Bitrate

Moinsen,

ich habe hier eine sehr Theoretische frage. Ich muss nächste Woche ein Vortrag halten zum Thema Audioformate. Natürlich komm ich um den Punkt Bitrate nicht herum! Ich kann Bitrate definieren in dem ich sage das es ein Verhältnis zwischen einer Datenmenge und einer Zeit ist!
Aber ich möchte das ganze Bildlich veranschaulichen! Nur weiß ich nicht ob ich das ganz korrekt im Kopf habe daher meine Frage:

Kann ich Bitrate so darstellen indem ich einen normalen Sinus aufzeichne und ihn mit "Stufen" digitalisiere? (Dir normale Sinusform nur in Stufen sozusagen) Und je feiner die Abstufung ist, desto höher ist meine Bitrate? Stimmt das?

Hoff Ihr könnt mir helfen! Danke schonmal im Vorraus!

mfg

EDIT:

Oder ist das die Veranschaulichung der Abtastrate die ich beschrieben habe?

Die Bitrate ist die Kombination aus zwei Dingen. Ich denke es wäre gut, wenn du diese beiden erst getrennt erklärst.

Der erste Punkt ist die Abtastrate. Je schneller man ein Signal abtastet, desto "genauer" kann man dessen Form "erkennen". Das ganze lässt sich natürlich auch mathematisch beschreiben, aber über der grafischen Weg ist das denk ich wesentlich schneller zu verstehen.

Die zweite Komponente ist die Auflösung, mit der du abtastest (das ist glaube ich das was du meintest). wenn du einen Sinus mit genau drei Werten darsstellen willst, zum Beispiel +1, 0 und -1 dann ergibt sich eher was dreieckiges, egal wie schnell du abtastest. Es ist also auch entscheident wie fein aufgelöst jeder "Messwert" ist. Sind das zum Beispiel 16 Bit (16 Bit => 2^16 = 65536 Stufen) bei einer Abtastrate von 44,1 kHz produziert du eine Bitrate von 16 Bit * 44,1 kHz = 705,6 kBit/s.

Einige Datenformate komprimieren dann noch natürlich die Daten, das wird das relativ kompliziert das genau zu berechnen. Da müsste man auch unterscheiden zwischen Redundanzkompression und Irrelevanzkompression.

Hey,

vielen Dank! Das ist genau das was ich brauch Hasch was gut bei mir^^

Zwei Fragen tun sich bei mir aber dennoch auf:

1. Warum 2^16 ? also warum 2?
2. Wenn ich im Heimkinosegment nachschaue (DTS, DD) Haben die HD Tonformate meist auch nur 96 kHz aber wenn ich das ausrechne komme ich auf einen geringeren Wert als angegeben! Wie kann das sein das die Bitrate höher ist als das errechnete?

Du verwechselst hier Begriffe. Bitrate ist wie viel Dateigrösse (bzw. Speicherplatz) pro Zeit aufgewendet wird, wofür (Ton, Video, etc.) und was dann genau wie drinsteckt, ist erstmal nebensächlich. Das sind z.B. bei MP3 üblicherweise zwischen 128 und 320 kbps (Kilobit/s).

Bezüglich Audio(formate) ist zum Thema Bitrate vielleicht der Unterscheid zwischen konstanter und variabler Bitrate interessant, kommt halt darauf an was genau dein Thema ist.

evenstar4118 schrieb:

1. Warum 2^16 ? also warum 2?
2. Wenn ich im Heimkinosegment nachschaue (DTS, DD) Haben die HD Tonformate meist auch nur 96 kHz aber wenn ich das ausrechne komme ich auf einen geringeren Wert als angegeben! Wie kann das sein das die Bitrate höher ist als das errechnete?

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1. Digitale Daten werden grundsätzlich im Binärformat gespeichert (Nullen und Einsen). Eine Null bzw. 1 ist ein Bit. wenn du 3 Bit hast kannst du 8 verschiedene Kombinationen (bzgl audioauflösung: Stufen) ausdrücken (das sind: 000,001,010,011,100,101,110,111). und 8 = 2^3. Das gilt für alle anderen Bitbreiten natürlich auch. Bei 16 Bit sinds als 16x eine Eins oder Null was 2^16 Abstufungen bedeutet. Siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Dualsystem

2. Bei DTS und Dolby Digital muss du beachten, dass 5 bzw. 6 Kanäle vorhanden sind. Jeder Kanal erzeugt prinzipell eine Bitrate wie sie oben ausgerechnet ist. Aber: Beide Verfahren arbeiten auch mit verlustbehafteter Audiokompression (genau wie MP3). Das kann man dann nicht mehr so schön einfach berechnen (siehe auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Datenkompression#Redundanz-_und_Irrelevanzreduktion). Bei vielen dieser Formate kommt noch erschwerend hinzu, dass die bitrate eventuell auch über der Zeit variieren kann (Stichwort VBR).

Ich würde es mit der einfachen Variante beschreiben (das ist das System von WAV) und dann auf Kompression durch Redundanzreduktion und Irrelevanzredukteion eingehen. Rechenbeispiele für komprimierte Audiostreams halte ich für sehr schweirig (was nicht heißt, dass es nicht geht, aber dazu bräuchte man ein solides Grundwissen zum Thema Signaltheorie).

http://help.adobe.com/de_DE/Soundbooth/2.0/WS41FBD92E-39EA-4eda-B490-EDE8EA1175C8a.html#WS2E825A07-11AB-4f2f-A1FD-A1E4D93C3B9Aa

Das hier ist eine Anleitung aus der ich diverse Informationen entnommen habe. Dort wird angegeben das die Bittiefe die Amplitudenwerte angibt. Also ist quasi gemeint das ich pro amplitude 65536 bzw. pro Periode 131072 Stufen habe? In welchem Zusammenhang steht das ganze aber zur Abtastrate? Weil die gibt eigentlich nur an, welches Frequenzspektrum zur verfügung steht oder?

Aber Samples ist nicht gleich Stufen oder?

Die Abtastrate (= sampling rate) gibt an, wie oft die Amplitude erfasst wird (z.B. 48 kHz = 48.000x / Sek.).
Die Samplingtiefe (= Bittiefe) gibt an, wie genau die Amplitude erfasst wird (z.B. 24 bit = 2^24 mögliche Stufen).

Die Bitrate ist das Produkt aus Abtastrate, Samplingtiefe und der Anzahl der Kanäle.
Also bei einer Audio-CD etwa: 44,1kHz * 16bit * 2ch = 1411Kbit/s.

Und was für eine Periode?