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Sinustöne im MP3-Format

Funktionsprinzipien und Grundlagen...

Sinustöne im MP3-Format

Beitragvon dusseluwe » So 27. Mai 2007, 11:21

Aufgrund einiger Meinungen in diesem Thread frag ich mich, was passiert eigentlich mit der Wave-Datei wenn man sie in MP3 umwandelt. Soweit ich das verstanden habe geht es bei MP3 darum, Frequenzen die man sowieso nicht hört wegzulöschen. Aber was passiert, wenn der Ton nur in einer Frequenz vorliegt, wie bei Sinustönen. :?
Was wird da eigentlich weggelöscht. Und stimmt der Ton dann eigentlich noch. 8O
dusseluwe

Beitragvon Squeeze » So 27. Mai 2007, 11:57

Bei MP3 und ähnlichen Formaten gibt es grob gesagt zwei Stufen der Komprimierung: Erstmal werden die Töne weggelassen, die der Mensch nicht wahrnimmt (Datenreduktion). Die verbleibenden Ton-Informationen werden dann noch komprimiert abgelegt (vom Prinzip her ähnlich wie Zip-Dateien, also verlustfrei). Wenn man im ersten Schritt nichts weglassen kann, spart man durch den zweiten Schritt immer noch Platz.
SB3, SR8500, nL32, AW560, DS50, DV7600, TX200 - E-SA18, nB311 - E200, DS50
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Squeeze

Beitragvon Primius » So 27. Mai 2007, 12:19

Um zu beurteilen, ob ein Mensch ein ton hört schaut sich der mp3 encoder benachbarte Frequenzbänder an.
Wenn dort andere Frequenzen viel lauter präsent sind, schneidet der encoder den ton weg.

"Weg schneiden" bedeutet das der Encoder dieser Frequenz, oder Frequenzgruppe, Nullen zuweist.

Diese Beziehungen, wer wann wen übertönt, sind In den "Maskierungskurven" für jeden Fall präzise dokumentiert.
Die vom encoder verwendeten Maskierungskurven stammen oft von Wissenschaftsarbeiten vor 20 jahren.

Ein reinen Sinus wird der encoder sehr effektiv speichern, er sieht das der Sinus lauter im Spektrum als seine nachbarn ist, und wird die Maskierungskurve an den Sinuns anlegen,danach schneidet er um den Sinus alles weg, was unter dieser Maskierungskurve liegt.

Das das spektrum eines Sinuses bis auf eine Frequenz gleich null ist, ändert sich nicht viel nach der Maskierungs überprüfung (Wo nichts ist kann auch nichts weg geschnitten werden).

Als letzten Schritt versucht der encoder das Spektrum mit so wenig Information wie möglich zu beschreiben.
Er wird nicht jede Frequenz einzeln speichern, da er weiß, dass ein Großteil der Frequenzen den selben Amplitudenwert haben, nämlich Null. Er fasst diese zusammen.
Er verwendent Kompliziertere methoden, aber am anschaulichsten wäre "1000Hz = 100% ; rest = 0%".

dieser Letzte schritt ist verlustfrei, d.h. er Komprimiert das Spektrum mit soviel Information wie nötig, um es wieder Fehlerfrei rekonstruieren zu können, der Einzige Informationsverlust passiert wenn der encoder aufgrund von Maskierung Frequenzen wegschneidet.
Primius

Beitragvon dusseluwe » So 27. Mai 2007, 12:28

Primius hat geschrieben:Um zu beurteilen, ob ein Mensch ein ton hört schaut sich der mp3 encoder benachbarte Frequenzbänder an.
Wenn dort andere Frequenzen viel lauter präsent sind, schneidet der encoder den ton weg.

"Weg schneiden" bedeutet das der Encoder dieser Frequenz, oder Frequenzgruppe, Nullen zuweist.

Diese Beziehungen, wer wann wen übertönt, sind In den "Maskierungskurven" für jeden Fall präzise dokumentiert.
Die vom encoder verwendeten Maskierungskurven stammen oft von Wissenschaftsarbeiten vor 20 jahren.

Ein reinen Sinus wird der encoder sehr effektiv speichern, er sieht das der Sinus lauter im Spektrum als seine nachbarn ist, und wird die Maskierungskurve an den Sinuns anlegen,danach schneidet er um den Sinus alles weg, was unter dieser Maskierungskurve liegt.

Das das spektrum eines Sinuses bis auf eine Frequenz gleich null ist, ändert sich nicht viel nach der Maskierungs überprüfung (Wo nichts ist kann auch nichts weg geschnitten werden).

Als letzten Schritt versucht der encoder das Spektrum mit so wenig Information wie möglich zu beschreiben.
Er wird nicht jede Frequenz einzeln speichern, da er weiß, dass ein Großteil der Frequenzen den selben Amplitudenwert haben, nämlich Null. Er fasst diese zusammen.
Er verwendent Kompliziertere methoden, aber am anschaulichsten wäre "1000Hz = 100% ; rest = 0%".

dieser Letzte schritt ist verlustfrei, d.h. er Komprimiert das Spektrum mit soviel Information wie nötig, um es wieder Fehlerfrei rekonstruieren zu können, der Einzige Informationsverlust passiert wenn der encoder aufgrund von Maskierung Frequenzen wegschneidet.

Sorry Bild
dusseluwe

Beitragvon Nomis » So 27. Mai 2007, 15:30

Vielleicht noch zur Verdeutlichung der Maskierung:
Bild
wie man sieht übertönt der 1Khz Ton den 800Hz Ton, d.h. der MP3-decoder kann diesen weglassen da man ihn später nicht wahrnehmen würde.
Bezogen auf einen einzigen Sinuston lässt der Decoder diesen unangetastet durch, da er nicht von anderen überlagert wird.
Maskierungseffekt: http://de.wikipedia.org/wiki/Maskierungseffekt

noch einen schönen Tag,
Nomis.
nubox 380+ABL, RS-300 angestöpselt an Pioneer VSX-814, Alesis RA-300. Hitachi PJ-TX200, Philips DVP720SA...usw.
Nomis

Beitragvon Primius » So 27. Mai 2007, 16:31

dusseluwe:

Macht nix, habe ich halt meine 2-Finger Schreibtechnick trainiert :lol:
vieleicht hilft dir der Wikipedia-Link von Nomis oder der wiki-Artikel über Mp3 weiter.


Noch einen sonnigen Sonntagnachmittag,
Primius.
Primius

Beitragvon dusseluwe » So 27. Mai 2007, 16:39

Das bedeutet also, man kann die Töne getrost in MP3 umwandeln. 8)
dusseluwe

Beitragvon Amperlite » So 27. Mai 2007, 16:58

dusseluwe hat geschrieben:Das bedeutet also, man kann die Töne getrost in MP3 umwandeln. 8)


Ich behaupte mal, dass man es beim Sinus (im Waveditor) sofort sehen würde, wenn was verändert wurde!
Raumakustik ist ein Schwein!
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Amperlite

Beitragvon dusseluwe » So 27. Mai 2007, 20:35

Ja klar. Du hast völlig recht. Guter Tipp.

Danke. :idea:
dusseluwe


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