 Samplingrate |
Erstsemestler
unregistriert
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Meine Frage:
Hey Leute :-)
Ich habe soeben folgende Klausuraufgabe gefunden:
Diskutieren Sie, inwiefern sich Abtastung, Sampling Rate und Kompressionsverfahren auf die Qualität
und Dateigröße von Audiodateien auswirken.
Meine Ideen:
Unter Abtastung wird in der Signalverarbeitung die Registrierung von Messwerten zu diskreten, meist äquidistanten Zeitpunkten verstanden. Aus einem zeitkontinuierlichen Signal wird so ein zeitdiskretes Signal gewonnen.
Das wäre nur einmal eine kurze Antwort, was eigentlich unter Sampling Rate zu verstehen ist.
Nur wie funktioniert eigentlich die Komprimierung bei Audiodateien? Worin liegt der Unterschied zwischen 44,1 kHz und höheren Werten?
Ich hoffe, Ihr könnt mir weiterhelfen. Hab's mit Wikipedia versucht, aber da blicke ich nicht durch :-)
Vielen Dank
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09.01.2015 17:48 |
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Ein Audiosignal ist ja nichts anderes als eine Schwingung. Man kann also zu verschiedenen Zeiten die Größe erfassen. Mit mehr Messwerten (höherer Abtastrate) kriegst du ein besseres Abbild der tatsächlichen Funktion und hast daher eine bessere Qualität auf Kosten einer größeren Datei. Mit Abtastung ist wohl die Quantisierung gemeint: man kann Werte nicht mit beliebiger Genauigkeit speichern und muss daher runden. Je stärker du rundest, desto kleiner die Datei und schlechter die Qualität. Bei der Kompression muss man zunächst zwischen verlustfrei(z.B. wav) und verlustbehaftet(z.B. mp3) unterscheiden. Wenn du Verluste in Kauf nimmst, geht das natürlich auf Kosten der Qualität, aber dafür kannst du deutlich Speicher einsparen.
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Syntax Highlighting fürs Board (Link)
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09.01.2015 18:25 |
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Erstsemestler
unregistriert
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Vielen Dank für deine Antwort. Eine Frage noch zur Komprimierung:
Funktioniert dies wie zum Beispiel bei Bildern mit der LZW - oder Hufmann - Codierung?
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09.01.2015 18:37 |
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LZW wird in gif verwendet. Hir wird eine Tabelle mit verwendeten Farben angelegt (es können nur 256 Farben verwendet werden, der Rest wird dann der ähnlichsten zugeordnet). Nach der Farbtabelle werden für die einzelnen Pixel keine Farben mehr gespeichert, sondern nur die Indizes in der Farbtabelle.
Huffman ist mir im Zusammenhang mit Bildkompression nicht bekannt (was aber nichts heißen muss).
Hier wird geschaut, welches Symbol (welcher Farbwert) besonders häufig vorkommt und hierfür eine kurze Abkürzung verwendet. Für selten vorkommende Symbole braucht man dann eine längere Darstellung. Es ist zu die Fano-Bedingung zu beachten.
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Syntax Highlighting fürs Board (Link)
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09.01.2015 18:51 |
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Erstsemestler
unregistriert
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Sorry, jetzt habe ich mich falsch ausgedrückt :-) Ich wollte eigentlich wissen, wie genau eine Audio-Kompression erfolgt? Gibt es da einen ähnlichen Algorithmus wie LZW oder Hufmann?
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09.01.2015 19:02 |
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PNG verwendet deflate (bekannt von zip). Zusätzlich kann man Vorfilter nutzen, sodass man keine Farbwerte mehr speichert, sondern den Farbunterschied zum Nachbarn (benachbarte Pixel haben oft ähnliche Farben).
Habe ich jetzt auf die richtige Frage geantwortet?
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Syntax Highlighting fürs Board (Link)
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09.01.2015 19:09 |
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Karlito 
Kaiser
Dabei seit: 11.04.2011
Beiträge: 1.461
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| Zitat: |
Original von Erstsemestler
Sorry, jetzt habe ich mich falsch ausgedrückt :-) Ich wollte eigentlich wissen, wie genau eine Audio-Kompression erfolgt? Gibt es da einen ähnlichen Algorithmus wie LZW oder Hufmann? |
Das ist sehr breit gefächert. Die verlustfreien Verfahren können ähnlich derer sein, welche für normale Dateikompression verwendet werden. Dadurch dass die Signale sehr komplex und somit eine hohe Entropie beinhalten ist die Kompression aber meist nicht zufriedenstellend.
Das bekannteste verlustbehaftete Verfahren ist mp3. Dieses nutzt aus, dass das menschliche Gehör nicht immer alles Gleichzeitig hören kann. Eine akustische Signale können Andere verdecken. Die verdeckten Signale können dann weg gelassen werden. Am Ende von MP3 kommt übrigens immernoch Huffmann zum Einsatz.
Zur weiteren Kompression von verlustbehafet komprimierten Daten kommen sicher oft weitere verlustfreie Verfahren wie LZW und ähnliche zum Einsatz. Genaues kann ich dazu leider nicht sagen.
Ich habe mal ein sehr langen und sehr interessanten Vortrag über verlustbehaftete Audiokomprimierung von einem derjenigen gehört, der MP3 mitentwickelt hat. Leider ist davon nicht mehr viel übrig geblieben außer der Eindruck, dass es ein sehr komplexes Thema handelt, welches man nicht in kurzer Zeit abhandeln kann.
Gruß,
Karlito
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09.01.2015 19:37 |
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Erstsemestler
unregistriert
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Vielen Dank für Eure Antworten. Da suche ich mir mal ein Buch über das Thema der Komprimierung, das klingt nämlich sehr interessant :-)
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09.01.2015 20:10 |
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Karlito
Kaiser
Dabei seit: 11.04.2011
Beiträge: 1.461
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Wenn dich das Thema weiter interessiert, dann beschäftige dich mit Informations- und Kodierungstheorie. Das ist die Grundlagen für die meisten herkömmlichen Kompressionsalgorithmen. Für Audiokompression sind noch Dinge wie Fourier-Transformation wichtig. Teilweise werden die Grundlagen im Grundstudium bzw. Bachelor vermittelt. Bei uns gibt es meines Wissens nach niemanden der sich speziell damit beschäftigt. Es werden immer nur überschneidende Themen angesprochen, so z.B. im Rahmen von Information Retrieval...
Als Erstsemester wirst Du jedoch noch ein wenig brauchen, bis Du dich wirklich tiefgehend mit diesen Themen auseinandersetzen kannst...
Gruß,
Karlito
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09.01.2015 20:55 |
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Erstsemestler
unregistriert
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Danke für den Tipp. Ich bin ja mittlerweile schon froh, wenn die Übungsaufgaben von den Programmieraufgaben laufen :-)
Unglaublich was in einem Semester an Stoff gelehrt wird 
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09.01.2015 21:00 |
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Karlito
Kaiser
Dabei seit: 11.04.2011
Beiträge: 1.461
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Ich kann mich gut erinnern, dass ich im ersten Semester auch so empfand... Ich fand die Zeit sehr spannend und schön.
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09.01.2015 21:42 |
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Erstsemestler
unregistriert
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Mir gefällt es auch sehr gut (Studiengang Medieninformatik). Es gibt zwar sehr viel zu tun, allerdings sind es auch Fächer, die einem Spaß machen :-)
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10.01.2015 00:16 |
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