunks einer bestimmten L\u00e4nge unterteilt, die als Frames bezeichnet werden, und eine Vorw\u00e4rts-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.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Grundlagen der digitalen Klangtheorie Teil 3 Komprimierungsalgorithmen Versuchen wir zu berechnen, wie viel Speicherplatz eine durchschnittliche digitalisierte Musikkomposition in CD-Qualit\u00e4t belegt. Offensichtlich ist es daf\u00fcr notwendig, die Formel t KBF-Gr\u00f6\u00dfe \u22c5 \u22c5 \u22c5 = zu verwenden, wobei F die Abtastfrequenz ist, B die Abtastkapazit\u00e4t ist, K die Anzahl der Strings ist, t die Zeit ist. … Continue reading “Grundlagen der digitalen Klangtheorie Teil 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