Audioaufnahmen – Audioformate

Um Tonaufnahmen digital aufzuzeichnen und abzuspielen, bedarf es eines Encoding- und Decoding-Prozesses. Dazu stehen viele Codecs mit unterschiedlicher Qualität zur Verfügung. Nach der jeweiligen Situation gilt es die optimalen Codecs und Audioformate zu wählen.

Eine unkomprimierte verlustfreie Speicherung erfordert viel Speicherplatz. Dies würde sowohl bei der Datenübermittlung als auch bei der Archivierung Probleme ergeben. Es wird daher fast immer in komprimierter Form gespeichert. Hier gilt es zu entscheiden, welche Komprimierung der Audiodaten maximal möglich ist ohne das Hörergebnis zu sehr einzuschränken. Hier ist grundsätzlich zwischen Sprach- und Musikaufzeichnungen zu unterscheiden. Auch die voraussichtlichen Endgeräte der Wiedergabe sind entscheidend. Es ist eher nicht anzunehmen, dass jemand in Dolby Surroundtechnik Radio hört. Reine Sprachaufzeichnungen wie z.B. Lesungen oder Nachrichten benötigen keine Stereoaufnahme.

Verlustfreie Aufzeichnungen erfolgen bei Windowssystemen zumeist im Wave-Format (*.wav). Für Übertragungen im Internet ist wav aufgrund der Dateigröße ungeeignet. Dafür ist derzeit das vom Frauenhofer Institut entwickelte Format mp3 am verbreitetsten. Als Nachfolgeformat wurde AAC (advanced audio coding) für höhere Klangqualität entwickelt. Als proprietäre Formate sind kommerzielle Nutzungen mit Lizenzkosten verbunden. Zudem wird schon seit einiger Zeit daran gearbeitet , Kopierschutzmodule einzuarbeiten, die dann auch das Abhören an den Lizenzerwerb bindet.

Im Land der Punguine (Linux) wird deshalb der open source-Codec für das Format ogg-vorbis (*.ogg) verwendet, das qualitativ auch mit AAC mithalten kann. Die Verbreitung wächst zusehens, da dieses Format bei vielen Computerspielen eingesetzt wird und immer mehr Player die erforderlichen Codecs als Standard einbinden.

Frequenzraten: Die aufgezeichnete Frequenzbreite bestimmt ebenfalls sowohl über Dateigröße als auch Klangqualität. Derzeit gängige Formate sind für niedrigste Qualität 16000 Hz, 22050 Hz, für brauchbare Qualität (CD) 41000 Hz.

Komprimierungsraten:Für Übertragungen im Radio oder auch für Streaming im Internet reichen Komprimierungen bei Sprachaufnahmen auf 96kbit/sec – mono bei Musik auf 128kbit/s Stereo aus. Dies erfordert bei Internetübertragung für verlustfreies Abhören jedenfalls einen Breitbandanschluss. Damit auch Übertragungen auch Personen in Gebieten mit schlechterer Internetanbindung erreichen, wird die zumeist eine zweite niedrigere Übertragungsrate angeboten.

Audio CD: Um CDs auch auf verschiedenen Ausgabegeräten lesbar zu machen, wird ein Standard benötigt. Ein solcher definiert auch die Datenstruktur für CD Player. Diese Datenstruktur und Formatisierung wird in der Praxis automatisch durch ein entsprechendes Programm hergestellt. Um die Hörqualität einer Audio CD zu erhalten, ist es empfehlenswert von möglichst unkomprimierten oder verlustfrei komprimierten Audioformaten auszugehen. Als Frequenzrate ist 41000Hz standardisiert.

Durch die nun bereits sehr hochwertigen Codecs zur Datenkomprimierung und die damit verbundene Distribution via Internet und die Entwicklung von mobilen Devices mit Speicherchips, gerät jedoch die unhandliche Audio CD zunehmend unter Druck.

Zur Audiobearbeitung für den nicht – professionellen Bereich ist das open source  Programm audacity  zu empfehlen.

Videocoding – Videoformate

Für die digitale Bearbeitung von Video stehen verschiedene Formate zur Verfügung, die sich in der Qualität und Nutzungsmöglichkeit unterscheiden. Videoaufnahmen müssen im Zuge der digitalen Weiterbearbeitung bzw. – nutzung oftmals in bestimmten Formaten vorliegen. Videos werden daher encodiert um dann in bestimmten Geräten oder am Desktop wieder für die Darstellung decodiert zu werden.Beispiele für Encoding/Decodierungen:
a) Video wurde mit Videokamera aufgenommen und soll dann per DVD abgespielt werden. (Encodierung 1 – Digitalisierung am Desktop-Schnittplatz. -> Bearbeitung -> Encodierung 2 – Erstellung des für DVD Abspielung passendes Videoformat -> Erstellung der DVD -> Abspielen der DVD: Decoding 2
b) Handy nimmt auf – Video soll dann im Internet online abgespielt werden.

720×576 pixel, 25 Bilder/sec ist Basis für PAL. In Europa werden Videos im PALformat digitalisiert (USA z.B. NTSC) und als solche für die Darstellung im TV wieder ausgegeben.

Je höher die Digitalisierungsrate umso besser ist die Darstellung.

avi-Format ist als Container (beinhaltet die für das Abspielen nötigen Informationsdaten) vorzustellen. Avi Format kann mit verschiedenen Codecs erstellt werden. Der Codec muss dann auch wieder für das Auslesen im Player vorhanden sein.

Verbreitete proprietäre Videoformate: Windows media file (wmf) ist derzeit als gängiger Standard in der Windows Welt lesbar. Quicktime ist bei Apple- UserInnen verbreitet. Realmedia. Für die Nutzung im Internet findet auch Flash Video immer mehr Verbreitung.

Plattformunabhängig: mpeg und ogg

mpeg2 ist für DVD Erstellung Standard-Format. Standalone DVD Player spielen Videos nur dann, wenn die DVDs eine klar definierte Datenstruktur vorweisen. Es ist daher immer ein Ordner „Video_TS“ (enthält alle Daten) und ein Ordner „Audio_TS“ (ist leer) nötig. Die mpeg2 files müssen als *.vob benannt sein, um für standalone DVD Player lesbar zu sein. Bei der Erstellung von DVDs mit gängigen Programmen wie z.B. Nero (windows) oder k3b (linux) wird diese Umbenennung und die Ordnerstruktur (teil-)automatisiert erstellt.

Beim Encodieren sind max. 8 Mio Bit/sec als Rate empfehlenswert, da höhere Raten von vielen DVD Playern nicht fehlerfrei gelesen werden können. Höhere Raten ergeben nur geringe Qualitätssteigerung, jedoch erheblich größeren Speicherplatz.
mpeg 3 (mp3) – Audioformat – vergleichbar als open source Produkt ogg-Format mpeg 4 (Containerformat) entwickelt sich als Standard auch im professionellen Bereich. Dazu ist als Videocodec h.264 (od. AVC) und AAA als Audiocodec empfehlenswert.

Bei mpeg Video wird ein Bild plus die Unterschiede der nächsten 11 Bilder gespeichert. Dadurch ergibt sich hohe Einsparung an Datenmenge.

Für Windowsrechner gibt es als Freeware mit vielen Konvertierungsmöglichkeiten u.a. das Programm„Super“. Download unter anderem hier.

Unter Linux bietet sich k3b an. Näheres ist hier nachzulesen.