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Was ist eigentlich AUDIO-BITRATE?



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Frage von toni-s:


Hallo Zusammen!

Mit dem meisten Fachkaudawelsch komme ich früher oder später selber zurecht, aber mit dem Begriff der "Audio-Bitrate" habe ich ein Problem. Ich weiß nur, dass die Rechenzeit davon abhängt. Daher bitte ich um Beantwortung folgender Fragen:

Was ist das eigentlich?
Wie ermittelt man die optimale Audio-Bitrate?

Aktuelles Problem:
Mein Rohmaterial hat das FormatFormat im Glossar erklärt .MXF (Sony PXW-X200), 1920x1080 Pixel
Mein Editor: Premiere Pro CS3 auf Mac
Meine zu convertierenden Clips zur Videoverarbeitung: .MOV (h264)
Mein Sound: klare Sprache (im Hintergrund Umweltgeräusche)

Hoffe, meine Angaben sind hinreichend zur Beantwortung - worauf ich mich freue!
Schönen Abend,
Toni



Antwort von srone:

die rechenzeit ist davon nur marginal betroffen, so wie die videobitrate die qualität des bildes bestimmt, macht die audiobitrate dasselbe für den ton.

hier zu sparen verringert die dateigrösse nur marginal, der verlust an ton qualität jedoch ist unüberhörbar.

als grundwerte:

mp3: 320kbit

aac: min 196kbit

wav: min 24bit 48khz (unkomprimiert).

lg

srone



Antwort von Wurzelkaries:

Oder anders ausgedrückt:

Je besser die Audioqualität... desto besser der Film.... denn Audio macht 50% des Films aus.

Stell Dir vor, Du hast einen tollen Film gemacht... doch leider ist die Audioqualität die , die Du auch vom Telefon her kennst. Findest Du wahrscheinlich nicht so prickelnd.

Also Audio immer in der höchst möglichen Bitrate aufnehmen... :-)

LG

Stefan





Antwort von toni-s:

Besten Dank, osrone und Stefan!
Ich habe einen Test gemacht, um die Aussage der Zeitrelevanz zu prüfen und stellte fest, orone hat schon recht, wenn er meint, die Einstellung der Bitrate hat keinen signifikanten Einfluss auf die Codierzeit. Insofern kann ich Stefan's Empfehlung ja nachvollziehen, lieber die höchstmögliche Bitrate einzustellen. Doch da kommt mir gleich wieder die nächste Frage:
Wozu gibt es denn die Einstellung der Bitrate, die sich in ziemlich großen Zahlenwerten bewegt, wenn man dadurch nur Qualität verliert, aber kaum Zeit gewinnt?
Schönen Abend,
Toni



Antwort von Skeptiker:

Als groben Anhaltspunkt für den Platzbedarf von unkomprimiertem Audiomaterial kann man Folgendes nehmen:

Auf eine bespielte Kauf-Audio-CD von rund 700 Megabyte Kapazität passen max. ca. 70 Min. (etwas mehr) Musik in CD-Qualität, also in 16 bit und mit 44 KHz.

Das ergibt eine ungefähre Bitrate (in Kilobit pro Sekunde = Kbps) von

700 x 1024 x 8 / (70*60) = 1365.

Komprimiertes Audio benötigt deutlich weniger Platz (siehe Beitrag von srone):

MP3 wird mit minimal 128 Kbps und max. etwa 320 Kbps komprimiert (guter Kompromiss, wenn's um möglichst kleine Dateien geht, ist oft 192 Kbps).
AAC ist noch kleiner bzw. bei gleicher Grösse von etwas höherer Qualität.



Antwort von Alf_300:

Das ergibt eine ungefähre Bitrate (in Kilobit pro Sekunde) von 1536



Antwort von Skeptiker:

Das ergibt eine ungefähre Bitrate (in Kilobit pro Sekunde) von 1536
Das wäre dann bei 70 Min. Spieldauer eine Audio-CD mit knapp 788 Megabyte Kapazität.
Oder bei 700 MB CD-Kapazität eine Spieldauer von etwas über 62 Minuten.



Antwort von toni-s:

Mannomann! Ich bin hier im Forum für Hochleistungsmathematik gelandet! Alle Achtung. Mein Problem ist nun, das auch noch zu verstehen. Wenn du, lieber Skeptiker, deine Formel in eine allgemeine Form bringen könntest und - wenn vielleicht auch noch zu erläutern, hätte ich vielleicht eine Chance, mein Nichtwissensproblem zu lösen.
Ob's was hilft?
Toni



Antwort von Skeptiker:

@toni-s:

Das war eigentlich nur als Anhaltpunkt gedacht.
Um eine Idee zu haben, wie gross die Bitrate von unkomprimiertem Audio in CD-Qualität etwa ist.

Aber hier die kurze Erklärung zur obigen Formel:

Ausgangspunkt war eine Audio-CD von
700 Megabyte Kapazität
und
70 Minuten Spieldauer.

Und gesucht ist die Bitrate des Audios, normalerweise in Kilobit pro Sekunde angegeben.

Jetzt gibt es 2 Dinge zu beachten:

1 Byte hat 8 bit.
1024 Byte sind 1 Kilobyte (und entprechend 1024 Kilobyte = 1 Megabyte).

Die Rechnung in 3 Schritten (z.B. Mac- bzw. PC-Software-Rechner benutzen!):

1. Die CD-Kapazität in Kilobit berechnen:
700 Megabyte sind 700 x 1024 = 716800 Kilobyte
Das sind also 716800 x 8 = 5734400 Kilobit.

2. Die Anzahl Sekunden ausrechnen:
70 Minuten sind 70*60 = 4200 Sekunden

3. Kilobit pro Sekunde bestimmen:
5734400 / 4200 = 1365 Kbit/sKbit/s im Glossar erklärt (oder Kbps = Kilobit per second)

Hoffentlich stimmt die Rechnung ;-)

Freundlicher Gruss
Skeptiker



Antwort von Alf_300:

In Rechnen sind wir nicht so gut aber Internet haben wir ;-)

http://www.audiomountain.com/tech/audio-file-size.html

Ganz Unten



Antwort von toni-s:

Zur späten Stunde noch ein waches Dankeschön an Skeptiker!
Da ich nebenbei noch Soundbearbeitung für eine Doku mache, die der Kunde schon gestern hätte sehen wollen, muss ich zugeben, dass ich diese Nacht die Erläuterung der Bitrate-Formel nicht mehr in vollem Umfang nachprüfen werde. Aber soviel sei vermerkt, ich habe den Eindruck, sie ist fundiert.
Auch wenn ich heute keine umfassende Antwort bekomme, so erlaube ich mir an dieser Stelle nicht nur Gute Nacht zu sagen, sondern jene, die hier morgen wieder hereinschneien, daran zu erinnern, dass ich heute Abend um 22:08h ein Frage stellte, die noch immer nicht so richtig beantwortet ist... ;-)
Schönen Guten Morgen,
Toni



Antwort von Alf_300:

Diese Frage ?

Wozu gibt es denn die Einstellung der Bitrate, die sich in ziemlich großen Zahlenwerten bewegt, wenn man dadurch nur Qualität verliert, aber kaum Zeit gewinnt?

Weils eben nicht um Zeit sondern um Normen geht



Antwort von toni-s:

In Rechnen sind wir nicht so gut aber Internet haben wir ;-)
http://www.audiomountain.com/tech/audio-file-size.html
Ganz Unten

Hallo Alf,
du bist aber echt gemein zu Skeptiker und raubst ihm jegliches Selbstvertrauen ;-)
Aber so wie es scheint, kommt man heutzutage nicht umhin, die Hälfte seiner Zeit mit Recherchen im Internet zu verbringen. Das kostet zwar doppelt soviel Zeit wie ein Buch aus dem Schrank zu holen und es zu durchblättern, aber dieses Buch kommt wegen des schnellen Internetzeitalters ohnehin nicht rechtzeitig in die nächste Auflage - sprich auf den Stand der Technik. Ach, wie war es schön, als man noch einen Meister hatte, der einem sein Wissen im persönlichen Gespräch beibringen konnte...
Gute Nacht,
Toni



Antwort von Skeptiker:

@ toni-s: gute Nacht (bzw. weiterhin gute Soundbearbeitung)!

@Alf_300:

Der Link http://www.audiomountain.com/tech/audio-file-size.html zeigt die korrekte Bitrate 1411 Kbit/sKbit/s im Glossar erklärt an, wenn man als Ausgangspunkt die 16 bit mit 44.1 KHz ('Schwingungen' pro Sekunde bzw. 'Samples' pro Sekunde = 'sampling rate' oder Abtastfrequenz) nimmt (Audio CD-Qualität).

16 bit x 44.1 (KHz) (=44'000 Hz, Einheit ist /Sek.) = 705600 bit (mono) pro Sekunde.

Ergibt für Stereo: 705600 x 2 = 1411200 bit/s = 1411.2 Kilobit/s (wenn man mit 1 Kilobit = 1000 bit rechnet, mit 1024 kalkuliert, wären es nur 1378 bit/s ).

Ich habe umgekehrt gerechnet: Von der CD mit x MB Kapazität bzw. x Min. Spieldauer auf die Bitrate geschlossen, was ein etwas anderes Ergebnis bringt.

Da es ja nur um die Abschätzung der Audio-CD-Bitrate ging, ist das ok, zur genauen Bestimmung der 16 bit 44 KHz Audio-Stereo-Bitrate taugt es aber nicht, das stimmt.

Damit würden dann auf eine 700 MB Audio-CD ...

700 x 1024 * 8 / 1411 = 4064 Sekunden = knapp 68 Minuten Audio passen (mit 1378 Kbit/sKbit/s im Glossar erklärt gerechnet, ein wenig mehr: etwas über 69 Min.).

Siehe auch z.B. http://de.wikipedia.org/wiki/Digitalaudio



Antwort von Alf_300:

@Skeptiker

Auf meinen 650er CDs steht drauf dass 74 Minuten drauf gehen ;-)



Antwort von Skeptiker:

@Skeptiker

Auf meinen CDs steht drauf dass 74 Minuten drauf gehen ;-)

Und wie gross (Megabyte) sind die CDs?



Antwort von Alf_300:

650



Antwort von Skeptiker:

650
Mit den 1411200 bit/s geht's jedenfalls nicht ;-(
Du kannst ja mal einen Test brennen!



Antwort von Alf_300:

Auf die 700er gehen sogar 80 Minuten drauf ;-(((

http://www.verbatim.de/de/prod/music-cd-r-43365/?con=24



Antwort von Skeptiker:

Auf die 700er gehen sogar 80 Minuten drauf ;-(((

http://www.verbatim.de/de/prod/music-cd-r-43365/?con=24
Haben die da einen Audio-Strecker integriert ??



Antwort von Goldwingfahrer:

nein...einen "Staucher"

schnell wegrenn



Antwort von Alf_300:

80 Minuten moderne Dudelmusik das ist nur was für ganz Hartgesottene



Antwort von Skeptiker:

So, jetzt habe ich die Probe aufs Exempel gemacht:

Deutsche Grammophon 1982, Rachmaninov, Symphonie No 2:

CD-Grösse: 763.26 MB
Spielzeit gemäss Aufdruck: 75 Min. 37 Sek.

Ergibt eine Bitrate von 1378 Kbit/sKbit/s im Glossar erklärt -> stimmt!



Antwort von Goldwingfahrer:

Hartgesottene

Das ist aber noch Harmlos.

Rekord den ich mal erstellen musste,
2 spezielle Audio-DVDs mit je über 490 MP3
Musikdauer pro Stk.zwischen 2 bis 5 Minuten.

Ev.finde ich die Beiden noch in meinem Archiv,resp.die Clone davon.



Antwort von Alf_300:

Prima ;-)

Meine Programme zeigen trotzdem 1536 an, und codieren auch mit 768 oder 1536 liegt wohl daran dass es 48k Audio ist



Antwort von Skeptiker:

... Meine Programme zeigen trotzdem 1536 an, und codieren auch mit 768 oder 1536 liegt wohl daran dass es 48k Audio ist
1411.2 * 48 / 44.1 = 1536



Antwort von Goldwingfahrer:

Meine Programme zeigen trotzdem 1536 an
Ja,bei Stereo oder 2 Kanal und bei 16 Bit.

Bei 48 KHz und 32 BitBit im Glossar erklärt wird bei 2 Kanal 3072 kbps angezeigt.
Mehr ist noch möglich,kann dann aber fast keiner mehr abspielen.



Antwort von Alf_300:

@Goldwingfahrer

1536 = Nicht blos bei Stereo sondern auch bei 6 Kanal



Antwort von Skeptiker:

Hier noch ein paar Links zu den aufgeworfenen Fragen:

Umrechnungen von Byte -> Kilobyte -> Megabyte -> Gigabyte etc.:

Dezimalpräfixe (1000) versus Binärpräfixe (1024):
http://de.wikipedia.org/wiki/Byte
http://en.wikipedia.org/wiki/Megabyte

Gigabyte nach Megabyte umrechnen:
https://www.unitjuggler.com/memory-umwa ... ch-MB.html

Der iMac, auf dem ich diesen Text schreibe, verwendet seit System 10.6 (das ist bereits einige Jahre her, aktuell ist 10.10) als Umrechnungsfaktor 1000 statt der früheren 1024.

Für eine DVD mit 4 700 000 000 Byte werden also 4.7 Gigabyte Kapazität angezeigt und nicht, wie früher, 4.37 GB.

Man macht den Unterschied: 'Kilo- ist überall = Faktor 1000' aber 'Kilo- in der Informatik = Faktor 1024' eigentlich nicht mehr, sondern Kilo- ist überall Faktor 1000 und dementsprechend 1 Kilobyte = 1000 Byte. Analoges gilt für Mega-, Giga-, Tera- (in der Reihenfolge) etc..

Der in der Informatik übliche Umrechnungsfaktor 1024 (= 2 hoch 10) hat andere Abkürzungen (Präfixe):

Kibibyte (KiB) statt Kilobyte (KB)
Mebibyte (MiB) statt Megabyte (MB)
Gibibyte (GiB) statt Gigabyte (GB)
Tebibyte (TiB) statt Terabyte (TB)

Das 'bi' im Namen steht jeweils für 'binary' (binär).

Ziemlich ungewohnt und sicher nicht konsequent angewendet!
Die Abkürzung MiB findet man z.B. im File-Info-Tool 'MediaInfo'.

Und die Sache mit den 74 Minuten für eine 650 MB CD bzw. 80 Minuten für eine 700 MB CD wird hier kurz erklärt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Compact_Disc (Abschnitt Lesevorgang)

Fazit:
Es ist gar nicht so einfach (wenn man's doppelt nimmt) ;-(



Antwort von Alf_300:

Hab auch was zusammen geCloud

Beim Digitalisieren eines analogen Audiosignals findet zunächst eine sogennante zeitliche Diskretisierung statt. Der Wandler misst dabei in regelmäßigen Zeitabständen die Amplitude des Signals, so dass quasi eine Zahlenreihe mit Amplituden werten erstellt werden kann, aus der man ja wieder ein Signal "nachzeichnen" könnte. Die Abtastrate (auch Samplerate, Samplingfrequenz,...) gibt nun an, wie oft die Amplitude gemessen wird. Auf einer CD sind die Audio-Daten mit 44,1KHz gespeichert, es wird also 44100 mal pro Sekunde abgetastet.
Die einzelnen Abtastwerte hätten ja wahrscheinlich uendlich lange Stellen hinter dem Komma, wenn man den Wert ganz genau speichern wollte. Das geht natürlich nicht, also wird das Signal nicht nur zeitlich "gerastert", sondern auch die Amplitude. Die Bit-Zahl bestimmt, wie fein diese Aufteilung ist. Auf einer CD sind die Daten mit 16Bit gespeichert. Ich weiß nicht, ob Du etwas Ahnung von Binärrechnung hast. 16 BitBit im Glossar erklärt bedeutet 16 Stellen im Binärsystem. Die niedrigste Zahl, die ich mit 16 Stellen darstellen kann ist 0, die höchste ist 1111111111111111. Umgerechnet ins Zehnersystem sind das 65536. Folglich hat man Abtastwerte von 0 bis 65536, immer ganzzahlig, sodass man eben ein Raster aus 65536 möglichen Werten.
Du kannst Dir also Vorstellen, dass das Signal originalgetreuer abgetastet wird, je höher ich die Größen Abtastgröße und Abtastrate einstelle. Die 16Bit/44,1KHz ergeben sich aus den Grenzen des menschlichen Gehörs. 16 BitBit im Glossar erklärt erlaubt eien Dynamik von 96dB, mehr kommt auch nicht in einem Orchester vor, und würde man wohl nicht nutzen. Die Abtastrate dagegen beschrängt immer de maximalen Frequenzbereich. Wenn ein Signal so hochfrequent ist, dass es zwischen zwei Abtastpunkten schwingt, dann kann diese Schwingung nicht erfasst werden. Daher ist die maximal vorkommene Frequenz höchstens Halb so groß wie die Abtastfrequenz. Da der Mensch nicht mehr als 20KHz hören kann, recihen die 44,1KHz Abtastrate theoretisch.
Die Bitrate wiederum hat eigentlich nicht speziell was mit digitalem Audio zu tun, sondern ist eben einfach in der Digitaltechnik eine Größe für die Übertragung einer Datenmenge pro Zeit. DSL-Geschwindigkeiten z.B. werden ja auch so angegebn, oder die Geschwindkeit, mit der Speichermedien lesen und schreiben können. Beim audiosignal kann man dass einfach ausrechnen, indem man Abtastgröße mit Abtasrate multipliziert. Bei einer AuioCD wären das also 705600 Bit/s, also 705kBit/s. Für Stereo dann enstrepchene 1410kBit/s. Das müsste theoretisch auch etwa rauskommen, wenn man 650MB durch 74 Minute teilt.
Die Angabe der Bitrate taucht aber eher bei komprimiertemn Audio auf, also z.B. MP3s. Da wird die Datenmenge reduziert, und an der kBit/s-Angabe sieht man eben wie stark das komprimiert wurde. Also ein unkomprimiertes Audio von CD hat eben 1410kBit/s, mittels MP3-Kodeirung kann ich es eben auf nur 96, 128, 160, 192, ... kBit/s reduzieren.



Antwort von Skeptiker:

@ Alf_300:
Tolle Zusammenfassung!

... Umgerechnet ins Zehnersystem sind das 65536. ...
Das entspricht 2 hoch 16.

... Für Stereo dann enstrepchene 1410kBit/s. Das müsste theoretisch auch etwa rauskommen, wenn man 650MB durch 74 Minute teilt. ...
Leider nicht (siehe auch meinen obigen Link)!

650/74 = 8.783 (783 783 783 784 etc. etc.) MByte/Min.
Das sind (mal 60) 0.14 639 (639 639 639 6.. etc. etc.) MByte/Sek. oder (mal 8) 1.17 Mbit/sMbit/s im Glossar erklärt = (mal 1000) 1171 Kbit/s.

Check: 1171 Kbit/sKbit/s im Glossar erklärt mal 74*60 Sekunden sind 5200000 Kilobit = (durch 8, durch 1000) 650 MB.



Antwort von Alf_300:

ich hab schwer den Verdacht wenn Wir damit fertig sind wird man wohl die Geschichte der Bits und Bytes neu schreiibrn müßen



Antwort von Goldwingfahrer:

@Goldwingfahrer

1536 = Nicht blos bei Stereo sondern auch bei 6 Kanal

nein,bei 6 Kanal siehts anders aus

Seite 36

Tabelle 4.2

https://books.google.ch/books?id=hYd6AQ ... &q&f=false



Antwort von Alf_300:

@Goldwingfahrer

In der Theorie. - in der Paxsis hab ich's noch nicht gesehen, im Gegenteil, die Blu Ray Macher nehmen vermehrt den 448 AC3AC3 im Glossar erklärt Ton von DVD oder DTS mit 768

Wüßte jetzt eigentlich auch garkein Programm das mehr als 1536 zuläßt



Antwort von Skeptiker:

ich hab schwer den Verdacht wenn Wir damit fertig sind wird man wohl die Geschichte der Bits und Bytes neu schreiibrn müßen
Oder wir landen alle in der Anstalt (für Audio-Bits und -Bytes) ;-)



Antwort von Alf_300:

@Skeptiker

Erst gibts aber noch eine Schlaftherapie



Antwort von Skeptiker:

@Skeptiker

Erst gibts aber noch eine Schlaftherapie
... und die bringt neue Erkenntnisse im Schlaf ?? ('Den Seinen gibt's der Herr im Schlaf')



Antwort von marwie:

die rechenzeit ist davon nur marginal betroffen, so wie die videobitrate die qualität des bildes bestimmt, macht die audiobitrate dasselbe für den ton.

hier zu sparen verringert die dateigrösse nur marginal, der verlust an ton qualität jedoch ist unüberhörbar.

als grundwerte:

mp3: 320kbit

aac: min 196kbit

wav: min 24bit 48khz (unkomprimiert).

lg

srone
Es kommt drauf an, ob es um die Aufzeichnung oder das Wiedergabeformat geht. Für die Aufzeichung sind die Werte ok, für die reine Wiedergabe aber übertrieben, da genügt für Sprache auch locker 192kbit MP3, 128kbit aac und den Unterschied zwischen 24bit und 16bit wav hört man selbst bei klassischer Musik kaum bis gar nicht.



Antwort von toni-s:

Guten Morgen Alf, Skeptiker, Marwie und alle, die aktiv und passiv mitmachten!

Ich fürchte, meine ursprüngliche Frage über die Bitrate ist zum Disput über Begriffe geworden, die seit langem im Sprachgebrauch der Grundschulkinder Einzug gehalten haben. Denen und auch mir ist es nämlich echt Wurscht, ob ein Kilobyte 1024 oder nur 1000 Bytes hat. Uns (den Grundschülern und mir) ist nur wichtig, was man damit anfangen kann und - im Falle der Bild- und Tonverarbeitung - wo die Grenzen der Wahrnehmung liegen.

Ich bitte diejenigen Spezialisten um Gnade, wenn ich ignoriere, dass es Bild- oder Tondokumente gibt, die nach Kilos oder Megas eigentlich auf eine Glitzerscheibe passen müssten, aber es aufgrund der Sprachregelung einfach nicht tun.

Dennoch, ich bin mit der Beantwortung meiner Fragen wirklich vollauf zufrieden gestellt, denn ich habe den Inhalt verstanden. Wesentlich dazu beigetragen hat Alf's wirklich gute Zusammenfassung, für die er angeblich eine gewisse Wolke herangezogen ("geCloud") hat. Aber auch die mathematischen Betrachtungen, Beweise und Gegenbeweise, die ihr euch hier liefertet, sind sehr aufschlussreich - manchmal auch amüsant.

Leider muss ich im Job ein paar Termine einhalten und kann mich jetzt nicht mehr länger mit dem Thema beschäftigen. Aber ich werde das ganze Forumsthema kopieren, auf Papier ausdrucken, zusammenheften, in den Schrank stellen und immer dann nachlesen, wenn mir wieder mal eine Frage zu Bits, Bytes und deren Raten einfällt. Und wenn die Frage trotzdem unbeantwortet bleibt, stelle ich hier wieder mal ein Thema ein...

Vielen herzlichen Dank für eure Teilnahme!
Toni



Antwort von arfilm:

Wenn du grad eh schon am Drucken bist...könntest du schnell eine Druckvorschau des gesamten slashcam Forums machen und mir die Seitenzahl nennen? Würd mich mal interessieren ;)



Antwort von toni-s:

Hallo Airfilm,
ich habe alles in die Zwischenablage getan und in ein Indesign-Dokument eingefügt und dort alles in 9 Punkt Helvetica formatiert. Es sind 12 Seiten geworden. Nicht schlecht!
Toni




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