Bachelorarbeit 2: Audio-Datenkompression mit Spektralbandreplikation

Die Spektralbandreplikation (SBR) ist eine Erweiterung bestehender Audio-codierungen mit der Absicht geringe Bitraten ohne wahrnehmbare Qualitätsverluste zu ermöglichen und die Datenrate bei gleich empfundener Qualität zu reduzieren. In dieser Arbeit werden die Funktionsweise und die Auswirkung von der SBR beschrieben und näher untersucht.

Die SBR führt durch die Rekonstruktion von hochfrequenten Signalanteilen zu Frequenzverschiebungen bei Obertönen. Das kann zu Tonhöhenschwankungen, Schwebungen und Rauschen führen.

Im direkten Vergleich mit gleichen Bitraten zwischen mp3 bzw. AAC und dem SBR-verwendeten HE-AAC zeigt sich, dass die HE-AAC-Codierung mehr hochfrequente Signalanteile speichern kann. Dadurch wird ein vollerer Frequenzbereich gewährleistet, der dem Originalsignal bei geringen Bitraten bei weitem näher kommt als Codierungen ohne die SBR.

Ein Hörvergleich mit Musik und Sprache zwischen mp3 und HE-AAC zeigt, dass HE-AAC trotz geringerer Bitrate als qualitativ gleichwertig empfunden wird. Ist die Bitrate der mp3 viel größer als HE-AAC, wird mp3 als qualitativ besser empfunden.

Die SBR ermöglicht geringere Bitraten trotz gleicher wahrgenommener Qualität. Die SBR ist umso effizienter, je weniger Bits zur Verfügung stehen. Spielt die Bitrate keine Rolle, weisen andere Codierungen wie AAC mit maximaler Bitrate eine weitaus bessere Qualität auf, die einem nicht verlustbehaftet komprimierten Signal viel näher kommt.

Info

  • 1.9.2017 – 14.5.2018

BetreuerIn: Dipl.-Ing. Franz Zotlöterer

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