Multimediapraktikum SS01, Universität Tübingen
Arbeitsgruppe: Jasmina Orman, Marten Thielges, Marc Janott
Recherchieren Sie im Internet, und stellen Sie eine Übersicht über gängige Audio-Kompressionsverfahren auf.
Audiosignale in CD-Qualität benötigen für eine Abtastrate von 44,1 kHz bei einer Auflösung von 16 Bit in Stereo eine Datenrate von 1412kBit/s. Kompressionsraten von Audio-Kompressionsverfahren werden typischerweise auf diese Referenzqualität bezogen.
Analog zur Kompressionsrate ändert sich auch die Datenrate der Tondatei.
| Kompressionsrate | 1:1 | 1:4 | 1:6 | 1:7 | 1:11 | 1:12 | 1:15 | 1:22 | 1:25 | 1:30 | 1:44 | 1:88 | 1:108 | 1:176 | 1:294 | 1:588 |
| Datenrate (kbps) | 1412 | 320 | 256 | 192 | 132 | 128 | 96 | 64 | 56 | 48 | 32 | 16 | 13 | 8 | 4.8 | 2.4 |
Die zur Zeit am weitesten verbreiteten Audio-Kompressionsverfahren sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. Alle Verfahren bieten verlustbehaftete Kompression.
| Verfahren | Einsatzgebiet | CD-Qualität lt. Hersteller bei | Informationen im Web |
| MP3 | Musik-Archivierung, Austausch von Musik über das Internet, Video-Disc-Filmton | 128 kbps | http://www.iis.fhg.de/amm/techinf/layer3/index.html |
| MP2 | Konferenzsysteme, Tonübertragung über das Internet | 256 kbps | http://www.otolith.com/pub/u/howitt/sbc.tutorial.html |
| RealAudio | Musik-Streaming über das Internet, Konferenzsysteme | 64 kbps | RealNetworks hält Details über das RealAudio-Format streng geheim. |
| WMA | Musik-Streaming und Musik-Austausch über das Internet, Konferenzsysteme | 128 kbps | http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dnwmt/html/wmaoverview.asp |
| AAC | Kino-Filmton, DVD, Konferenzsysteme, Mobiltelefon-Netze | 128 kbps | http://www.iis.fhg.de/amm/techinf/aac/index.html |
| MP+ | Musik-Archivierung, Austausch von Musik über das Internet, Video-Disc-Filmton | 128 kbps | http://www.mpplus.org/learn.html |
| VQF | Musik-Austausch über das Internet | 96 kbps | http://www.vqf.com/ |
| Dolby AC3 | Kino-Filmton, Surround-Sound | k.a. (feste Bitrate von 320 kbps) | http://www.dolby.com/tech/ac3flex.html |
| QuickTime Audio | Alle Arten von Multimedia-Strömen | 96 kbps (empfohlener QDesign Codec) | http://developer.apple.com/audio/quicktimeaudio.html |
| GSM | Internationaler Standard für Mobiltelefon-Netze, Konferenzsysteme | k.a. (zielt auf Sprachübertragung < 15 kbps) | http://kbs.cs.tu-berlin.de/~jutta/toast.html |
Selbstverständlich können Audiosignale auch ohne Verluste komprimiert werden. Aufgrund der hohen Entropie der Daten sind herkömmliche Verfahren wie PKZIP jedoch ungeeignet. Zur verlustfreien Archivierung wurden spezielle Audio-Kompressionsverfahren entwickelt, die beispielsweise mit vorausschauender Approximation, deutliche bessere Ergebnisse ermöglichen.
Verfahren wie beispielsweise Soundspace Audio von MUSICompress erreichen Kompressionsraten von 1:1.3 bis 1:1.7 (70-60% der Originalgröße) für Pop, Rock Techno und andere laute, geräuschstarke Musik. Ruhigere Choräle oder Orchesterstücke können auf Dateigrößen von 1:1.7 bis 1:2.9 (60-35% der Originalgröße) komprimiert werden.
Bei der Kompression von reinen Sprachsignalen kommt es weniger auf die Hi-Fi-Reproduktion des Originalsignals an, sondern vielmehr auf die einwandfreie Verständlichkeit der gesprochenen Worte. Für Sprachaufzeichnungen in Telefonqualität ist meist schon eine Samplingrate von 8000 Hz Mono bei einer Auflösung von 8 Bit ausreichend. Allein durch den Verzicht auf höhe Klangqualität wird hier also bereits eine Datenreduktion von 1:22 (64 kbps) gegenüber CD-Qualität (1412 kbps) erreicht.
Durch besondere Sprach-Kompressionsverfahren kann diese Kompressionsrate aber noch um mehr als das Zehnfache gesteigert werden. Selbst bei einem Verhältnis von 1:294 (4.8 kbps) ist noch praktisch störungsfreie Sprachverständlichkeit möglich. Akzeptiert man einige auffällige Störungen, so kann die Kompression mit einigen Verfahren sogar bis zu 1:588 (2.4 kbps) getrieben werden. Für Telefonnetze ist das Ergebnis jedoch nicht mehr ausreichend. Der internationale Standard für Mobiltelefonie, GSM 6.10, arbeitet beispielsweise mit einer Datenrate von ca. 13 kbps (1:108).
Letzte Änderung: 2001-07-16
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