In diesem Artikel werden die wichtigsten Merkmale einiger beliebter Audio-Codecs diskutiert und verglichen. Dabei wird der Fokus auf die für den Benutzer relevanten Aspekte gelegt (und nicht auf die algorithmischen Aspekte).
Wenn Sie sich gefragt haben, was genau der Unterschied zwischen MP3, AAC, AC3, WAV, WMA und Opus ist, dann ist dieser Artikel genau richtig für Sie.
Zunächst einmal gehen wir kurz auf den Begriff “Bitrate” ein. Die Bitrate eines Codecs bezieht sich auf die (durchschnittliche) Anzahl der Bits, die zur Kodierung einer Sekunde roher Audio verwendet werden. Die Bitrate wird in kbps (Kilobits pro Sekunde) angegeben. Ein Kilobit entspricht 1.000 Bits. Die Bitrate ist wichtig, da sie direkten Einfluss auf die Größe der kodierten Datei (bei Speicheranwendungen) und die für die Audiowiedergabe benötigte Netzwerkbandbreite (bei Streaming- und Übertragungsanwendungen) hat. Je niedriger die Bitrate, desto geringer ist die Größe des kodierten Audios und der Bandbreitenbedarf für die Netzwerkübertragung.
Jetzt werfen wir einen genaueren Blick auf die Eigenschaften einiger populärer Codecs.
MP3
MP3 ist mit Abstand der bekannteste Audio-Codec und nahezu gleichbedeutend mit digitaler Audioqualität in der populären Vorstellung. MP3 läutete in den 90er Jahren die digitale Audio-Revolution ein. MP3 wurde 1993 von der ISO als MPEG-1 Audio Layer III standardisiert. MPEG-2 (Teil 3) enthielt eine Erweiterung für MP3, die niedrigere Abtastraten (16, 22,05, 24 kHz) und bis zu 5.1-Kanäle unterstützte. Diese Abtastraten verwerfen jedoch einen erheblichen Teil der für den Menschen hörbaren Frequenzen (d.h. über 8, 11.025 bzw. 12 kHz). Daher sind sie nicht für alle Arten von Audio geeignet. Hier sind einige Fakten über MP3.
AAC
ISO standardisierte AAC in MPEG-2 und MPEG-4 als Nachfolger von MP3. AAC steht für Advanced Audio Coding. AAC bietet mehrere Verbesserungen und neue Kodierungstechniken, die eine signifikante Verbesserung der Bitrate gegenüber MP3 bei gleicher Audioqualität ermöglichen. Eine andere Möglichkeit, dies zu betrachten, ist, dass AAC bei gleicher Bitrate eine bessere Audioqualität als MP3 bietet. AAC ist viel vielseitiger als MP3. Es unterstützt eine breitere Palette von Abtastraten, Bitraten und Kanalzahlen. Es gibt auch verschiedene Varianten, die für unterschiedliche Anwendungsfälle und Anwendungen vorgesehen sind. Einige der Varianten sind AAC LC (Low Complexity), AAC Main, AAC LD (Low Delay) und HE-AAC (High Efficiency).
AC3 (Dolby Digital)
AC3 ist ein Audio-Codec von Dolby. Dolby verwendet den Markennamen “Dolby Digital” für AC3. Dolby Digital ist nahezu gleichbedeutend mit “Surround Sound” im Kino, Heimkinos und Rundfunk. Dolby Digital unterstützt bis zu 5.1-Kanäle – links, rechts, Mitte, links surround, rechts surround und einen Kanal für Niederfrequenzeffekte. Die Surround-Kanäle ermöglichen es den Produzenten, beim Zuhörer ein Klanggefühl aus jeder Richtung zu erzeugen. Dolby hat AC3 mit EAC3 weiterentwickelt. EAC3 unterstützt 7.1-Kanäle. Dolby vermarktet EAC3 als “Dolby Digital Plus”. AC3-Programme können auf Geräten und Software, die EAC3 unterstützen, abgespielt werden. Dolby-Technologie passt den Ton an die tatsächlich auf dem Wiedergabegerät vorhandene Anzahl von Lautsprechern an. AC3 und EAC3 werden also problemlos auf Dolby-zugelassenen Stereoanlagen abgespielt.
Opus
Opus ist ein Open-Source- und lizenzfreier Audio-Codec, der für interaktive Audiowiedergabe-Applikationen (VoIP, Videokonferenzen usw.) entwickelt wurde. Er zeichnet sich durch eine der niedrigsten Latenzen aller Audio-Codecs aus. Opus ist eine Kombination aus SILK (ein Sprachcodec von Skype) und CELT (ein Audio-Codec von Xiph.org). Es unterstützt drei Modi – nur SILK, nur CELT und Hybrid (eine Kombination aus SILK und CELT). Der Modus wird je nach Inhalt, der gerade codiert wird, ausgewählt. Es ermöglicht sogar das Umschalten zwischen den Modi während der Audiowiedergabe.
Opus hat seit der Standardisierung durch die IETF im Jahr 2012 stetig an Beliebtheit gewonnen. Es wird nun weit verbreitet und in Internet- und VoIP-Anwendungen verwendet. WhatsApp verwendet Opus als VoIP-Codec. Opus unterstützt nur Mono- und Stereo-Kanäle.
WAV
WAV steht für Waveform Audio File Format. Es handelt sich nicht um einen Codec, sondern um ein Audio-Dateiformat, das häufig zum Speichern von unkomprimiertem Audio verwendet wird. Es gehört zur RIFF-Familie von Dateiformaten. Die Informationen zur Abtastrate, Anzahl der Kanäle und zur Bit-Tiefe sind Teil des WAV-Dateikopfs (genauer gesagt des “fmt sub-chunk”). WAV unterstützt beliebige Werte (die innerhalb der Anzahl der zugeteilten Bits passen) für diese Parameter. Es ist bei Audio-Profis beliebt, da es dem original aufgenommenen Audio am nächsten kommt. Es wird in professioneller Audio-Editing-Software und Media-Playern weit verbreitet unterstützt. Aufgrund der großen Datengrößen ist es jedoch für Verbraucheranwendungen ungeeignet.
WMA
WMA (Windows Media Audio) ist eine Familie proprietärer Audio-Codecs, die von Microsoft entwickelt wurden. WMA ist Teil der Microsoft Media Foundation. Es sollte ein Konkurrent zu den oben diskutierten, weit verbreiteten Codecs sein. Die WMA-Familie besteht aus vier Codecs – WMA, WMA Pro, WMA Lossless und WMA Voice. Während WMA maximal 48 kHz Stereo unterstützen kann, unterstützt WMA Pro bis zu 7.1 Kanäle und Abtastraten bis zu 96 kHz. WMA ist in der Anwendung viel häufiger als WMA Pro. WMA-Dateien können von den meisten Media-Playern für Windows OS wiedergegeben werden. Dazu gehören Windows Media Player, VLC, Media Player Classic (MPC)-Familie, Winamp und RealPlayer. Die Kodierung von WMA kann mit Windows Media Foundation, Windows Media Player, Windows Movie Maker, RealPlayer und Adobe Audition erfolgen, um nur einige zu nennen.
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