In der heutigen digitalen Welt wird Audio in digitaler Form gespeichert und übertragen. Obwohl digitales Audio unkomprimiert übertragen werden kann, sind unkomprimierte Dateien sehr groß, benötigen viel Speicherplatz und lassen sich nur schwer übertragen.
Um Audio besser für Streaming, Rundfunk und Speicherung geeignet zu machen, haben Entwickler Audiocodecs entwickelt, die die Dateigröße erheblich reduzieren und gleichzeitig eine möglichst hohe Klangqualität erhalten.
Ein Audiocodec verwendet einen speziellen Komprimierungsalgorithmus, um den ursprünglichen Ton in eine kleinere digitale Datei umzuwandeln. Während der Wiedergabe dekodiert das empfangende Gerät die komprimierten Daten und rekonstruiert das Audiosignal, damit es über Lautsprecher oder Kopfhörer wiedergegeben werden kann.
Im Laufe der Jahre haben viele Unternehmen ihre eigenen Audiocodecs entwickelt. Jeder bietet ein anderes Verhältnis zwischen Komprimierungseffizienz, Klangqualität, Hardwareanforderungen und Lizenzmodell. Dadurch haben sich mehrere Technologien als besonders weit verbreitet etabliert.
Zu den bekanntesten Audiocodecs gehören Dolby, DTS, AAC, MP3 und WMA. Die Beliebtheit eines Codecs hängt hauptsächlich davon ab, wie weit er von Geräteherstellern und Inhaltsanbietern unterstützt wird. Je mehr Fernseher, Smartphones, Computer, Mediaplayer, Streaming-Dienste und andere digitale Geräte einen Codec unterstützen, desto häufiger wird er verwendet.
MP3 (MPEG Audio Layer III)
MP3 (MPEG Audio Layer III) ist eines der bekanntesten digitalen Audioformate mit verlustbehafteter Komprimierung. Seine Entwicklung begann Ende der 1980er Jahre am deutschen Forschungsinstitut Fraunhofer IIS in Zusammenarbeit mit weiteren Teilnehmern des MPEG-Projekts. Der offizielle Standard wurde 1993 als Teil der MPEG-1-Spezifikation veröffentlicht und später auf MPEG-2 erweitert.
Das wichtigste Merkmal von MP3 ist die Verwendung eines psychoakustischen Modells, das für das menschliche Ohr weniger wahrnehmbare Klänge entfernt. Dadurch wird die Dateigröße erheblich reduziert, während eine akzeptable Klangqualität erhalten bleibt.
Ende der 1990er und Anfang der 2000er Jahre wurde MP3 zum weltweiten Standard für die Speicherung digitaler Musik. Heute wird das Format von nahezu allen Fernsehern, Smartphones, Autoradios, Mediaplayern und Computern unterstützt.
WMA (Windows Media Audio)
WMA (Windows Media Audio) ist eine Familie von Audiocodecs, die von Microsoft entwickelt wurde. Das Format wurde 1999 als Teil der Windows Media-Plattform eingeführt und sollte mit MP3 konkurrieren.
Microsoft veröffentlichte mehrere Versionen des Codecs:
WMA Standard – das wichtigste Format mit verlustbehafteter Komprimierung.
WMA Pro – eine erweiterte Version mit Unterstützung für Mehrkanalton und höheren Abtastraten.
WMA Lossless – ein verlustfreies Audioformat.
WMA Voice – eine Version, die für Sprachaufnahmen und Sprachkommunikation optimiert wurde.
Anfang der 2000er Jahre wurde WMA häufig unter Windows, auf tragbaren Mediaplayern und in verschiedenen Online-Musikshops verwendet. Mit der zunehmenden Verbreitung von AAC und dem Aufstieg von Musik-Streaming-Diensten verlor WMA jedoch nach und nach an Bedeutung.
Dennoch unterstützen viele Fernseher, Mediaplayer und Audiogeräte weiterhin die Wiedergabe von WMA-Dateien, um die Kompatibilität mit älteren Musiksammlungen sicherzustellen.
AAC (Advanced Audio Coding)
AAC (Advanced Audio Coding) ist ein digitaler Audiocodec mit verlustbehafteter Komprimierung, der 1997 als Nachfolger von MP3 entwickelt wurde. Er entstand durch die Zusammenarbeit internationaler Unternehmen und Organisationen, darunter Fraunhofer IIS, Dolby Laboratories, Sony, AT&T Bell Laboratories und Nokia. Der Standard wurde zunächst Teil der MPEG-2-Familie und später in MPEG-4 integriert.
AAC bietet bei gleicher Bitrate eine höhere Klangqualität als MP3, da effizientere Komprimierungsalgorithmen verwendet werden. Der Codec unterstützt Abtastraten von bis zu 96 kHz, Mehrkanalton und verschiedene Profile, darunter AAC-LC, HE-AAC und HE-AAC v2.
Heute gehört AAC zu den weltweit am häufigsten verwendeten Audioformaten. Es wird von Streaming-Diensten, digitalem Fernsehen, YouTube, Apple Music und iTunes verwendet und von Apple- sowie Android-Geräten unterstützt.
DTS-Audiocodec
DTS (Digital Theater Systems) ist eine Familie von Audiocodecs, die vom amerikanischen Unternehmen Digital Theater Systems, Inc. entwickelt wurde (heute Teil von Xperi). Das Format wurde 1993 eingeführt und war ursprünglich für digitalen Mehrkanalton in Kinos vorgesehen. Einer der ersten Filme mit DTS-Ton war Jurassic Park (1993).
Im Gegensatz zu Dolby Digital verwendete DTS eine höhere Bitrate, wodurch mehr Klangdetails erhalten blieben. Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Versionen des Codecs entwickelt, darunter DTS Digital Surround (5.1), DTS-ES, DTS 96/24, DTS-HD High Resolution Audio, DTS-HD Master Audio (ein verlustfreies Format) sowie das objektbasierte Audioformat DTS:X.
DTS wird von vielen Fernsehern, AV-Receivern, Soundbars, Blu-ray-Playern und Mediaplayern unterstützt. In den letzten Jahren haben jedoch einige TV-Hersteller aufgrund der Lizenzkosten auf eine DTS-Lizenz verzichtet, sodass dieser Codec nicht mehr in allen Fernsehmodellen verfügbar ist.
Dolby-Audiocodec
Dolby Audio ist eine Familie von Audiocodecs und Klangverarbeitungstechnologien, die vom amerikanischen Unternehmen Dolby Laboratories entwickelt wurde. Das Unternehmen wurde 1965 vom Ingenieur Ray Dolby gegründet.
Diese Codecs haben sich als die am weitesten verbreiteten etabliert und werden im Allgemeinen von nahezu allen Geräten unterstützt, die hochwertigen Klang wiedergeben können.
Um die Audioverarbeitung zu verbessern und die Prozessoren zu entlasten, werden häufig dedizierte Soundkarten eingesetzt, die über eigene Audioprozessoren und Codecs zur Audiodekodierung verfügen.
Dolby Digital (AC-3) wurde 1992 als erster weit verbreiteter digitaler Mehrkanal-Audiocodec von Dolby eingeführt. Er verwendet eine verlustbehaftete Komprimierung und unterstützt bis zu 5.1 Audiokanäle. Dolby Digital wurde zum Standard-Audioformat für DVDs, digitales Fernsehen und Heimkinosysteme und zählt bis heute zu den am häufigsten verwendeten Surround-Sound-Formaten.
Dolby Digital Plus wurde 2005 als verbesserte Version von Dolby Digital eingeführt. Es bietet eine effizientere Komprimierung, eine bessere Klangqualität und unterstützt bis zu 15.1 Audiokanäle. Heute ist es das wichtigste Surround-Sound-Format für Streaming-Dienste und wird häufig zur Bereitstellung von Dolby Atmos-Audio verwendet.
Dolby TrueHD wurde ebenfalls 2005 eingeführt und ist ein verlustfreier Audiocodec auf Basis der Meridian Lossless Packing (MLP)-Technologie. Er unterstützt bis zu 8 Kanäle (7.1) und liefert Studioqualität, die der ursprünglichen Masteraufnahme entspricht. Dolby TrueHD wird hauptsächlich auf Blu-ray Disc und Ultra HD Blu-ray verwendet.
Dolby Atmos wurde 2012 als objektbasiertes Surround-Sound-System der nächsten Generation eingeführt. Anstatt Klänge ausschließlich bestimmten Kanälen zuzuordnen, behandelt Atmos sie als einzelne Audioobjekte, die frei in einem dreidimensionalen Raum positioniert und bewegt werden können. Die Technologie wird in Kinos, Heimkinosystemen, Fernsehern, Soundbars und Streaming-Diensten eingesetzt.
Dolby AC-4 wurde 2014 für die nächste Generation des digitalen Fernsehens und des Internet-Streamings eingeführt. Es bietet eine effizientere Komprimierung als Dolby Digital Plus und unterstützt gleichzeitig Mehrkanal- und objektbasiertes Audio. Dolby AC-4 wird in modernen Rundfunkstandards wie ATSC 3.0 und DVB eingesetzt und wurde entwickelt, um den Anforderungen heutiger und zukünftiger Fernsehdienste gerecht zu werden.