Audio Codecs
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Mos Werte
- Die "Mean Opinion Score" (MOS) wurde von Bell Labs eingeführt, um die subjektiv empfundene Gesprächsqualität eines Benutzers zu bewerten.
- Ein MOS-Wert von 4 wird als Grenzwert betrachtet, wobei Werte darüber eine bessere und Werte darunter eine schlechtere Sprachqualität anzeigen.
MOS-Wert | Bedeutung |
---|---|
5 - excellent | keine Anstrengung zum Verständnis der Sprache notwendig |
4 - good | keine Anstrengung notwendig, aber Aufmerksamkeit notwendig |
3 - fair | leichte Anstrengung notwendig |
2 - poor | merkbare, deutliche Anstrengung notwendig |
1 - bad | trotz Anstrengung kein Verständnis |
Übersicht Codecs
- Es gibt verschiedene Codecs, die für die Multimedia-Übertragung im IP-Netzwerk geeignet sind. Hier sind einige davon:
- ITU-T G.711
- ITU-T G.722
- ITU-T G.722.2
- ITU-T G.723
- ITU-T G.726
- ITU-T G.729
- Der G.711 ist der Referenz-Codec in Bezug auf Sprachqualität.
- Er benötigt eine Bandbreite von 100 kBit/s pro Verbindung und Richtung.
- Mit den Codecs G.726 und G.729 kann die erforderliche Bandbreite ohne spürbare oder nur geringfügige Qualitätsverluste reduziert werden.
- Mit G.722 und G.722.2 verbessert sich die Sprachqualität bei vergleichbarer Bandbreite.
- Neben den offiziellen und standardisierten Codecs gibt es auch proprietäre Codecs einiger Firmen.
- Die meisten IP-Telefone unterstützen eine Art "Rangliste" der verwendeten Codecs, um Inkompatibilitäten zu vermeiden.
Codec G.711
- Der G.711 ist der älteste Codec und entspricht der Pulse Code Modulation (PCM).
- Er verwendet eine geringe Rechenleistung und hat eine Datenrate von 64 kBit/s, was einer Bandbreite von 3,1 kHz entspricht (Fernsprechkanal).
- PCM wird im leitungsvermittelten ISDN für die Digitalisierung und Übertragung von Sprache verwendet.
- G.711 (PCM) ist der kleinste gemeinsame Nenner in Bezug auf Sprachqualität.
- Er benötigt keine rechenintensive Kompression und daher relativ viel Bandbreite.
- Wenn die Sprachdaten mit einem anderen Codec komprimiert werden, wird G.711 oft als Referenz für den Qualitätsvergleich herangezogen.
- ISDN verwendet G.711 für seine B-Kanäle, und viele VoIP-Anbieter setzen ebenfalls auf G.711.
- Der Vorteil besteht darin, dass die Sprachdaten ohne Umkodierung einfach vom Festnetz ins IP-Netzwerk und umgekehrt weitergeleitet werden können.
Codec G.722
- Der Codec G.722 wird auch als HD-Voice oder HD-Telefonie bezeichnet.
- Er bietet eine Bandbreite von 7 kHz und verbessert so die Sprachqualität bei Telefonverbindungen.
- Je nach Übertragungsrate und Qualitätsanforderungen kann der Bandbreitenbedarf bei 48, 56 oder 64 kBit/s liegen.
- G.722 ist weit verbreitet in VoIP-Netzwerken und in Endgeräten und Vermittlungsstellen implementiert.
- Die Sprachqualität von G.722 erreicht etwa die Qualität eines UKW-Radios und wird beispielsweise für CAT-iq (DECT) verwendet.
- Um die höhere Sprachqualität zu nutzen, sind jedoch kompatible Telefone erforderlich, normalerweise DECT-Telefone, die CAT-iq HD-Telefonie mit G.722 unterstützen.
- Der Codec G.722 bewertet die Signaldifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalen. Dadurch kann mit der gleichen Bitrate wie bei G.711 ein
Codec G.729
- Der Codec G.729 ist ein weit verbreiteter Audiocodec für Sprachübertragungen über IP-Netzwerke.
- Er wurde entwickelt, um die Bandbreitennutzung zu optimieren und eine effiziente Sprachkomprimierung zu ermöglichen.
- G.729 bietet eine gute Klangqualität bei einer niedrigen Bitrate von nur 8 kBit/s.
- Durch die effiziente Komprimierung eignet sich der Codec besonders für Netzwerke mit begrenzter Bandbreite oder hoher Auslastung.
- G.729 reduziert die Datenrate, indem es Sprachsignale komprimiert und nicht hörbare Frequenzbereiche entfernt.
- Dies ermöglicht eine effiziente Übertragung von Sprache über Netzwerke mit begrenzter Bandbreite, ohne die Klangqualität signifikant zu beeinträchtigen.
- Der Codec G.729 wird in vielen VoIP-Anwendungen, Telefonanlagen und IP-Telefonen eingesetzt.
- Er ist ein internationaler Standard und wird von den meisten SIP-fähigen Geräten und Plattformen unterstützt.
- Es gibt verschiedene Versionen von G.729, wie zum Beispiel G.729a und G.729b, die geringfügige Unterschiede in der Codierung aufweisen.
- Diese Versionen bieten eine verbesserte Kompatibilität und Interoperabilität zwischen verschiedenen Geräten und Implementierungen.
- Der Codec G.729 erfüllt die Anforderungen von Sprachübertragungen in Echtzeit und bietet eine gute Balance zwischen Bandbreiteneffizienz und Klangqualität.
Codec Opus
- Opus ist ein fortschrittlicher Audio-Codec, der für eine breite Palette von Anwendungen entwickelt wurde, darunter VoIP, Videokonferenzen, Gaming und Streaming.
- Er bietet eine hohe Klangqualität bei niedriger Latenz und ermöglicht eine effiziente Komprimierung von Audioinhalten.
- Opus wurde von der Internet Engineering Task Force (IETF) als Standard definiert und zeichnet sich durch seine Vielseitigkeit aus.
- Er kann mit variabler Bitrate (VBR) oder konstanter Bitrate (CBR) verwendet werden und unterstützt Abtastraten von 8 kHz bis 48 kHz sowie Stereowiedergabe.
- Im Vergleich zu anderen Codecs bietet Opus eine bessere Leistung bei niedrigen Bitraten, was bedeutet, dass es Sprach- und Musikinhalte mit hoher Qualität übertragen kann, selbst bei begrenzter Bandbreite.
- Es verwendet eine Kombination aus Verlustkompression und verlustfreier Kompression, um eine optimale Klangqualität zu gewährleisten.
- Opus ist sowohl für schmalbandige als auch für breitbandige Audioübertragungen geeignet und passt sich automatisch den verfügbaren Netzwerkbedingungen an.
- Es unterstützt Funktionen wie Audio-Skalierung, Stimmerkennung, Komfortgeräuschunterdrückung und Vorhersage von Sprachaussetzern, um eine optimale Hörerfahrung zu bieten.
- Warum heißt Opus nicht G.7XX? Die Bezeichnung "G.7XX" wird für die ITU-T-Standards für Sprachcodecs verwendet, während Opus von der IETF entwickelt wurde.
- Obwohl Opus viele fortschrittliche Funktionen und eine hohe Leistung bietet, fällt es nicht in die Kategorie der G.7XX-Codecs, da es nicht Teil der ITU-T-Standardsammlung ist. Stattdessen hat Opus seinen eigenen Standardstatus als RFC 6716.
Codec | Name/Bezeichnung | Bandbreite | MOS | Delay | Sprachqualität |
---|---|---|---|---|---|
G.711 | Pulse Code Modulation (PCM) | 56 oder 64 kbit/s | 4,10 | 0,25 ms | ISDN |
G.722 | Adaptive Multi-Rate (AMR) | 48 bis 64 kBit/s | HD | ||
G.722.2 | Adaptive Multi-Rate Wideband (AMR-WB) | 1,75 bis 24 kBit/s | HD | ||
G.723.1 | Multiple Maximum Likelihood Quantization (MP-MLQ) | 5,6 - 6,3 kbit/s | 3,90 | 67,5 ms | Gut |
G.723 | Algebraic Code Excited Linear Prediction (A-CELP) | 5,3 kbit/s | 3,65 | ||
G.726 | Adaptive Differential Pulse Code Modulation (AD-PCM) | 16 - 40 kbit/s | 3,85 | Mobilfunk | |
G.728 | Low Delay Code Excited Linear Prediction (LD-CELP) | 16 kbit/s | 3,61 | 1,25 ms | ungefähr ISDN |
G.729 | Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction (CSA-CELP) | 8 kbit/s | 3,92 | 25 ms | |
G.729A | Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction (CSA-CELP) | 8 kbit/s | 3,70 | 25 ms | besser als G.723.1 |