Bei Mp3 Playern

Mp3 Player benutzen das Format Mp3 und/oder WAV. Die WAV Datei wurde von Microsoft entwickelt und sollte eigentlich für kleinere Audio Daten beliebter werden, weil Windows versprach das die Qualität besser wäre, aber dies ist kaum merkbar also ist die Mp3 auch für kleinere Dateien brauchbar. WAVs werden oft bei Windows Signaltönen gebraucht, dazu könnte man aber auch Mp3s benutzen. Das Wunder der Mp3 ist das sie 12-mal kleiner ist als eine WAV Datei, so passen mehr Musikstücke auf den Mp3 Player. Somit gewinnt die Mp3 in allen Fällen.

 

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Layer 1 (384 kbps für ein stereo signal),

1:6...1:8

Layer 2 (256..192 kbps für ein stereo signal),

1:10...1:12

Layer 3 (128..112 kbps für ein stereo signal),

 

 

Komprimierung einer Mp3

Wie alle Kompressionsformate für Musik nutzt Mp3 so genannte psychoakustische Effekte der Wahrnehmung aus. Das heißt zum Beispiel das leise Töne in Gegenwart von lauten Tönen vom Menschen nicht gehört werden. Es bedarf eines gewissen mindes Unterschieds der Tonhöhe zwischen zwei Tönen damit die verschiedenen Töne wahrgenommen werden. Es genügt ein ähnliches Signal abzuspeichern. Das ist die Aufgabe des Coders. Das ist auch ein Nachteil der Mp3, wenn ein Track mal gecoded worden ist kann ein Decorder nicht den ursprünglichen wieder Ton rekonstruieren. Heutzutage ist fast kein Unterschied mehr zwischen einem Original Track und einer Mp3 zuhören, wenn aber trotzdem Unterschiede hörbar sind liegt das mit der Qualität des Coders zusammen, von der Kompliziertheit eines Musikstückes, von der Datenrate oder vom Gehör des Hörers. Es gibt Codierer sie mit konstanter Datenrate kodieren, dass bedeutet aber schwankende Qualität, besser ist mit konstanter Qualität zu kodieren, so bleibt auch bei schweren Musikstücken die Qualität am besten.

 

 

Datenreduktion

  • Ein erster Schritt der Datenreduktion beruht zum Beispiel auf der Kanalkopplung des Stereosignals durch Differenzbildung. Das ist ein verlustloses Verfahren. Die Ausgangssignale können vollständig reproduziert werden.

  • Nicht hörbare Frequenzen – das für einen Erwachsenen erfassbare Spektrum deckt in etwa den Bereich 20 Hz bis 18 kHz ab – im fouriertransfomierten Datenmaterial werden abgeschnitten. Das ist auch wegen des Abtasttheorems notwendig. Wenn mit kleinerer Frequenz als 44 kHz abgetastet wird, muss die Grenzfrequenz noch weiter reduziert werden, zum Beispiel auf 10 kHz bei 22 kHz Abtastfrequenz.

  • So genannte Maskierungseffekte > werden genutzt, um weitere Redundanz zu beseitigen. Dabei werden vom Menschen nicht wahrgenommene Töne aus dem Signal weggelassen (zum Beispiel sehr leise Töne in lauter Umgebung oder auch die Obertöne über 20kHz)?

Bei starker Kompression werden auch hörbare Frequenzen von der Kompression erfasst, sie sind dann als Kompressionsartefakte hörbar.

Alternative und Weiterentwicklung

Mp3 ist im Internet weit verbreitet, dennoch fast dieses Format in der Industrie kaum Fuß. Viele sehen diese Format als "in letzter Minute" in den ISO-Standard aufgenommenes Format. In der Industrie wird eher mit dem Format AAC gearbeitet, was sauberer entworfen ist und bei vergleichbarem Aufwand bessere Ergebnisse liefert. Es gibt derzeit auch Weiterentwicklungen mit einer Datenrate von 96 kbps, mit noch akzeptabler Klangqualität. Diese erreichen Mp3Pro sowie MPEG-4 und ACC +. Auch das decodieren wird derzeit verbessert, das Frauenhofer-Institut forscht an einem Mp3 Surround- Format, diese kann sogar Stereo Klang in 5.1 Surround umwandeln. ACC ( Advanced Audio Coding) ist bereits groß im kommen, Appel und Real Media bieten schon online dieses Format zum downloaden an. Auch Nero stellt ein Encoder für dieses Format bereit. Es gibt aber auch noch weiter Format. Z.b das Open Source Lame, und die Musepack (MPEGPlus), dies sind aber eher weniger verbreitete Dateien. Obwohl sie gleiche Leistung wie die Mp3 bringen.

 

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