Moin Mädels,
immer wieder höre/lese ich in vielen Foren (auch hier), dass viel "Unsicherheit" bezüglich der MP3-Technologie aufkommt. MP3´s sind halt mittlerweile unverzichtar geworden, und daher habe ich als u.a. Software-Entwickler in dieser Branche mal ein aufschlussreichen Bericht verfasst, der Euch bestimmt weiterhelfen wird um die Technolgie zu verstehen und auch anzuwenden. VIELE Beiträge und Berichte aus dem Netz sind schlicht FALSCH und unprofesionell. Daher hier ein "kleiner" Einstieg in die MP3-Welt.
Der Beitrag ist hier ein bischen länger, aber die 15 Minuten zum Lesen lohnen sich aber auf jeden Fall! (Vielleicht kann der MOD hier das ja mal anpinnen 
)
Einleitung
MP3! Im Munde quasi seit 1995 nach Einführung dieses Audio-Codecs und damit das wohl weit verbreiteste "Audio-Format" neben der klassischen Audio CD. Aber was ist ´mp3´? Warum ´mp3´? Was soll ´mp3´? Ich räume hier mal auf und erkläre für "Beginners", was uns ´mp3´ bringt und wie wir uns das vernüftig zu nutzen machen können ohne ein grosser IT-Spezies zu sein......
Was ist "MP3" ?
MP3 steht für MPEG-1 Audio Layer 3 und ist Teil des "Motion Picture Expert Group" des (MPEG) Standards des Fraunhofer-Institut aus Erlangen (eine DEUTSCHE Entwicklung!). Digitale Musik (z.B. von einer CD) kann dank der MP3-Technologie in vergleichsweise kleinen Dateien auf der Festplatte,USB-Stick, Smartphone gespeichert werden. Ganz ohne Qualitätsverlust verläuft die Musikkompression (ganz genau genommen ist es eine Daten-Reduktion) aber nicht. Es gibt verschiedene Qualitätsstufen, die sich an der sogenannten Bitrate ablesen lassen. MP3s mit min. 192 kbp/s Bitrate bieten "CD-nahe" Qualität bei geringer Dateigröße (´kbits´ ist die Datenmenge, die die MP3-Datei pro Sekunde ausgibt).
Ab 256kbp/s bewegt man sich in höheren Qualitätsstufen, die Dateien werden dann entsprechend größer.
Wie funktioniert´s ?
Bei der Daten-Komprimierung/Reduktion werden die Musik-Dateien verschiedenen Analysen unterzogen. Ziel ist es, treffsicher die Töne wegzulassen, die von lauteren Tönen verdeckt (maskiert) werden und dadurch für das menschliche Ohr kaum/gar nicht wahrnehmbar sind. Da die Töne ohnehin nicht wahrnehmbar sind, nehmen Sie nur unnötigen Speicherplatz ein >diese Töne werden einfach "weggelassen". Es handelt sich also bei MP3 um ein verlustbehaftetes Kompressionsformat.
Welche Qualität kann ich erwarten ?
Die Bitrate (kbit/s) entscheidet maßgeblich über die Qualität. Je höher die Bitrate desto mehr Informationen können pro Sekunde in die MP3-Datei gespeichert werden.
Man unterscheidet zwischen den folgenden gängigen (nach ISO) Bitraten bei MP3 Dateien:
32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256 und 320 kBit/s .
Wie gesagt, je höher die Bitrate, desto mehr Bits pro Sekunde aus der ursprünglichen Datei bleiben "erhalten". Dadurch erhöht sich die Qualität, aber auch die Größe der MP3-Dateien. Ab einer Bitrate von 192 KBit/s hören die meisten Menschen bei den Musikstücken keinen Unterschied mehr zur CD-Qualität. Für diese Menschen hört sich die Musik also transparent an; so wird das im Fachjargon genannt.
Die Qualitätseindrücke sind aber recht subjektiv und von Mensch zu Mensch sowie von Gehör zu Gehör unterschiedlich. Die meisten Menschen können wie gesagt ab einer Bitrate von etwa 192 kBit/s und bei Nutzung eines guten und ausgereiften MP3-Encoders (LAME) auch bei konzentriertem Zuhören das enkodierte Material (MP3-Datei) nicht mehr vom Ausgangsmaterial (z.B. einer CD) unterscheiden.
Bitrate in kBit/s Vergleich mit Erklärungen
256 bis 320: CD-Qualität und besser
Für Musik mit großem Klangspektrum und hoher Dynamik.
192: Annähernd CD-Qualität, je nach Musikrichtung.
Bietet eine erträgliche Ausgewogenheit von Komprimierung auf der einen Seite und notwendiger Dynamik auf der anderen Seite. (ICH wäre aber auch mit dieser Qialitätsstufe defintiv NICHT zufrieden!!!!)
160: Definitiv keine CD-Qualität, auch wenn das immer wieder behauptet wird; diese Bitrate entspricht eher UKW-Radio-Qualität. Für elektronische Musik wie z.B. Techno und Synthesizer noch gerade ausreichend. Auch für POP-Musik (Musik mit leichter Dynamik) manchmal noch zu gebrauchen. Besonders bei Gitarren- oder Violinenmusik erkennt man aber schnell unangenehme akustische Fehler (Kompressionmsartefakte; ...machen sich als eine Art unterschwelligen "Klingeln/Klirren" bemerkbar). Diese Datenrate ist daher nur bei der Verwendung von tragbaren MP3-Spielern mit geringen Speicherkapazitäten in Verbindung mit o.g. Musik sinnvoll.
unter 160: Musik mit geringen Qualitätsansprüche (z.B. für Handy-Klingeltöne). Musik-Qualität ist nicht akzeptabel!
Es gibt aber noch einen wichtigen Punkt mehr, der die Qualität massgeblich mit beeinflusst:
Der Kanalmodus (Matrizierung). Hier gibt es leider so viele unqualifizierte Beiträge im Netz. Ich räume damit mal auf:
Bei der MP3-Encodierung (egal in welchen Programm auch immer) kann ausgewählt werden zwischen:
• Mono (Single-Channel)
• Stereo
• Joint-Stereo
• Dual-Channel
Die Single-Channel Kodierung (nur Mono) fällt für uns ganz klar flach. Dazu natürlich keine weitere Erklärungen notwendig; versteht sich von selbst.
und GANZ WICHTIG ZU BEACHTEN:
Für Stereo und Dual-Channel gibt es auch eine ganz einfache Antwort: FÄLLT AUCH RAUS!
Warum: Das Stereo-Verfahren (!bitte nicht mit Joint-Stereo verwechseln!) ist durch den Umstand verlustbehaftet, dass auch mit der maximalen Bitrateneinstellung im Encoder von 320 kbit/s nur 160 kbit/s gemittelt pro Kanal zur Verfügung stehen. Jeder Kanal bekommt nur etwa die Hälfte der eingestellten Bitrate. Also handelt es sich bei einer MP3-Datei mit 320 kbit/s und STEREO-Einstellung eigentlich nur um eine MP3-Datei mit einer Qualität von 160 kbit/s!!!
Dual-Channel speichert zwar zwei unabhängige Monospuren mit der eingestellten Bitrate. Hier aber liegt das grösste Problem bei den MP3-Playern: Die meisten können "DUAL-Channel" nicht wiedergeben, bzw. spielen nur einen Kanal davon ab, also Mono.
Es gibt tatsächlich nur eine vernünftige Einstellung: JS (Joint Stereo).
Warum JS und wie funktioniert JS:
Bei Joint Stereo, oft auch MS-Stereo genannt, handelt es sich um eine verlustfreie Kanal-Kodierung der beiden Audiokanäle. Die starke Ähnlichkeit der Stereo-Kanäle vom Ausgangsmaterial (von CD o. WAV-Datei) wird ausgenutzt, indem man zwei neue Kanäle bildet:
• Auf dem Mittleren-Kanal (M) wird die Summe vom linken und rechten Kanal gespeichert (also quasi erstmal ein MONO-Signal)
• auf dem Seiten-Kanal (S) speichert man die Differenz der Ursprungskanäle (links und rechts)
So enthält der Mittlere-Kanal (Mono) die "Hauptmenge" der Musik, während auf dem Seiten-Kanal (S) nur wenig Musik-Information vorhanden ist. Der Seiten-Kanal (S) speichert also nur die Unterschiede zwischen dem ursprünglichen linken und rechten Kanal.
Beide Kanäle (S) und (M) werden nun getrennt vom MP3-Encoder encodiert (berechnet) und man erreicht eine relativ gute Kompression. Dieser "Trick" funktioniert tadellos und wie oben schon erwähnt, ist diese Art der Kanaltrennung verlustfrei und es steht damit; ganz wichtig:
die volle Bitrate auf beiden Stereo-Kanälen zur Verfügung.
Fazit: definitiv NUR Joint-Stereo nutzen!
Welchen Bitraten-Modus soll ich nun für die MP3 Komprimierung nehmen?
VBR - variable Bitrate (variable Bitrate)
Bei VBR wird die Bitrate ständig der Musik angepaßt. Es werden an eher "ruhigen" Stellen (z.B. wenig Instrumente oder stille Passagen) weniger Bits "verbraucht", die Bitrate wird also automatisch gesenkt, während bei komplexere Stellen die Bitrate so weit erhöht wird wie nötig, damit die vorgegebene VBR-Qualitätsstufe (wird im MP3-Encoder vorher eingestellt) jederzeit gewährleistet bleibt. Die so erzeugte MP3-Datei benötigt dadurch weniger Speicherplatz als qualitativ vergleichbare MP3-Dateien im CBR-Modus.
CBR - konstante Bitrate (constant Bitrate)
Beim CBR-Modus wird durchgehend die voreingestellte Bitrate benutzt, unabhängig davon, welche Bitrate tatsächlich gerade "benötigt" wird. Dadurch stehen die höheren Bitraten für komplexe Stellen nicht zur Verfügung was zu Lasten der Qualität geht (320 kbit/s-Modus ausgeschlossen!), während an ruhigen Stellen Bits "verschwendet" werden, was zu Lasten der Dateigröße geht.
ABR - durchschnittliche Bitrate (average Bitrate)
ABR ermöglichst es, variable Bitraten zu nutzen aber dennoch die vorgegebene durchschnittliche Bitrate sehr genau zu treffen. So spart der MP3-Encoder bei ruhigen Stellen Bits ein, die dann komplexeren Stellen zur Verfügung stehen. Die Qualität dieses Modus liegt zwischen CBR und VBR. Der ABR-Modus hat aber mittlerweile an Bedeutung verloren und wird so gut wie gar nicht mehr verwendet.
Fazit:
VBR in der höchsten VBR-Qualitätseinstellung liefert gute (aber keine perfekten) Ergebnisse.
ABER: die beste Einstellung, die man bei der MP3-Encodierung machen kann ist und bleibt der CBR-Modus mit 320 kbit/s, JS (Joint Stereo) und q0 (maximale Qualitätsstufe).
BEGRÜNDUNG:
Der Encoder hat IM VBR-MODUS keine 100% Trefferquote was das richtige Auswählen der jeweiligen Bitrate in den entsprechenden Musik-Sequenzen angeht. Oftmals "erkennt" der Encoder nicht die jeweilige Sample-Komplexität (beim Quantisieren des Signals) und gibt dann die falsche Bitrate beim Encodieren vor. Daher kommt es bei akkustisch komplizierten Stellen im Musik-Stück zu eindeutig hörbaren akustischen Artefakten, und das auch bei höchster Qualitäts-Einstellung für den VBR-Modes.
Speicherplatz (Festplatten, USB-Sticks, SDHC-Karten, etc.) kostet mittlerweile fast gar nichts mehr und auch die Bandbreiten im Internet sind gewaltig. Ich und auch viele andere Experten sind die Meinung, dass hier keine Abstriche gemacht werden sollten. Daher ist die MP3-Encoder Einstellung immer mit
CBR, 320 kbit/s, Joint-Stereo und beste Qualitäts-Einstellung (auch ´q0´ bei LAME genannt)
der "Modus der Wahl" für perfekte MP3-Dateien. Hier werden dann keine Kompromisse bei der Qualität gemacht!!!
Es gibt so viele Komprimierer (Encoder). Welchen soll ich nehmen?
Diese Frage ist sehr einfach und schnell ohne weitere Vergleiche der verschiedenen Encoder aufzuzählen zu beantworten. "LAME" ist der beste MP3-Encoder, der zu bekommen ist. Er ist Freeware und somit auch frei herunterladbar. LAME selber ist ein Kommandozeilen-Encodierer (eine simple ´LAME.EXE´) bzw. als DLL zu bekommen. Ich empfehle die "Rundumsorglospackete" wie den "FRE:AC" (free audio converter) oder auch "LameXP". In diesen Programmen ist alles enthalten, was man benötigt: Der aktuelle LAME Encoder selber, eine vernünftige Oberfläche und die Unterstützung von MP3, FLAC, APPLE LOOSLESS, MONKEY´S AUDIO, OGG, WAV, und mehr.
Was ist der "ID3-Tag" in der MP3-Datei ?
Frühere Audiodateien (z.B WAV) hatten keine Information über ihren Inhalt, außer der Dateiname selber. Hier wurde für die MP3-Dateien (auch für FLAC, AAC, etc.) der
´ID3-TAG´ eingebaut. Ein ID3-Tag wird verwendet, um Informationen (Songname, Künstler, Album, Cover-Bild, etc.) in eine MP3-Datei einzubetten. Es gehört aber nicht zur offiziellen Spezifikation des MP3-Formats, wird aber so gut wie von jedem MP3-Player unterstützt. Es gab in der Vergangenheit verschiedene Versionen des ID3-Tags (v1, v1.1, v2, v2.2, etc.). Die heutzutage zu meist verwendet Version ist die v2.3, die sehr flexibel ist. Es gibt auf dem Markt viele "MP3-Tagger", die diese Informationen in den MP3-Dateien bearbeiten können. Ein Software-Tip an dieser Stelle: "Mp3tag".
Abschließender Tip zum Erstellen von MP3-Dateien:
Nimmt bitte nicht die "all-in-one" Lösungen. Also CD-Ripper mit eingebetteten und unbekannten MP3-Encodern. Hier können nicht alle MP3-Einstellungen vorgenommen werden (z.B. q0 Einstellung ) oder für Experten die ATH-Einstellungen (Einstellung des akustischen Models).
Als CD-Ripper empfiehlt sich EAC (Exact Audio Copy). Hier können alle LAME-Einstellung gemacht werden.
..und noch ein Tip nebenbei: Das Freeware-Programm "MP3GAIN" bring nach der Erstellung Eurer MP3s die Lautstärke der Musik
auf einen Level (das passiert natürlich VERLUSTFREI, da MP3GAIN nicht "recoded" sondern die Frames direkt anpasst; daher kann das gerne auch mehrmals hintereinander mit den Dateien gemacht werden.
Hier wird das "statistical analysis" Modell zom Normalisieren der Lautstärke angewand. Perfekte Ergebniss gibt es bei der 93db Einstellung.
Und schon kann es losgehen.........
Viel Spaß beim Erstellen Eurer MP3-Dateien. Bei Fragen kann ich gerne Hilfestellung geben.....
Gruss,
/Geordi
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Quellen zur Hilfe der Erstellung dieses Beitrags:
- www.mpx.net
- wikipedia.de
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