Als resultaat van het bemonsteren van een analoog audiosignaal verkrijgen we een reeks binaire getallen (numerieke streams) die kunnen worden geschreven naar bepaalde soorten bestanden (audiobestanden of geluidsbestanden) die zijn opgeslagen op verschillende soorten digitale media (cd, Dvd, hd of andere).

Deze bestanden kunnen drie verschillende coderingsindelingen hebben:

Ongecomprimeerd – Alle gegevens die zijn afgeleid van het bemonsteringsproces, worden naar het opgeslagen bestand geschreven.
Lossy: de informatie in het opgeslagen bestand is minder dan die in de brongegevens (informatieverlies).

Lossless – De informatie in het opgeslagen bestand is identiek aan die in de brongegevens, maar de gegevens zijn nog steeds gecomprimeerd.
In feite vloeien deze verschillende mogelijkheden voort uit de noodzaak dat wanneer we alle informatie met betrekking tot een signaal op een digitaal medium willen opslaan, we de gebruikte opslagruimte mogelijk moeten verkleinen om te profiteren van de draagbaarheid of transmissiviteit van de gecodeerde stream. We moeten onze toevlucht nemen tot compressie van de informatie zelf, zodat ook de omgekeerde bewerking mogelijk is.

Deze bewerking wordt uitgevoerd met behulp van codecs die programma’s (of apparaten) zijn die zowel de digitalisering van signalen (meestal audio of video) als hun digitale codering en / of decodering behandelen.

Er zijn verschillende soorten codecs, die van elkaar verschillen door het type signaal waarop ze moeten werken en door het coderings- / compressie-algoritme dat erin is geïmplementeerd. Elk coderingsformaat kan worden afgeleid van verschillende codecs. Hiermee kunt u in feite luisteren naar eigen indelingen die door elke bestandslezer worden geopend, waarbij de fysieke laag gescheiden blijft van de logische indeling van de weergave.

De voordelen van compressie zijn:

neemt minder ruimte in beslag op de doelmedia.
minder tijd besteden aan gegevensoverdracht (bitsnelheid).
De kosten (nadelen) zijn de toename van de lees- / schrijftijden die verband houden met decompressie- / compressietijden en, in het geval van audiobestanden, ook in termen van audiokwaliteit.

Bitrate

Voordat we ingaan op de verschillende soorten audioformaten, laten we ons concentreren op concepten die verband houden met datatransmissiesnelheid, aangezien audiobestanden intrinsiek verband houden met de tijd die verstrijkt: elke seconde is geassocieerd met een bepaalde informatie-inhoud en daarom beide naar een bepaalde subreeks van figuren. binair. Het aantal binaire cijfers waaruit deze subreeksen bestaan, wordt de bitsnelheid genoemd.

Bitsnelheid is het aantal binaire cijfers dat wordt gebruikt om één seconde aan informatie op te slaan.

Cd’s hebben bijvoorbeeld standaard een bemonsteringsfrequentie gelijk aan 44.100Hz, wat dus 44.100 waarden per seconde genereert voor elk kanaal. In het geval van een stereobestand worden ze vermenigvuldigd met 2, en aangezien bemonstering gebeurt met 16 bits (exact gelijk aan 2 bytes), moeten ze worden vermenigvuldigd met 2:

44.100 * 2 * 2 * 60 (seconden) = 10.584.000 bytes (~ 10 MB) elke minuut

De bitsnelheid wordt uitgedrukt in kilobits per seconde (kbps) en kan variëren van 32 tot 320 kbps. Als we bijvoorbeeld de bitsnelheid van het vorige bestand willen berekenen, moeten we het volgende berekenen:

44.100 * 2 * 2 * 8 (bytes naar bit) = 1.411.200 bits / seconde (1.411 kbs)

De berekeningen die we zojuist hebben uitgevoerd, verwijzen naar een niet-gecomprimeerd formaat, terwijl in het geval van gecomprimeerde formaten, naarmate de totale lengte van het bestand afneemt, de gemiddelde lengte van de subreeksen ook afneemt, en dus ook de bitsnelheid. bedoel dat zal overeenkomen met de compressiefactor.

Als een bestand met een bitsnelheid van 1411 Kbps, zoals in het vorige voorbeeld, zou worden gecomprimeerd met een gemiddelde bitsnelheid van 320 Kbps, zouden we de oorspronkelijke bestandsgrootte met een factor van ongeveer 4,5 (1411/320) hebben verkleind.

Momenteel zijn er in de meest geavanceerde codecs drie soorten bitrate-implementatie:

CBR (BitRate van Costant). De eenvoudigste, meest gebruikte en nu minst effectieve methode. De bitsnelheid blijft constant in elk frame en dit betekent dat de encoder altijd hetzelfde aantal bits zal gebruiken om elke muzikale passage te coderen. In de praktijk zullen de meer complexe passages een lagere kwaliteit hebben dan die met weinig dynamiek of stilte, aangezien ze gecodeerd zullen worden met een altijd gelijk aantal bits, terwijl er meer nodig zou zijn voor de eerste en minder voor de laatste. Een groot voordeel van deze modus is dat de grootte van het resulterende bestand altijd evenredig is met de lengte van het onderdeel en gemakkelijk kan worden geëvalueerd.

ABR (gemiddelde bitsnelheid). De gemiddelde bitsnelheid is een modus die beter presteert dan CBR en bestaat uit een soort variabele bitsnelheid. De encoder codeert de regio’s die het nodig hebben met meer bits en de eenvoudigere met minder.