Audio Format im Überblick – Was ist MP3, AAC, AC3?

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Audio Format

Was verbirgt sich hinter MP3, AAC, AC3 usw.? Welche Audio Formate werden beim Fernsehen übertragen? Eine Übersicht finden Sie hier.

Audio Formate

Heute gibt es eine Menge verschiedener Audio Formate. Das ist auf Grund der verschiedenen Übertragungsarten entstanden. Die Audio Formate werden über Internet, Smartphone, Tablet, PC, DVD, Blu-ray übertragen. Dadurch entsteht diese große Anzahl an Audio Formaten. Es gibt verschiedene Arten von Audio Formaten. Man unterscheidet zwischen komprimierten und unkomprimierten Audio Formaten. Bei den komprimierten Audio Formaten gibt es noch eine weitere Unterscheidung. Es gibt verlustfreie und verlustbehaftete Audio Formate. Die einzelnen Unterschiede möchte ich Ihnen hier beschreiben.

Unkomprimiert

Unkomprimierte Audioformate speichern Tonaufnahmen ohne jegliche Datenkompression. Dies bedeutet, dass die gesamte Bandbreite der aufgenommenen Töne in der Datei erhalten bleibt, was zu einer höheren Audioqualität führt, aber auch zu größeren Dateigrößen im Vergleich zu komprimierten Formaten führen kann.

Audioformat unkomprimiertBeschreibung
WAV (Waveform Audio File Format)WAV-Dateien speichern Audiodaten in einem linearen PCM-Format.
PCM (Pulse Code Modulation)PCM ist eine Methode zur digitalen Darstellung von analogen Signalen, bei der die Amplitude des Signals in regelmäßigen Zeitintervallen abgetastet wird.
AIFF (Audio Interchange File Format)Wurde von Apple entwickelt und verwendet ebenfalls lineares PCM.

Diese unkomprimierten Formate bieten eine exzellente Audioqualität, eignen sich jedoch aufgrund ihrer Größe möglicherweise nicht optimal für platz- oder bandbreitenbeschränkte Anwendungen. In solchen Fällen werden oft komprimierte Formate wie MP3 oder AAC bevorzugt, die eine kleinere Dateigröße bieten, jedoch aufgrund der Kompression einige Details in der Audioqualität verlieren können.

Komprimiert – verlustfrei

Audioformat komprimiert verlustfreiBeschreibung
FLAC (Free Lossless Audio Codec)FLAC verwendet eine verlustfreie Kompression, was bedeutet, dass die Originalaudioqualität beibehalten wird, während die Dateigröße reduziert wird. Anders als bei verlustbehafteten Kompressionsformaten wie MP3 oder AAC geht bei der Verwendung von FLAC keine Information verloren, und die Datei kann jederzeit wieder in das ursprüngliche, unkomprimierte Format zurückkonvertiert werden, ohne Qualitätsverluste zu erleiden.
ALAC (Apple Lossless)Kann in MP4 oder M4A (Apple’s Audio-Container) verpackt werden. Häufig in Apple-Ökosystemen wie iTunes und iOS-Geräten.
WavPackKombiniert verlustfreie und verlustbehaftete Kompressionsoptionen.
Flexibel in Bezug auf die Abwägung zwischen Dateigröße und Audioqualität.

Diese verlustfreien Kompressionsformate sind besonders nützlich, wenn Speicherplatz eine Rolle spielt, aber gleichzeitig höchste Audioqualität beibehalten werden soll, wie es beispielsweise bei der Archivierung von Musiksammlungen der Fall sein kann.

Komprimiert – verlustbehaftet

Viele Audio Formate sind auf Grund der Datenreduktion verlustbehaftet. Zu diesen Audio Formaten zählen:

Audioformat Komprimiert verlustbehaftetBeschreibung
MP3 (MPEG Audio Layer 3)MP3 ist ein weit verbreitetes und populäres Audioformat, das für die verlustbehaftete Kompression von Audiodaten entwickelt wurde.
AC3 (Adaptive Transform Coder 3)AC3, auch als Dolby Digital bekannt, ist ein Audioformat, das für die verlustbehaftete Kompression von Mehrkanal-Audiosignalen entwickelt wurde.
AAC (Advanced Audio Coding)AAC ist ein weit verbreitetes und effizientes Audio-Kompressionsformat, das von der Moving Picture Experts Group (MPEG) entwickelt wurde.
HE-ACC (High Efficiency AAC)HE-AAC ist eine Variante von AAC, die besonders für niedrige Bitraten optimiert ist und eine gute Audioqualität bei begrenzter Bandbreite bietet. Dies wird oft in Streaming-Anwendungen verwendet.
AAC+ (Advanced Audio Coding Plus)AAC+ ist eine verbesserte Version des AAC (Advanced Audio Coding)-Audioformats. Es wurde entwickelt, um eine noch effizientere Komprimierung von Audiodaten zu ermöglichen, insbesondere bei niedrigen Bitraten. Das „+“ in AAC+ steht für die Verbesserungen in der Effizienz gegenüber dem ursprünglichen AAC.

Dolby Digital ist vielen aus dem Kino oder von einer DVD oder Blu-ray bekannt. Bei diesem Audio Format handelt es sich um ein Mehrkanal Tonsystem. Für dieses Mehrkanal Tonsystem wird eine bestimmt Anzahl von Lautsprechern benötigt. Meist wird von 5.1 gesprochen. Die Lautsprecher sollten für einen guten 5.1 Sound richtig eingestellt sein. Wichtig dabei ist auch das richtige Lautsprecherkabel zu verwenden.

Audioformate in Containern

Audioformate können in sogenannten Containern verpackt werden, um mehrere Mediendatenströme, Metadaten und andere Informationen in einer einzigen Datei zu organisieren.

Unkomprimiert

Audioformat unkomprimiertBeschreibung
WAV (Waveform Audio File Format)WAV ist gleichzeitig das Audioformat und der Container selbst.
Unkomprimiertes Format, häufig für professionelle Audioaufnahmen verwendet.
AIFF (Audio Interchange File Format)Auch unkomprimiertes PCM-Audio.
Wird oft in einem AIFF-Container verwendet.

Komprimiert

Audioformat komprimiertBeschreibung
MP3 (MPEG Audio Layer III)Verlustbehaftet komprimiert.
Kann in verschiedenen Containern wie MP4, MKV oder AVI gespeichert werden.
AAC (Advanced Audio Coding)Kann sowohl verlustbehaftet als auch verlustfrei sein.
Häufig in einem MP4- oder MKV-Container für Videoanwendungen verwendet.
OGG VorbisVerlustbehaftet komprimiert.
Typischerweise in einem OGG-Container verpackt.
FLAC (Free Lossless Audio Codec)Verlustfrei komprimiert.
Kann in Containern wie FLAC, MKV oder sogar im MP4-Container gespeichert werden.
OpusAllgemein für seine Effizienz bei niedrigen Bitraten.
Ogg (Ogg Opus) oder Matroska (MKV).
Besonders geeignet für Echtzeit-Anwendungen und VoIP.
ALAC (Apple Lossless Audio Codec)Kann in MP4 oder M4A (Apple’s Audio-Container) verpackt werden.
Häufig in Apple-Ökosystemen wie iTunes und iOS-Geräten.
Dolby Digital (AC-3)Häufig in DVD-Video (VOB) oder im AC3-Container.
Standard für digitales Surround-Sound in DVDs und digitalen Übertragungen
Dolby TrueHDOft in Blu-ray-Discs (M2TS oder MKV).
Verlustfreies Audioformat für hochauflösenden Surround Sound.
DTS (Digital Theater Systems)Häufig in Blu-ray-Discs (M2TS oder MKV).
Beliebt für hochwertigen Surround-Sound in Heimkinoanwendungen.

Die Wahl des Containers und des Audioformats hängt von den spezifischen Anforderungen ab, einschließlich der benötigten Audioqualität, Dateigröße, Kompatibilität und der Art der Anwendung (z. B. Musik, Video, Streaming). Einige Containerformate ermöglichen die Speicherung von verschiedenen Arten von Audiostreams (z. B. mehrere Sprachen oder Versionen) und Metadaten, was besonders in der Videoproduktion wichtig ist.

Übersicht Audio Codecs

Hier ist eine Übersicht über einige gängige Audio-Codecs, sowohl verlustfreie als auch verlustbehaftete, sowie einige der Anwendungen und Verwendungszwecke:

Verlustfrei

Audio codecs verlustfreiBeschreibung
FLAC (Free Lossless Audio Codec)Hohe Audioqualität ohne Verluste.
Häufig für Audiophile und Archivierung von Musiksammlungen verwendet.
ALAC (Apple Lossless Audio Codec)Verlustfreies Format von Apple.
Häufig für die Wiedergabe auf Apple-Geräten und in iTunes verwendet.
WAV (Waveform Audio File Format)Unkomprimiertes PCM-Audio.
Häufig für die Speicherung von Originalaufnahmen verwendet.
APE (Monkey’s Audio)Verlustfreies Format mit guter Kompression.
Häufig in Windows-basierten Umgebungen verwendet.
WavPackKombiniert verlustfreie und verlustbehaftete Kompressionsoptionen.
Flexibel in Bezug auf die Abwägung zwischen Dateigröße und Audioqualität.

Verlustbehaftet

Audio codecs verlustbehaftetBeschreibung
MP3 (MPEG Audio Layer 3)Weit verbreitet für Musik-Streaming und -Downloads.
Verlustbehaftete Kompression mit variabler Bitrate.
AAC (Advanced Audio Coding)Häufig in iTunes, Apple-Geräten und Streaming-Diensten verwendet.
Bietet gute Audioqualität bei niedrigeren Bitraten.
OGG VorbisFrei verfügbar und offen.
Verlustbehaftete Kompression, oft in Open-Source-Projekten verwendet.
OpusVielseitiger Codec für verschiedene Anwendungen, einschließlich Echtzeitkommunikation.
Bietet gute Audioqualität bei niedrigen Bitraten.
MP4 (AAC)Häufig in Multimedia-Containern wie MP4 verwendet.
Kombination aus verlustbehafteter AAC-Audiokompression und Videokomponenten.
Dolby Digital (AC-3)Weit verbreitet in DVDs und digitalen Übertragungen.
Verlustbehaftete Kompression für Mehrkanalton.
Dolby AtmosObjektbasiertes Audioformat für immersives Klangerlebnis.
Verwendet in Kinos, Heimkino-Systemen und mobilen Geräten.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Wahl des Audio-Codecs oft von den spezifischen Anforderungen der Anwendung, der verfügbaren Bandbreite und der gewünschten Audioqualität abhängt.

Nachfolger von Dolby Digital

Der Nachfolger von Dolby Digital ist Dolby TrueHD. Dolby Digital ist ein verlustbehaftetes Audioformat, das häufig für DVD-Videos, digitales Fernsehen und andere digitale Medien verwendet wird. Es bietet Mehrkanalton und hat einen festen maximalen Datenstrom, was zu einer begrenzten Audioqualität führen kann.

Dolby TrueHD ist hingegen ein verlustfreies Audioformat, das eine höhere Audioqualität als Dolby Digital bietet. Es wird oft in Blu-ray Discs verwendet und unterstützt hohe Bitraten für die Audiowiedergabe. Dolby TrueHD kann bis zu 7.1-Kanal-Ton in voller High-Definition-Audioqualität liefern.

Es ist wichtig zu beachten, dass es nicht nur einen „Nachfolger“ für Dolby Digital gibt, sondern verschiedene Dolby-Audioformate, die für unterschiedliche Anforderungen und Technologien entwickelt wurden. Neben Dolby TrueHD gibt es auch Dolby Atmos, ein weiteres fortschrittliches Audioformat von Dolby, das objektbasierten Raumklang ermöglicht und in der Lage ist, Klänge präzise in einem dreidimensionalen Raum zu positionieren. Dolby Atmos wird in modernen Kinos, Heimkino-Systemen und sogar in bestimmten mobilen Geräten unterstützt.

Dolby Digital Varianten

Dolby Digital hat mehrere Varianten oder Versionen, die für verschiedene Anwendungen und technologische Entwicklungen entwickelt wurden. Hier sind einige der wichtigsten Varianten von Dolby Digital:

Dolby Digital Variantebeschreibung
Dolby Digital (auch als AC-3 bekannt)Dies ist die ursprüngliche Version von Dolby Digital und wurde erstmals in den 1990er Jahren eingeführt.
Verlustbehaftetes Kompressionsformat für Mehrkanalton, häufig verwendet in DVDs, digitalen Fernsehsendungen und anderen digitalen Medien.
Dolby Digital EXEine Weiterentwicklung von Dolby Digital, die eine zusätzliche Surround-Kanal-Erweiterung bietet.
Integriert einen zusätzlichen Kanal (Surround Back) für eine erweiterte Raumklangwiedergabe.
Dolby Digital PlusEine Weiterentwicklung von Dolby Digital mit verbesserter Kompressionseffizienz.
Wird oft in Streaming-Diensten, digitalen Fernsehübertragungen und Blu-ray Discs verwendet.
Dolby TrueHDEin verlustfreies Audioformat mit hoher Auflösung, das eine bessere Klangqualität als Dolby Digital bietet.
Häufig in Blu-ray Discs für hochauflösenden Surround Sound verwendet.
Dolby AtmosDies ist ein objektbasiertes Audioformat, das nicht nur die Positionierung von Klängen in einem horizontalen Raum ermöglicht, sondern auch vertikale Positionierung für ein immersiveres Klangerlebnis.
Dolby Atmos kann in Kinos, Heimkino-Systemen, Streaming-Diensten und sogar in mobilen Geräten implementiert werden.

Diese Varianten bieten verschiedene Funktionen und Qualitätsstufen, um den unterschiedlichen Anforderungen von Medienproduktionen, Übertragungsstandards und Endverbrauchergeräten gerecht zu werden.

5 Kommentare
  1. Georg Duerr
    Georg Duerr sagte:

    Seit gestern funktionieren auf meinem LG – TV die Radioprogramme nicht mehr, der Grund ist mir bekannt,
    jedoch kann ich trotz Suchlauf auf meinem Fernseher die Radio-Programme nicht auf das neue Tonformat
    umstellen = AAC-LC. Die Transponder habe ich angepasst, jedoch ohne Erfolg, soll heißen der Suchlauf wird zwar durchgeführt, es werden auch Radio-Programme gefunden, sind jedoch nicht mehr hörbar, sondern immer nur der Hinweis, daß man seinen Fernseher umstellen muss! — Wo bekomme einen Hinweis bez. AAC-LC-Format meines TV´s?

    Antworten
  2. hamster
    hamster sagte:

    Dies ist eine fachlich absolut inakzeptable Darstellung.
    Zum Beispiel wird zunächst behauptet, WAV sei unkomprimiert. Dabei kann auch WAV komprimierte Daten enthalten, sogar MP3-Daten! Dafür wird WAV dann weiter unten wieder als Container erneut genannt, mit Hinweis dass es alle Formate enthalten kann… ein Widerspruch in sich.

    Auch weiter unten wird fleißig Container mit Kompressionsverfahren vermengt: Weder Ogg noch WMA oder MP4 sind verlustfrei, sie können verlustfreies Format enthalten, ja – Ebenso Matroska, da kann ALLES drin stecken.

    Man kann natürlich schnell den Überblich verlieren bei den vielen Begriffen…
    Daher hier das Ganze nochmal korrekt:

    wichtige verlustbehaftete („lossy“) Kompressionsverfahren:
    MP3 (MPEG-1 Layer III),
    MP2 (MPEG-1 Layer II),
    WMA (Windows Media Audio),
    Vorbis,
    AAC (Advanced Audio Coding, MPEG-4 Part 3),
    AC3 (Dolby Digital),
    DTS,
    mp3+ als obsolete Variante von MP3 (es wird angenommen, das moderne Kodierer äquivalente Ergebnisse erreichen bei gleichzeitiger Wahrung des Standards),
    HE-AAC ist als Unterart zu AAC nicht von nennenswerter Bedeutung.

    Wichtige verlustfreie Kompression:
    FLAC (Free Lossless Audio Codec),
    APE (Monkey’s Audio),
    wma-lossless,
    Apple lossless audio codec (ALAC),
    Audio Lossless Coding (ALS)
    ATRAC (Sony, eingestellt)

    Unkomprimiertes Audio: PCM (Pulse-Code-Modulation, üblicherweise in WAV-Container)

    zu den Containerformaten: Der Container bringt wichtige Eigenschaften mit, etwa Streamingfähigkeit oder das Speichern von Meta-Daten (Tagging). Außerdem können manche Containerformate auch mehrere Audiostreams, sowie Video enthalten.

    Wichtige Container im Audiobereich:
    -Waveform/RIFF-WAV (.wav)
    Der Waveform-Container findet insbesondere Anwendung für unkomprimiertes PCM, kann aber auch komprimierte Audiodaten enthalten. Waveform wurde für Windows entwickelt, das Gegenstück für Macs ist AIFF
    -Audio Interchange File Format (.aiff, .aif, .aifc)
    Der AIFF Container wurde von Apple ursprünglich für unkomprimiertes PCM entwickelt. Für komprimiertes Audio heißt der entsprechende Container AIFC.
    -WMA/Advanced Streaming Format (.wma, .asf)
    ASF ist das Containerformat von Microsoft für Windows Media – wenn der Container lediglich WMA enthält, so ist auch die Dateiendung .wma, gepaart mit Video dann .wmv oder .asf.
    -MP4 (.mp4, .m4a)
    MP4 ist das gängige Containerformat für AAC, kann aber ebenso andere MPEG-Daten enthalten (MP3, MP2, ALS…). Apple führte zur klaren Unterscheidung von Videodateien ein, dass MP4, welches ausschließlich Audio enthält, die Dateiendung .mpa tragen soll.
    -Matroska Audio (.mka)
    Matroska ist der vielseitigste aller Container, er kann nahezu jedes beliebige Audioformat, aber auch Videodaten (dann als .mkv) enthalten.
    -Ogg (.ogg, .oga)
    Der Container OGG wird hauptsächlich verwendet für Vorbis, er kann auch für FLAC verwendet werden (FLAC hat aber sein eigenes Containerformat).

    Die Entscheidung, welches Format verwenden?
    Dafür auschlaggebend ist der Verwendungszweck. Wegen der hohen Verbreitung und kostenlos verfügbaren Software bietet sich MP3 nach wie vor an. Wenn Speicherbedarf zweitrangig ist, empfielt sich ein verlustfreies Format wie FLAC, welches auch künftig breite Unterstützung in Abspielgeräten finden wird. Gründe hierfür sind die niedrige Rechenlast beim Abspielen sowie die Lizenzfreiheit. Vorteil bei verlustfreien Verfahren ist natürlich auch, dass jederzeit eine verlustbehaftete Konversion (z.B. MP3) erstellt werden kann, ohne dass Generationsverluste (Verschlechterung des Materials bei erneuter Konversion, „Kopie von der Kopie der Kopie…“) zu befürchten sind, wie es etwa bei einer Wandlung von WMA zu MP3 zu erwarten wäre. Den beste Kompromiss zwischen Dateigröße und Klangerlebnis, bei gleichzeitig guter Unterstützung durch Abspielgeräte, bietet allerdings AAC, welches auch von iTunes in Form von .mpa genutzt wird.

    Antworten
    • admin
      admin sagte:

      Hallo,

      vielen Dank für deine ausführliche Antwort. Da stecken jede Menge gute Informationen drin. Dadurch wird der Beitrag bereichert.

      Antworten
      • Peter Sohr
        Peter Sohr sagte:

        Mir scheinen bei der Darstellung gravierende Fehler unterlaufen zu sein.
        So sind unter „wichtige verlustbehaftete („lossy“) Kompressionsverfahren“ AAC aufgeführt. Tatsächlich aber ist zum Beispiel der „HD-AAC“-Standard in Wirklichkeit eine verlustfreie Kompression in 24-Bit Qualität. Es lassen sich zwar auch Dateien unterschiedlicher Qualität herstellen, die dann auch mit Datenreduktion bearbeitet werden die bei der Wiedergabe „nur“ errechnete Zwischenwerte beinhalten kann. Es geht aber eben auch OHNE Verlust Dateien erstellen. Somit gehört HD-AAC in die Rubrik „Wichtige verlustfreie Kompression“.

        Siehe ua. https://www.iis.fraunhofer.de/en/ff/amm.html

        Antworten
        • Micha
          Micha sagte:

          Hallo Peter,

          vielen Dank für Deine Erläuterung. Ich habe HD-AAC in die verlustfreie Kompression hinzugefügt.

          Beste Grüße
          Micha

          Antworten

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