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Datenmenge berechnen bei digitalen Audiodaten

Formel:

( ( Auflösung * Samplefrequenz * Kanäle) * Zeit ) : (8 * 1024 * 1024) = X MibiBYte

Joar, nu, wat is Auflösung?

Die Auflösung bei digital vorliegenden Audiodaten ist entweder 8 bit oder 16 bit. (CD-Qualität = 16 bit) 8bit nimmt übrigens keiner, da die Qualität zu stark leidet bei der Audiodatei!

Samplefrequenz? Nie gehört!

Die Samplefrequenz ist die Anzahl der gemessenen Signale pro Zeiteinheit. Gut, hilft jetzt auch nicht weiter. Diese Anzahl wird in Hertz (kHz = Kilohertz; 1 Hz = 1 Messung pro Sekunde) angegeben und liegt zwischen 12000 und 44100 hz (44kHz). Warum 44100 kHz? Weil zu dem doppelten Wert des oberen Endes des hörbaren Bereichs (22000 hz bzw. 22kHz * 2 = 44kHz) noch 10% hinzugerechnet werden.

Kanäle (nicht in die Venedig)

Bei Audiodaten gibt es entweder Mono-, Stereo- oder verschiedene Versionen von Surroundsound. Entsprechend gibt es eine bestimmte Anzahl an Kanälen für jede Audiodatei. Mono = 1 Kanal, Stereo = 2, Surround 5+1 = 6 Kanäle. (CD-Qualität = Stereo)

Und das ergibt nun?

Daraus errechnet sich der Datenstrom pro Zeiteinheit. Bei einer popligen CD, wie sie fast jeder wohl zuhause irgendwo rumfliegen haben wird, wäre das dann: 44.100 hz * 16 bit * 2 (Stereo) = ca. 1411kbit/s

Zeit

Das Lieder eine gewisse Länge vorweisen sollte jedem klar sein. Die Länge der Audiodatei berechnet man in Sekunden (s).

Ach so!

Genau. Und wenn man nun hingeht und den Datenstrom mit der Zeit multipliziert hat man die komplette Datenmenge einer Audiodatei errechnet. Kann man nun noch in die entsprechende Datenmengenangabe umrechnen. Im Normalfall wird die Datenmenge für Audiodaten in MB (Megabyte) angegeben, aber es soll auch schon Fälle gegeben haben (bei wav Dateien, denn die sind unkomprimiert) wo die Datenmenge so groß war, dass GB (Gigabyte) gefragt waren.

Ein Beispiel bitte!

Bedienen wir uns dem beliebten ZFA Beispiel (angeblich, mein Lehrer meinte dem wäre so) der CD-Qualität.

Aufgabe: 

Eine Audiodatei von 3 Minuten und 15 Sekunden liegt in CD-Qualität vor. Errechnen Sie die entstehende Datenmenge (in MB).

Dauer des Liedes: 3 Minuten + 15 Sekunden = 3 * 60s + 15s = 195s

Datenstrom: 44.100 * 16 * 2 = ~1411000

1411000 bit * 195s = 275145000 bit

275145000 : (8 * 1024 * 1024) =  ca. 32,8 MibiByte

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Kommentare

Hallo,

wenn ich mich nicht irre, hat sich hier ein kleiner Fehler eingeschlichen. Mit der von dir angegebenen Formel wird nicht der Datenstrom, sondern die Datenmenge errechnet.
Wenn du den Datenstrom, also die anfallende Datenmenge pro Sekunde, berechnen willst lautet die Formel laut Kompendium so:

(Auflösung (in Bit) * Samplefrequenz (in Hz) * Kanäle) : 1000 = kbps (Kilobit pro Sekunde)

(Allerdings fehlt hier doch die Angabe der Länge der Audiodatei, oder? Ich bin mir da nicht sicher ...)

Bei der Berechnung des Datenstrom wird außerdem in 1000er Schritten gerechnet, wie zum Beispiel auch bei der Datenübertragung von Bildern. In deinem Beispiel hast du (was bei der Berechnung der Datenmenge ja richtig ist) mit 1024 gerechnet.

Habe ich das so richtig verstanden? Wenn ich da etwas verwechsel dann korrigiert mich bitte! :-)
Wie gesagt bin ich mir aber bezüglich der Länge der Audiodatei unsicher, allerdings ist dasThema jetzt auch nicht gerade mein Liebling ;-)

Viele Grüße!

Bild von MarcoKunz

Trotz der frühen Stunde...

du hast vollkommen recht damit, dass der Datenstrom in 1000er Schritten gerechnet wird. Der war bei meinem Beispiel allerdings nicht wichtig, da ich, wie du ja schreibst, die Datenmenge errechnet habe. (Muss ich doch direkt mal sehen, was ich da geschrieben habe =D )

Bei Datenmengenberechnungen muss man egal ob es sich um Audio-, Video- oder Bildmaterial handelt mit 8 und 1024 rechnen.

Für die Datenmenge, die pro Sekunde geliefert wird, ist die Länge der Datei (ob Video oder Audio) irrelevant. Was ja auch Sinn macht, denn dem Datenstrom pro Sekunde ist ja egal ob die Datei 5 Minuten lang mit der selben Datenmenge pro Sekunde umgeht oder nur 3 Minuten lang. =)

Neues entsteht nicht durch den Intellekt,
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Der kreative Geist spielt mit den Objekten, die er liebt.
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einfach gut geschrieben und man versteht ohne Umwege.

also verstanden hab ich es - aber welche formel stimmt den nun und ist die berechnung (Bsp.) trotzdem richtig ?

Wenn du es tatsächlich verstanden hättest, wüsstest du: Beide Formeln sind richtig. Mit der einen wird der Datenstrom, mit der anderen die Datenmenge berechnet. Steht ja auch da. :D Aber ich schlüssel das gern noch mal auf.

Datenstrom: Auflösung in Bit * Samplefrequenz in Hz * Kanäle = bps (Bit pro Sekunde)
Datenmenge: Datenstrom * Dauer in Sekunden

Noch mal mit den Daten von oben:
Auflösung in Bit = 16 Bit (CD-Qualität)
Samplefrequenz in Hz = 44100 Hz
Kanäle = 2 (Stereo)
Dauer in Sekunden = 3min 15s = 195 Sekunden

Datenstrom: 16 Bit * 44100 Hz * 2 = 1 411 200 Bit pro Sekunde
Datenmenge: 1 411 200 Bit pro Sekunde * 195 Sekunden = 275 184 000 Bit = 34 398 000 Byte = 33 591,8 KB = 32,8 MB

Zwischendrin mal da eine Frage.

So wie es heißen soll das man bei der 1000 oder 1024 schon beachten sollte, wann man welches verwendet. Handelt es sich um Megabyte sollte die 1000 verwendet werden und bei Mebibyte die 1024.

oder ist das dabei wursch und muss nicht beachtet werden?

Hallo Jozking,

genau so ist es definiert:

Megabyte, Kilobyte, etc.: Umrechnungsfaktor 1000 (Eselsbrücke: Kilo heißt 1000)

MibiByte, KibiByte, etc.: Umrechnungsfaktor 1024

Viele Grüße

Thomas Hagenhofer

Alles klar... wäre da nicht der rechenweg eher so?

Datenstrom/Datenrate:

44.100 Hz * 16 Bit * 2 (Kanäle) = 1.411.200 Bit

Datenmenge ( +Zeit) :

( 3min 15sek (3 *60+15 = 195s) )

1.411.200 Bit * 195s = 275.184.000 Bit

275.184.00 Bit : 1000 Bit / Kilobyte (Kbyte) = 275.184 Kilobyte (Kbyte)

275.184 Kybte : 1000 Kilobyte (Kbyte) / Megabyte (Mbyte) = 275,18 Megabyte (Mbyte)

275,18 Megabyte (Mbyte) : 8 (Megabit?) = 34,4 Megabit (MB)

Gibt es da noch eine andere mögliche Rechenweg/Formel?

Lg

Hallo Jozking,

stimmt fast. Wenn Du das Endergebnis in Megabit angeben willst, dann darfs Du nicht durch 8 teilen. Endergebnis wären 275,18 Megabit.

Üblicherweise wird die Antwort aber in Megabyte erwartet. Dann wären es 34,4 Megabyte.

In der ursprünglichen Lösung von Marcokunz wurden MibiByte und Megabyte verwechselt. Das korrigiere ich gleich.

Viele Grüße

Thomas Hagenhofer