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)

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 (256..192 kbps for a stereo signal) 1:10...1:12 Layer 3 (128..112 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 56...64 kbps 26...24:1 near-CD 15 kHz stereo 96 kbps 16:1 CD >15 kHz stereo 112..128kbps 14..12:1

Komprimierung: Psycho-Akustik http://www.kfs.oeaw.ac.at/fsf/psa/index.html Original-Spektrogramm aus der „Pastorale“ Audio- Software ST-X

Komprimierung: Psycho-Akustik Akustisch relevante Anteile Hörbarer Anteil

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

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

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

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

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

ASPEC MPEG Audio Codec

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

MPEG Audio Übersicht MPEG-1 Iso/IEC 11172-3 (1993) Http://sound.media.mit.edu/mpeg4/audio/faq MPEG-1 Iso/IEC 11172-3 (1993) mono/stereo/2-channel/joint Abstastraten 48, 44.1, 32 KHz MPEG-2 Iso/IEC 13818-3 (1995) Iso/IEC 13818-7 (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

Komprimierung: MPEG 2 AAC Filter: MDCT http://www.iis.fhg.de TNS: temporal noise shapng Reduktion von Quantisierungsfehlern DAB: Digital Audio Broadcasting

MPEG 1 Layers / Bitraten