Wie funktioniert die Audiokomprimierung und können Sie den Unterschied wirklich feststellen?

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Audiokomprimierung

Die Art und Weise, wie wir der Musik Aufmerksamkeit schenken, hat sich im Laufe der Jahre tatsächlich stark verändert. Das Zeitalter der physischen Formate ist mehr als und digitale Dokumente beherrschen jetzt.

Egal, ob Sie Ihre Songs streamen oder herunterladen, wahrscheinlich in Layouts wie MP3 oder AAC. Diese werden in kleine und auch bequeme Datengrößen gepresst, und auch um das Rauschen aus der Originalaufnahme zu entfernen.

In diesem Artikel sehen wir uns an, wie die Komprimierung von Songs funktioniert und ob sie einen echten Einfluss darauf hat, wie Ihre Songs wirklich aussehen.

So funktioniert die Komprimierung

Digitale Musik wird uns häufig – über Mediashops und auch Streaming-Lösungen – in Layouts mit verlustbehafteter Komprimierung angeboten. Um die Daten zu komprimieren – um sie zu verkleinern – werden Informationen aus der Initiale entfernt und können nie wieder zurückgeholt werden.

Diese Daten werden nicht willkürlich gelöscht. Die Dokumentlayouts verwenden Psychoakustik um die Einschränkungen des menschlichen Gehörs zu umgehen, Dinge auszusortieren, von denen wir nicht wussten, dass sie auch da waren.

Das menschliche Gehör arbeitet im Bereich von etwa 20 Hz bis 20 kHz, sodass theoretisch alles, was über dieses Array hinausgeht, beseitigt werden kann, ohne dass wir es überhaupt beobachten. Auch unser Hörbereich nimmt mit zunehmendem Alter ab, sodass sowieso niemand genau das Gleiche hört.

Dieser Videoclip hilft Ihnen festzustellen, welche Regelmäßigkeiten Sie hören. Probieren Sie es mit Kopfhörern aus, aber achten Sie darauf, dass Sie die Lautstärke beim Weiterschalten ganz herunterdrehen, um Ihr Gehör nicht zu zerstören.

Darüber hinaus sind Töne mit einer höheren Frequenz schwieriger zu hören, wenn sie von lauteren Tönen mit niedrigerer Frequenz umgeben sind. Ein konsistenter Drum-Beat kann zum Beispiel einige der Feinheiten einer Aufnahme zum Schweigen bringen.

Kompression wagt dieses Phänomen über eine sogenannte „Maskierung“. Hier überdeckt eine lautere, tiefere Frequenz den Verlust einer größeren, leiseren. Dies kann über den gesamten Frequenzbereich erfolgen, scheint jedoch über 15 kHz besonders anfällig dafür zu sein.

Es gibt also offensichtlich viel Spielraum, um offensichtlich wertlose Informationen aus einer Audioaufnahme zu entfernen, obwohl manche Audiophile sagen dass dies viel weniger greifbare Qualitäten wie Umgebung und Raum beseitigt und außerdem zu einem zusätzlichen zweidimensionalen Audio führt. Das Ziel besteht zwangsläufig darin, das Gleichgewicht zwischen Dokumentengröße und hoher Qualität zu finden.

Bitrate (oder Bitrate)

Die Dimension von Daten wird durch ihre Bitrate bestimmt. Viele Leute gehen davon aus, dass die Bitrate ein Zeichen für hohe Qualität ist, aber so einfach ist das nicht. Die Bitrate informiert Sie über die verwendete Komprimierungsstufe, sodass Sie eine unklare Vorstellung davon haben, was Sie erwarten können, aber es gibt zahlreiche andere Variablen, die die Spitzenqualität beeinflussen.

itunes-bitrate

  • Verschiedene Codecs haben unterschiedliche Effizienzgrade, so dass zwei Dateistile, die mit der exakt gleichen Bitrate eingeschrieben werden, sicherlich von erheblich unterschiedlicher Qualität sein werden.
  • Sogar innerhalb des gleichen Stils ist das für die Komprimierung verwendete Softwareprogramm wichtig. Einige Encoder sind besser als andere, und viele bieten sogar unterschiedliche Qualitätseinstellungen bei derselben Bitrate. Eine schnellere Verarbeitung führt beispielsweise zu einer geringeren Ausgabequalität.
  • Die Art des komprimierten Audios ist wichtig. Die menschliche Stimme hat eine Regelmäßigkeit im Bereich von 85 Hz bis 300 Hz und kann noch mehr Kompression ohne Qualitätsverlust verarbeiten als Orchestermusik.

Die Bitrate wird in Kilobit pro Sekunde (kbps) bestimmt. CD-Sound hat eine Bitrate von 1411 kbps, was darauf hindeutet, dass für jede Sekunde eines Songs 1.411.000 kleine Daten vorhanden sind. MP3s werden jetzt häufig auf 320kbps gepresst, wobei 60% der Originaldaten entfernt werden. Bei 128 kbps sind es 90%.

Die Wirkung von Audiogeräten

Es sind nicht nur unsere Ohren, die bestimmen, was wir hören können. Die Audiogeräte, die wir verwenden, spielen eine große Rolle.

In einigen Aspekten verzeiht ein Satz preiswerter Ohrhörer gepressten Sound viel mehr, da sie nicht effizient sind, um die gesamte lebendige Reihe unkomprimierter Songs zu verwalten. Oder um es noch einmal zu sagen: Schlechte Soundausrüstung macht alles, was Audio schlecht ist.

Grado-Kopfhörer

Und viel teurere Ohrhörer können in einigen Fällen auf bestimmte Frequenzen (z. B. Bässe) abgestimmt sein, wodurch verschiedene andere Regelmäßigkeiten – und die Nuancen der Aufnahme – unhörbar werden.

Die besten Kopfhörer sowie Audio-Lautsprecher werden jedoch in der Lage sein, die Aufnahme so abzuspielen, wie es ursprünglich beabsichtigt war, und sind mehr als in der Lage, den Unterschied zwischen komprimierten und auch unkomprimierten Songs einem kritischen Ohr zu erscheinen.

Was Komprimierung entfernt

EIN Studie von Ryan Maguire am Virginia Center for Computer Music veranschaulicht vollständig, wie die Komprimierung funktioniert.

Verwenden der Suzanne Vega-Melodie Toms Diner Als Beispiel – ein Song, der während der Entwicklung des MP3-Layouts in Aufmerksamkeitstests verwendet wurde – hat Maguire effizient eine 128-kbps-MP3-Datei des Tracks von einer unkomprimierten Version abgezogen, um nur die Sounds anvertraut zu werden, die während der Komprimierung entfernt wurden.

Dies wurde entfernt.

Es widerspricht eher dem Konzept, dass die Kompression nur schwache Geräusche entfernt. Aber inwieweit ist Ihnen tatsächlich bewusst, dass diese Geräusche fehlen?

Aus genau derselben Forschungsstudie ist hier die unkomprimierte Variante.

Sowie die 128kbps-Version.

Können Sie nun, da Sie erkennen, was eliminiert wurde, unterscheiden?

MP3, Ogg Vorbis und AAC

MP3 ist das bekannteste digitale Musikformat, das von Lösungen wie Amazon MP3 und auch Google Play verwendet wird und auch von praktisch jedem Gadget, jeder Anwendung oder jedem Cloud-Dienst unterstützt wird, der Songs abspielen kann.

Ogg Vorbis wurde als Open-Source-Konkurrent zu MP3 entwickelt und wird auch von Spotify in 3 Bitraten verwendet: 96kbps für „Normal“ Top-Qualität auf dem Handy, 160kbps für „Standard“-Top-Qualität auf Desktop-Computern und auch „High“ High Qualität auf Mobilgeräten sowie 320 kbps für „High“-Qualität auf Desktop-Computern und auch „Extreme“-Qualität auf Mobilgeräten.

Apfelmusik

AAC ist der Stil, der durch Apples Verwendung in iTunes an Attraktivität gewonnen hat und derzeit auch in Apple Music verwendet wird. Es wird auch für andere Streaming-Dienste wie Tidal, Deezer und auch Pandora verwendet. Apple Music verwendet eine Bitrate von 256 kbps, während die anderen Lösungen eine hohe Qualität von etwa 320 kbps bieten.

Die 3 Formate funktionieren nach den gleichen Prinzipien, funktionieren jedoch auf unterschiedliche Weise und verwerfen unterschiedliche Datenelemente. Folglich dürfen Sie niemals Daten von einem Stil in einen weiteren transkodieren, da dies sicherlich zu einer deutlich schlechteren Qualität führt.

MP3 ist den verschiedenen anderen Formaten um einige Jahre voraus, und obwohl dies ihm einen guten Start auf dem Markt für elektronische Musik verschaffte, zeigt es auch, dass es viel weniger effizient ist als seine Konkurrenten.

Dafür gibt es viele wirklich technologische Faktoren. Ein Beispiel ist, dass sowohl Ogg Vorbis als auch AAC eine typische Bitrate anstelle der konsistenten Bitrate von MP3 verwenden. Dies ermöglicht ihnen, eine ähnlich hohe Qualität bei kleineren Dateiabmessungen zu produzieren.

320kbps wird allgemein als Marktanforderung beschrieben. Viele beschreiben dies auch als CD-Qualität, bei der man nicht mehr zwischen gepresst und unkomprimiert unterscheiden kann.

Verlustfreie Kompression

Die Audiokomprimierung ist nicht ständig verlustbehaftet. FLAC – stark beworben als Alleinstellungsmerkmal für Tidal – sowie Apple Lossless bieten eine verlustfreie Komprimierung. Die Datenqualität in diesen Layouts entspricht im Wesentlichen der einer WAV-Datei. Die Dateigröße ist ebenfalls deutlich kleiner, wenn auch immer noch etwa doppelt so groß, wie die verlustbehafteten Layouts liefern.

Diese Styles sind die musikalische Anpassung einer ZIP-Datei. Der Encoder eliminiert Redundanz in den Informationen und kann auch die Originaldokumente um bis zu 50 % verkleinern. Da es verlustfrei ist, gibt es beim Einschreiben von Daten keine Top-Qualitätseinstellungen, aber beim Abspielen müssen sie ebenfalls entschlüsselt werden. Dies macht es viel umfangreicher.

Kannst du den Unterschied hören?

Welchen gepressten Stil Sie auch verwenden, die wichtigste Frage ist, ob Sie überhaupt den Unterschied zwischen ihm und einer unkomprimierten Alternative sehen können.

Gezeitenhörtest

Bei 128 kbps oder reduzierter Komprimierung sind sicherlich Artefakte (Verzerrungen) bei den meisten Stilen offensichtlich. Darüber hinaus hängt Ihre Erfahrung möglicherweise von der Spitzenqualität Ihrer Kopfhörer oder Audiolautsprecher ab.

Sie können es selbst mit verschiedenen Blinduntersuchungen online überprüfen. Beim mp3ornot.com Sie können sowohl mit 128 kbps als auch mit 320 kbps kodierte MP3s vergleichen. Tidal ermöglicht es Ihnen, seinen verlustfreien Klang zu untersuchen (und ihn auch als Überprüfung Ihrer Audiogeräte zu stimmen, nur für den Fall, dass Sie nicht unterscheiden können). Und da ist noch ein angenehmer Test bei NPR Music

Alternativ können Sie Ihre eigenen Songs mit dem Lacinato AMX Anwendung für Windows, Mac oder Linux. Fügen Sie einfach Songs hinzu, die in verschiedenen Formaten oder Bitraten eingeschrieben sind, und sehen Sie auch, welche Sie auswählen.

Können Sie zwischen verlustbehafteten und verlustfreien Songs unterscheiden? Hast du einen Lieblingsstil, und gibt es einen, von dem du Abstand hältst? Ton in den Kommentaren unten.

Bildschulden: Grado-Kopfhörer mit Jonathan Grado

Unterschiedliche Codecs haben unterschiedliche Effektivitätsgrade, so dass 2 Datenlayouts, die mit der exakt gleichen Bitrate eingeschrieben sind, von erheblich unterschiedlicher hoher Qualität sind. Ogg Vorbis wurde als Open-Source-Konkurrent von MP3 etabliert und wird auch von Spotify in 3 Bitraten verwendet: 96kbps für „Normal“ hohe Qualität auf Mobilgeräten, 160kbps für „Standard“-Qualität auf Desktop-Computern und auch „High“ hohe Qualität auf Mobilgeräten und 320 kbps für „High“ High Quality auf Desktop-Computern sowie „Extreme“ Top-Qualität auf Mobilgeräten. Aus diesem Grund dürfen Sie niemals Daten von einem Format in ein anderes transkodieren, da dies sicherlich zu einer erheblich schlechteren Qualität führt. Die hohe Qualität von Dateien in diesen Formaten entspricht im Wesentlichen der einer WAV-Datei.[

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