Uitvoeringsvormen audiocodering

MP3

Veruit het meest gebruikte algoritme voor audio-codering is MP3, of voluit MPEG 1/2 Layer III. Dit is de audiocodering die onderdeel uitmaakt van het videocoderingsalgoritme MPEG (zie hiervoor de volgende paragraaf). MPEG-1 audio-codering werkt met één (mono) of twee audiokanalen (stereo of dubbel mono) met een bemonsteringsfrequentie van 32, 44,1 of 48 kHz. MPEG-1 kent drie verschillende audio-coderingsalgoritmes, waarbij Layer 1 de simpelste is. De meest gebruikte MPEG-1/Layer3 (of kortweg MP-3) heeft de hoogste resolutie voor de beschrijving van het signaal. MPEG-1/Layer3 is gestandaardiseerd voor uitgaande bitstromen van 32 tot 320 kbit/s. De MPEG-2 audiocodering is een (backward compatible) aanvulling op de MPEG-1 audiocodering, waarbij multichannel (5.1 surround sound of 7 monokanalen) codering mogelijk wordt. Tevens worden hogere bitsnelheden tot 1 Mbit/s ondersteunt en zijn er lagere bemonsteringsfrequenties van 16, 22.05 en 24 kHz mogelijk.

De standaard legt overigens niet het coderingsalgoritme vast, maar de wijze waarop de uitgaande bitstroom is opgebouwd en hoe deze door de decoder moet worden verwerkt. Er zijn dan ook verschillende coderingsalgoritmes voor MP3 in omloop.

MPEG-2 AAC

MPEG-2 kent nog een tweede type audiocodering, Advanced Audio Coding. Het voorziet in audiocodering van 1 tot 48 kanalen met een bemonsteringsfrequentie van 8 tot 96 kHz. De uitgaande bitstroom varieert van 8 kbit/s voor een mono spraaksignaal tot 160 kbit/s voor een hoge kwaliteit audiosignaal. De basisprincipes zijn voor AAC niet anders dan voor MP3 alleen zijn er op onderdelen van de codering verbeteringen aangebracht die AAC zo'n 30% efficiënter maken.

SBR

SBR (Spectral Band Replication) is een toevoeging op bestaande audiocoderingstechnieken als MP3 en AAC die met name bedoeld is om de geluidskwaliteit te verbeteren bij lage bitsnelheden. Dit wordt gedaan door de onderliggende codering alleen het lagere deel van het frequentiespectrum te laten coderen. SBR voegt hier een beetje informatie aan toe die de decoder in staat stelt de hogere frequenties uit het overgezonden spectrum te herleiden, waarbij er dus vanuit wordt gegaan dat de hogere frequenties worden gevormd door harmonischen van de lagere frequenties. SBR claimt de efficiency van een perceptual audiocodering als MP3 of AAC met ongeveer 30% te kunnen verbeteren. De combinatie van MP3 met SBR staat bekend onder de naam MP3PRO. Bij Digitale Radio Mondiale (DRM) wordt AAC gecombineerd met SBR.

Midi

Midi is een speciale vorm van audiocodering waarbij niet de audio zelf wordt vastgelegd, maar alleen de karakteristieke parameters. Midi is dan ook in feite een parametrische codering. In midi wordt dus parameters als de toonhoogte, de duur van de toon en het soort instrument vastgelegd. Hierdoor ontstaan zeer compacte files. Alle pianosonates van Mozart passen op één floppy. De kwaliteit bij het afspelen wordt volledig bepaald door het model van het instrument in de afspeler. Stemgeluid kan hiermee niet worden vastgelegd en meerstemmige instrumenten maar in beperkte mate. Het beschrijven van het geluid van een orkest kan bijvoorbeeld niet. Midi is dan ook niet speciaal als audiocodering ontworpen. Midi komt uit de muziekwereld en wordt met name gebruikt om elektronische instrumenten zoals elektrische piano's en synthezisers aan te sturen.


1Alhoewel DVD-Audio bemonsteringsfrequenties toelaat van 44.1, 96 en 192 kHz en 16, 20 of 24 bit per sample, lijkt een 24 bits codering bij 96 kHz de standaard te worden.