Audio-Kompression MPEG Audio MPEG Moving Pictures Experts Group

Präsentation zum Thema: "Audio-Kompression MPEG Audio MPEG Moving Pictures Experts Group"—  Präsentation transkript:

1 Audio-Kompression MPEG Audio MPEG Moving Pictures Experts Group
MPEG 1 / H.261: Video mit 1,5 Mbit/s MPEG 2: n*64kBit/s MPEG 3: AAC Advanced Audio Coding MPEG 4 / H.263: erst low bit rate, dann „universelles Verfahren“ parametric audio coding, synthetic audio, speech coding subband/transform coding t/f -coders (time/frequency)

2 1:4 Layer 1 (384 kbps for a stereo signal)
Komprimierung: MP3 Komressions- Rate für CD-Qualität 1:4 Layer 1 (384 kbps for a stereo signal) 1:6...1:8 Layer 2 ( kbps for a stereo signal) 1:10...1:12 Layer 3 ( kbps for a stereo signal) MPEG Layer-3 sound quality bandwidth mode bitrate reduction ratio telephone sound 2.5 kHz mono 8 kbps * 96:1 better than shortwave 4.5 kHz mono 16 kbps 48:1 better than AM radio 7.5 kHz mono 32 kbps 24:1 similar to FM radio 11 kHz stereo kbps :1 near-CD 15 kHz stereo 96 kbps 16:1 CD >15 kHz stereo kbps :1

3 Komprimierung: Psycho-Akustik
Original-Spektrogramm aus der „Pastorale“ Audio- Software ST-X

4 Komprimierung: Psycho-Akustik
Akustisch relevante Anteile Hörbarer Anteil

5 Komprimierung: Psycho-Akustik
Differenz-Signal ohne „relevante“ Komponenten: „unhörbar“ Verdeckte Komponenten

6 Komprimierung: Psycho-Akustik
Critical Band = Frequenzbereiche innerhalb derer sich mehrere Signale beeinflussen (Harmonie, Disharmonie etc. )

7 MPEG 1 Audio Sub-Band Coding SBC
QMF Quadrature Mirror Filter VLC variable-length coding

8 MPEG 1 Audio Encoder SMR: single-to-mask ratio MDCT: Modified DCT
Header: Syncword: 12bits Layercode: 2bits (I,II,II) Bitrate: 4bits (s. Tabelle) Sampling-F.: 2bits (48,44.1,32 kHz) Mode: 2bit (stereo, mono, 2-sprachig, joint stereo) Padding 1bit

9 MUSICAM MPEG Audio Codec
MPEG-Layer I 32 Filterbänder gleicher Breite Psychoakustische Maskierung in jedem Band 1 Frame= 12 Samples*32 =384 Informationen

10 ASPEC MPEG Audio Codec

11 Psychoakustik in MPEG Modell I:
Modell II: FFT in wie in Modell I, jedoch für kurze (192) und lange Blöcke (576) Spreading function auf benach- barte Critical Bands anwenden Modell I: FFT (512/1024) Werte und Bandfilter berechnen Schalldruck in jedem Band Stille Regionen berechnen Tonale und nichttonale verdeckende Komponenten aus FFT Verdeckte Komponenten entfernen

12 MPEG Audio Übersicht MPEG-1 Iso/IEC 11172-3 (1993)
MPEG-1 Iso/IEC (1993) mono/stereo/2-channel/joint Abstastraten 48, 44.1, 32 KHz MPEG-2 Iso/IEC (1995) Iso/IEC (1997) mono/stereo/multichannel viele Abstastraten, Daten- ströme < 64 kBit/sec, AAC MPEG-4 (1998 ?) Bitratenadaption, Codecs für kleinste Bitraten, zusätzlich „synthetische“ Elemente: MIDI/SAOL (structured audio orchestra language), SASBF (structured audio sample bank format) TTS (text to speech) Audio-Objekte (Sprache, Geräusche, Musik) Ziel: Video & Audio-CD Kommunikation Layer I Layer II MPEG-7 Multimedia Content Description Interface Layer III

13 Komprimierung: MPEG 2 AAC
Filter: MDCT TNS: temporal noise shapng Reduktion von Quantisierungsfehlern DAB: Digital Audio Broadcasting

14 MPEG 1 Layers / Bitraten