MP3 - Know-How, Grundlagen und Infos zu MP3 - Teil 2: Alternative Komprimierungsverfahren zu MP3

update: 10.12.2003; Autor: Detlev Schnick 

Inhalt Teil 1:

Inhalt Teil 2:

Teil 1 des HIFI-REGLER-Specials zum Thema MP3 befasst sich grundsätzlichen Fragen rund um das Thema MP3. Hier erfahren Sie was MP3 eigentlich ist, wie MP3 funktioniert, und noch vieles mehr.....

Zu MP3 konkurrierende Komprinierungsverfahren

Gerade haben wir uns an MP3 gewöhnt, da tauchen schon andere Audiocoder, d.h. andere Komprimierungsverfahren oder Codecs auf. Die Wichtigsten wollen wir hier kurz vorstellen, wobei wir hier bewusst nicht auf allzuviel technische Details eingehen wollen. Wer tiefer in die Materie einsteigen will, dem seien die Links empfohlen, die wir zu jeder Erklärung aufführen.

AAC

Der CodePeterc AAC ("Advanced Audio Coding") wurde bereits 1997 in den MPEG-2-Standard aufgenommen, nachdem das von der ISO/MPEG standardisierte MPEG-2 in den Audiocoder-Standard integriert worden war. Mit der Einführung von MPEG-4 (Video-Formate) wurde AAC dann um sogenannte "MPEG-4-Tools" erweitert. Nicht jede Implementierung von AAC unterstützt jedoch die MPEG-4-Erweiterungen. Deshalb wird teilweise je nach Entwicklungsstand zwischen MPEG-2 AAC" und "MPEG-4 AAC" unterschieden. AAC wurde vom Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) entwickelt und von Anfang an als Nachfolger von MP3 propagiert mit dem erklärten Ziel, insbesondere iIm Internet MP3 als Standard abzulösen. Das Hauptziel bei der Entwicklung von AAC bestand darin, eine effiziente Komprimierungsmethode für 5.1-Kanal Surround-Signale einzubinden. Und eben dazu bietet MPEG-2 die ideale Grundlage, denn die dazu erforderlichen Algorithmen sind im MPEG-2-Standard bereits eingearbeitet. Allerdings wurden sie bisher noch von keinem Audioencoder nachhaltig zum Leben erweckt, da sich für den DVD-Tonstandard bekannterweise die Konkurrenten AC3/Dolby Digital und DTS durchgesetzt haben. Dies war jedoch lange nachdem das Fraunhofer Institut MPEG-2 zur Grundlage seines damals neuen Komprimierungsverfahrens ACC auserkoren hatte. AAC komprimiert Musikdaten laut den Spezifikationen vom IIS um den Faktor 16 (zum Vergleich: MP3 komprimkiert im Faktor 12) und nutzt dabei erheblich verbesserte Fehlerkorrektur-Algiorithmen bei Samplingraten von 8 bis 96 (!) kHz. Der AAC-Encoder verfügt über eine Reihe interessanter neuer Leistungsmerkmale wie z.B. LTP (Long Term Prediction), PNS (Perceptual Noise Substitution) und TNS (Temporal Noise Shaping), die alle im Wesentlichen das Ziel verfolgen, die Bitrate in feineren Schritten abzusenken und dabei keine oder nur unwesentliche Qualitätsverluste der Musik in Kauf nehmen zu müssen. Mehr zur Technik erfahren Sie unter AAC auf der Website der Fraunhofer Instituts. Übrigens berichtet die Fraunhofer Gesellschaft, dass AAC besonders in Japan auf starkes Interesse stößt. Nahezu alle digitalen Rundfunksender in Japan setzen laut IIS bereits seit 2000 auschließlich AAC als Tonformat ein.

Insbesondere wegen seines Mehrkanal-Potentials (AAC unterstützt bis zu 48 diskrete Kanäle) in Verbindung mit seiner MPEG-4-Video-Fähigkeit könnte AAC noch eine hochinteressante Zukunftsperspektive haben. Dafür spricht auch, dass MPEG-4 AAC von der ISO als Standard-Tonspur für ISO-konforme MP4-Dateien eingesetzt werden soll ist. Der bekannteste AAC-fähige Decoder bzw. Player dürfte z.Zt. (Nov. 2003) wohl der Apple iPod sein.

Ogg Vorbis

Nach allem, was man so hört und liest, scheint sich Ogg Vorbis im Kreis der heute bekannten Audio-Kompressionsformate (Codecs) als die ernstzunehmendste MP3-Alternative zu etablieren. Streng genommen ist das "Ogg" von Ogg Vorbis ein Oberbegriff für eine ganze Serie von freien Multimedia- Formaten, die sich bei der Xiphophorus Foundation in der Entwicklung befinden. Das erste "serienreife" Produkt ist "Vorbis". Der große Vorteil von Vorbis: Es handelt sich hier um einen vollständig offenen und lizenzfreien Encoder/Decoder, der ähnlich wie Linux als Kind der Open Source Gemeinde geboren wurde und alle Vorteile eines Open Source Programmes aufweist. Allein auf die übermächtige Dominanz von MP3 ist es zurückzuführen, dass sich Ogg Vorbis nur langsam - dafür aber stetig - durchsetzt. Nach Angaben von Christopher Montgomery, der 1998 mit der Entwicklung von Ogg Vorbis begann, entwickelt sich die Ogg Vorbis Familie heute bereits schneller als MP3 in seiner Anfangszeit, obgleich MP3 damals keine Konkurrenz hatte. Nach gut achtjähriger Entwicklungsgeschichte präsentiert Xiph.Org heute die Version 1.0 ihres kostenlosen und patentfreien Audio-Codecs. Das Computermagazin C't in der Ausgabe 23 vom 03.11.03 zu Ogg Vorbis: "[Ogg Vorbis] stellt das betagte MP3 in puncto Kodiereffizienz locker in den Schatten ... Kein Wunder also, dass viele Musik- und Open-Source-Fans sehnlich auf Player für das Format warten ... jetzt scheinen sich immer mehr Hardware-Hersteller an das Open-Source-Format heranzuwagen. ... Nahezu jeder gängige Mediaplayer unterstützt mittlerweile Ogg Vorbis nativ oder wenigstens über ein Plug-in - und zwar betriebssystemübergreifend." Beim großen Hörtest der C't Nr. 19 vom 09.09.02 kam Ogg Vorbis in 64 kBit/s und 128 KBit/s nach Wave jeweils auf Platz 2 (getestet wurden Wave, Ogg Vorbis, MP3Pro, WMA, AAC, RealAudio und MP3). Einen recht guten Überblick bietet das Ogg Vorbis FAQ, das es allerdings nur in English gibt. Ebenfalls bei www.vorbis.com zu finden: Programme zum Umwandeln von Ogg Vorbis in MP3.

RealAudio

Anders als Ogg Vorbis ist RealAudio ein sogenannter proprietärer Codec mit dem RealNetworks und Microsoft den Markt erobern wollen. RealAudio setzt auf HDTV-Videoqualität und Surround-Sound. In der Praxis hat sich RealAudio als Verfahren zur Echtzeit-Übertragung von Audiodaten über das Internet etabliert, das vorwiegend beim Internet-Radio benutzt wird. Möglich wird die Radiofunktion von RealAudio durch seine Streaming-Technologie. Beim Streaming wird die Sound-Datei (Datei-Endungen: ".ram" oder ".ra") schon beim Herunterladen abgespielt und muss nicht - wie bei anderen Verfahren - zuerst heruntergeladen werden, um dann erst abgespielbar zu sein ("Store-and-forward-Prinzip"). Dieses Radiohören wird dann auch "Streamen" genannt. Von RealAudio sind zwei Formate bekannt: "RealAudio 8" und "RealAudio Surround", wobei letzteres eine Erweiterung des Stereo-Formates RealAudio 8 um Surround-Fähigkeiten darstellt, was den Vorteil hat, dass RealAudio Surround abwärtskompatibel zu RealAudio 8 ist. D.h. auch ältere RealPlayer-Versionen spielen "RealAudio-Surround"-Dateien, indem sie sie als RealAudio-8-Dateien identifizieren und unter Verlust der Raumklanginformationen abspielen. Einen zusätzlichen Codec braucht man in diesem Fall nicht. RealAudio8 ist übrigens eine Variante des von der MiniDisc bekannten Komprinierungsverfahrens ATRAC3.

Zur Wiedergabe von RealAudio benötigt man die Software RealPlayer G2 oder den RealOne-Player, die für alle Betriebssystem-Plattformen erhältlich sind. Darüber hinaus braucht man natürlich eine Soundkarte und daran angeschlossen Lautsprecher oder einen Kopfhörer. Download-Möglichkeiten für die Player-Software gibt's auf der deutschen Website von RealNetworks: www.de.real.com. RealAudio ist z.Zt. (Stand Dezember 2003) eine reine Software-Lösung für den heimischen PC, d.h. es gibt keine Player mit integriertem RealAudio-Decoder. RealNetworks (www.real.com) bietet darüber hinaus den RealProducer und die RealJukebox an. Der RealProducer arbeitet als Encoder zur Erstellung von RealAudio- und RealVideo-Dateien. Mit der RealJukebox erhält man zusätzlich die Funktionalität Soundfile-Verwaltungsprogramms, das schlicht und einfach den Umgang mit RealAudio-Dateien am PC vereinfacht.

WMA