Audiodateiformat

Ein Audiodateiformat dient der Speicherung digitaler Audiodaten auf einem Computersystem . Die Bitstruktur der Audiodaten (ohne Metadaten ) wird als Audiocodierungsformat bezeichnet und kann unkomprimiert oder komprimiert vorliegen , um die Dateigröße zu reduzieren, häufig mithilfe verlustbehafteter Komprimierung . Die Daten können als roher Bitstrom in einem Audiocodierungsformat vorliegen, sind aber üblicherweise in ein Containerformat oder ein Audiodatenformat mit einer definierten Speicherschicht eingebettet.

Es ist wichtig, zwischen dem Audiocodierungsformat , dem Container mit den Rohdaten und einem Audiocodec zu unterscheiden . Ein Codec übernimmt die Codierung und Decodierung der Rohdaten, die anschließend in einer Containerdatei gespeichert werden. Während die meisten Audiodateiformate nur einen Typ von Audiocodierungsdaten (erzeugt mit einem Audiocoder ) unterstützen, können Multimedia-Containerformate (wie Matroska oder AVI ) mehrere Audio- und Videodatentypen unterstützen.

Es gibt drei Hauptgruppen von Audiodateiformaten:

• Unkomprimierte Audioformate wie WAV , AIFF , AU oder rohes , headerloses PCM ; Hinweis: WAV kann alternativ auch komprimiert werden.
• Formate mit verlustfreier Komprimierung , wie z. B. FLAC , Monkey's Audio ( Dateinamenerweiterung.ape ), WavPack ( Dateinamenerweiterung.wv ), TTA, ATRAC Advanced Lossless, ALAC , MPEG-4 SLS , MPEG-4 ALS , MPEG-4 DST , Windows Media Audio Lossless (WMA Lossless) und Shorten (SHN).
• Formate mit verlustbehafteter Komprimierung , wie z. B. Opus , MP3 , Vorbis , Musepack , AAC , ATRAC und Windows Media Audio Lossy (WMA lossy) .

LPCM ist ein wichtiges unkomprimiertes Audioformat und entspricht der PCM-Variante, die auch in Compact Disc Digital Audio (CD -DA) verwendet wird . Es ist das am weitesten verbreitete Format für Low-Level-Audio- APIs und D/A-Wandler . Obwohl LPCM als Rohdatenformat auf einem Computer gespeichert werden kann , erfolgt die Speicherung unter Windows.wav üblicherweise in einer Datei , unter macOS in einer anderen Datei . Das Audio Interchange File Format (AIFF) basiert auf dem Interchange File Format (IFF), und das WAV-Format basiert auf dem ähnlichen Resource Interchange File Format (RIFF). WAV und AIFF sind für die Speicherung verschiedenster Audioformate – verlustfrei und verlustbehaftet – ausgelegt. Sie fügen den Audiodaten lediglich einen kleinen Header mit Metadaten hinzu, der das Format der Audiodaten angibt, beispielsweise LPCM mit einer bestimmten Abtastrate , Bittiefe , Byte-Reihenfolge (Endianness) und Kanalanzahl . Da WAV und AIFF weit verbreitet sind und LPCM speichern können, eignen sie sich gut zum Speichern und Archivieren von Originalaufnahmen. .aiff

BWF (Broadcast Wave Format) ist ein von der Europäischen Rundfunkunion (EBU) als Nachfolger von WAV entwickelter Audiostandard . BWF ermöglicht unter anderem die Speicherung robusterer Metadaten in der Datei. Siehe Europäische Rundfunkunion: Spezifikation des Broadcast Wave Formats (EBU Technical Document 3285, Juli 1997). Es ist das primäre Aufnahmeformat vieler professioneller Audio-Workstations in der Fernseh- und Filmindustrie. BWF-Dateien enthalten einen standardisierten Zeitstempel , der die einfache Synchronisierung mit einem separaten Bildelement ermöglicht. Standalone-Mehrspurrekorder mit Dateispeicherung von AETA ^{[ 1 ]} , Sound Devices ^{[ 2 ]} , Zaxcom ^{[ 3 ]} , HHB Communications Ltd ^{[ 4 ]} , Fostex , Nagra, Aaton ^{[ 5 ]} und TASCAM verwenden BWF als bevorzugtes Format.

Ein verlustfreies Audiokompressionsformat speichert Daten auf kleinerem Raum, ohne dass Informationen verloren gehen. Die ursprünglichen, unkomprimierten Daten können aus der komprimierten Version wiederhergestellt werden.

Unkomprimierte Audioformate kodieren sowohl Ton als auch Stille mit der gleichen Anzahl an Bits pro Zeiteinheit. Die Kodierung einer Minute absoluter Stille ergibt eine Datei von derselben Größe wie die Kodierung einer Minute Musik. In einem verlustfrei komprimierten Format hingegen belegt die Musik eine kleinere Datei als im unkomprimierten Format, und die Stille beansprucht nahezu keinen Speicherplatz .

Verlustfreie Komprimierungsformate umfassen FLAC , WavPack , Monkey's Audio und ALAC (Apple Lossless). Sie bieten ein Kompressionsverhältnis von etwa 2:1 (d. h., ihre Dateien benötigen nur halb so viel Speicherplatz wie PCM-Dateien). Die Entwicklung verlustfreier Komprimierungsformate zielt darauf ab, die Verarbeitungszeit zu verkürzen und gleichzeitig ein gutes Kompressionsverhältnis beizubehalten.

Verlustbehaftete Audioformate ermöglichen noch größere Dateigrößenreduzierungen, indem sie einen Teil der Audioinformationen entfernen und die Daten vereinfachen. Dies führt natürlich zu einer Verringerung der Audioqualität. Es werden jedoch verschiedene Techniken eingesetzt, hauptsächlich unter Ausnutzung psychoakustischer Prinzipien , um die Klanganteile zu entfernen, die die wahrgenommene Qualität am wenigsten beeinflussen, und um das dabei entstehende hörbare Rauschen zu minimieren. Das beliebte MP3-Format ist wohl das bekannteste Beispiel, aber auch das im iTunes Music Store erhältliche AAC-Format ist weit verbreitet. Die meisten Formate bieten verschiedene Komprimierungsgrade, die üblicherweise in Bitrate gemessen werden . Je niedriger die Bitrate, desto kleiner die Datei und desto größer der Qualitätsverlust.

• Videodateiformat
• Audiokomprimierung (Daten)
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