Audio kodekek és formátumok egy pillanat alatt
Végfelhasználóként különösen ismeri az egyik típusú programot: a lejátszási programokat (vagy „lejátszókat”). Hang- vagy videofájlokat játszanak le, ezért a kazettás magnók, videofelvevők vagy CD/DVD lejátszó eszközök szoftveres megfelelői. A programfelület többnyire hasonlít egy sztereó rendszer távirányítójához: vannak gombok lejátszáshoz, gyors előre, visszatekeréshez, szüneteltetéshez stb. Ismert képviselők pl. B. Windows Media Player, Quicktime Player vagy Apple iTunes. Ahelyett, hogy CD-t helyezne a CD-nyílásba, a fájlokat meg kell nyitni a szoftverlejátszókon. Az audio- és videofájlokat a lejátszó csak akkor tudja megnyitni, ha a használt fájlformátummal képes valamit megtenni.
Az analóg audio vagy video jeleket ábrázoló digitális adatok különböző formátumokban rendezhetők. Ez leginkább egyetlen kép esetében magyarázható: Az egyes képpontok fájlban történő tárolásának különböző módjai vannak. Például, hogy a képpontok egymás után kerülnek-e tárolásra balról jobbra vagy először felülről lefelé a fájlban, természetesen meg kell határozni. A színérték tárolásának módját is világosan meg kell határozni. Ezeket és sok más meghatározást egy specifikáció határozza meg, amelyet azután a megfelelő fájlformátumban hajtanak végre. Az adatok tárolása érdekében mindig be kell tartani egy előre definiált kódolási szabályt, amely végső soron döntő az adatok helyes értelmezésének biztosítása szempontjából. Az egyes formátumokat különböző adathordozóknak tekintheti: CD-k, nagy és kicsi videokazetták, hangszalagok stb. Mind tartalmazhatnak hangadatokat - de még mindig nem lehet kazettát tenni a CD-lejátszóba. A WAV, MP4, WMA vagy MP3 fájlformátumok ugyanolyanok.
Sok fájlformátum valójában Konténer formátumok. A kifejezés célja annak egyértelművé tétele, hogy az egyezményen belül különböző formátumok használhatók. Például egy MP4 fájl különböző hang- és videoformátumokat tartalmazhat, amelyek ugyanabban a fájlban is megjelenhetnek egyszerre.
Ha különböző formátumokat szeretne fájlokba menteni, tárolóra van szüksége. A konténerek a hanganyagot olyan fájlokban tárolják, amelyek kiterjesztése például ".mp3", ".wav", ".m4a", ".ogg" vagy ".wma", és metaadatokkal látják el. Íme néhány fontos tároló az audio fájlok tárolásához:
HULLÁM
A ".wav" végű tároló általában tömörítetlen digitális adatokat tartalmaz, amelyeket a PCM módszerrel kódoltak. Használja a WAVE fájlokat a mentéshez, ha később szeretné feldolgozni (kivágni, szerkeszteni) a hanganyagot.
MP3
Az MP3 tároló (.mp3) az MPEG-1 3. hangréteg vagy az MPEG-2 3. audio réteg adatfolyamainak rögzítésére szolgál. Köznyelven ezeket az adatfolyamokat MP3-nak is nevezik.
MP4/M4A
Az MP4 konténer az Apple Quicktime fájlformátumból származik. Az MP3 vagy WAVE fájlokkal ellentétben, ahol viszonylag biztos lehet benne, hogy milyen adatok vannak elrejtve a fájlokban, aligha lehet levonni következtetéseket az MP4 fájlokkal használt kodekekről. Az MP4 fájlok különféle video- és hangformátumokat, képeket, sőt grafikákat és szöveget is tartalmazhatnak. Ezért ajánlott az ".m4a" fájlkiterjesztést használni az audio szektorban, és csak az AAC kódolási módszert használni.
OGG/OGA
Az OGG konténer a multimédiás tartalmak ingyenes formátuma, amelyet a szoftver szabadalmak nem korlátoznak. Az MP4-hez hasonlóan a fájlkiterjesztés sem jelzi, hogy az abban lévő adatokat hogyan kódolták. Az audio szektorban a Vorbis audiokodeket szokták használni a kódoláshoz, és a ".oga" fájlkiterjesztést használják.
ASF/WMA
Az ingyenes OGG formátum és az Apple MP4 mellett a Microsoft egy konténer formátumot is meghatározott a multimédia fájlok számára. Az ASF fájlok metaadatokat, hang- és videósávokat is tartalmazhatnak. A jobb megkülönböztetés érdekében a hangadatokat tartalmazó fájlokat az ".wma" végződéssel azonos nevű kódolási módszerrel jelöljük.
Attól függően, hogy az audiofájlt CD-re akarja-e írni, elérhetővé teszi-e az interneten, vagy egy audioszerkesztővel szerkeszti-e, különféle hangformátumok kerülnek szóba. A kodekek felelősek a különböző formátumokba történő konvertálásért:
PCM (impulzus kód moduláció)
Az impulzus kód moduláció olyan kódolási módszer, amelyben az analóg jel szinte veszteség nélkül digitalizálható. Az így kódolt hanganyag ideális a további feldolgozáshoz, mivel nincs tömörítve. Az ezzel a módszerrel generált adatokat általában hullámfájlként menti ".wav" kiterjesztéssel.
MP3 (MPEG-1 audio réteg 3)
A kódolási folyamatot tulajdonképpen MPEG-1 Audio Layer 3 vagy MPEG-2 Audio Layer 3-nak hívják, és a Fraunhofer Institute for Integrated Circuits fejlesztette ki. A név az adott formátumú MP3 fájlkiterjesztésből származik. Ez az egyik első veszteséges tömörítési módszer, amely az érzékelés során a pszichoakusztikus hatásokra támaszkodik az adatok mennyiségének csökkentése érdekében. A Fraunhofer Intézet eredeti kodekén kívül megtalálható a LAME nyílt forráskódú kódolója is. Az ilyen módon kódolt adatfolyamokat tartalmazó fájlok általában ".mp3" végződésűek. Vannak más tárolóformátumok is, amelyek tartalmazhatnak MP3 adatfolyamokat, például AVI vagy MP4.
AAC (Advanced Audio Coding)
Az AAC egy veszteséges kódolási módszer, amely tömörítheti a hangadatokat (CD-ről) az eredeti méret tizenhatodáig. Az MP3-hoz képest a folyamat nagyobb tömörítést és jobb hangminőséget tud felmutatni. Ezért a különféle online zeneboltok és online rádióállomások támaszkodnak erre a formátumra. Az MP4 a tömörített audio jelek tárolására szolgáló tároló formátum. Az ilyen hangsávot tartalmazó fájlok általában ".mp4" vagy ".m4a" végződésűek.
Vorbis
Ez a nyílt forráskódú formátum szabadalommentes, ezért a szoftverfejlesztők licencdíj nélkül használhatják. A formátum alkalmas adatfolyamok továbbítására is. A tömörítés veszteséges és jobb, mint az MP3. Bár számos hardveres lejátszó eszköz támogatja ezt a formátumot, ez nem annyira elterjedt, mint az MP3. Az adatfolyam általában be van ágyazva egy OGG-tárolóba. A társított fájlok ".ogg" vagy ".oga" végződésűek.
WMA (Windows Media Audio)
A WMA a Microsoft által kifejlesztett kódolási módszer, amely veszteséges tömörítést is kínál. Számos hardveres lejátszó eszköz ma már támogatja ezt a formátumot, mert beépített másolásvédelme (Digital Rights Management (DRM)) miatt nagyon népszerű a zeneiparban. Ha a fájl csak hangadatokat tartalmaz, akkor a .wma végződik. Az ASF-et használják tároló formátumként.
Ha biztos akar lenni abban, hogy az összes médiafájl lejátszható, akkor a lehető legtöbb kodek készen kell állnia a lejátszóra. Szerencsére a legtöbb kodek - vagy legalábbis a dekóderek - ingyenesen elérhető. A jelenlegi médialejátszók általában magukkal hozzák a szükséges kodekeket. Segít abban, hogy mindig a legújabb kodeket keressük és telepítsük az internetre, mert ezek általában visszafelé kompatibilisek, vagyis értelmezhetik a régebbi formátumokat is.
Minden formátumban az a közös, hogy az audio és video adatokat tömörített formában írják a fájlokba. A felmerülő adatmennyiség nagyon nagy, ezért a kodekek megpróbálják csökkenteni az adatmennyiséget a kódolás során. Az elkészített szó kodeket ezért gyakran használják rövid formában a kompresszor/dekompresszor számára. Az adatok tömörítésének módszerei nagyon változatosak. Általános különbséget teszünk veszteségmentes és veszteséges tömörítés között.
Veszteségmentes tömörítés
Veszteségmentes tömörítés esetén az eredeti adatok megmaradnak, és csak kompaktabban íródnak fájlba. Például képek esetében csak a változásokat lehet figyelembe venni ahelyett, hogy az egyes pixeleket fájlba mentenénk. Ha például kék tenger látható, akkor a fájlnak nem kell tartalmaznia „kék-kék-kék. -kék-kék ", de a" 123 kék képpont "jelzés elegendő - az információ tartalma nem változik. Videó adatok esetén is gyakran nem az egyes képeket menti el, hanem csak a képek közötti különbségeket. Tehát, ha a kamera néhány másodpercig álló tájat mutat, akkor ezt a fekvő képet csak egyszer kell a fájlba írni. Az audio adatok esetében a különböző csatornák közötti hasonlóságok (a bal és a jobb sztereó csatornák gyakran azonosak) felhasználhatók az adatok kompaktabb tárolására. Mindhárom példában ugyanazok vagy csak kisebb változások előfeltételei az adattömörítésnek. Sajnos, mivel ezek a hasonlóságok nem mindig vannak jelen az audio és video adatokban, a veszteségmentes tömörítés nem annyira hatékony, mint a veszteséges tömörítés.
Veszteséges tömörítés MPEG-4 szabvány szerinti AAC kodek használatával MP4/M4a formátumba.