Die bekanntesten Audioformate im Überblick
MP3 und mp3PRO
Das MP3-Format ist das derzeit wohl bekannteste Komprimierungsverfahren für Audiodateien und bezeichnet eigentlich die Dateierweiterung entsprechend verlustbehaftet komprimierter Audiodaten. Tatsächlich handelt es sich dabei um eine Komprimierung im Format MPEG-1 Audio Layer III sowie MPEG-2 Audio Layer III, der "Vorgänger" MP2 basiert entsprechend auf dem MPEG-1-Audio-Layer-II-Standard.
MP3 wurde seit 1982 maßgeblich von Karlheinz Brandenburg am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) in Erlangen entwickelt, 1993 wurde der Standard unter der Bezeichnung ISO/IEC 11172-3 erstmals veröffentlicht.
Zum Testen und Optimieren des Codecs verwendete Karlheinz Brandenburg vor allem den Titel "Tom's Diner" von Suzanne Vega aufgrund seines nahezu monophonen, aber frequenzreichen Charakters. Suzanne Vega wird daher scherzhaft als "Mutter von MP3" bezeichnet - heute gibt es den Song z.B. bei Amazon heute einzeln zu kaufen gibt, natürlich im MP3-Format.
Das abwärtskompatible mp3PRO wurde 2001 von der Firma Coding Technologies vorgestellt und war eine Erweiterung des MP3-Formats, die gerade bei einer Bitrate von weniger als 96 kBit/s für bessere Tonqualität sorgte. Wirklich durchgesetzt hat sich mp3PRO jedoch noch nicht, was einerseits an entsprechend fehlenden Hardware-Decodern, andererseits an fehlenden kostenlosen Alternativen im En- und Decoderbereich liegen mag.
WAVE-Dateiformat, kurz WAV
Das WAVE-Dateiformat, kurz WAV, ist streng genommen ein Containerformat, das unterschiedlich stark komprimierte Audiodatenströme aufnehmen kann (u.a. auch MP3).
In der Praxis steht WAV jedoch meist als Synonym für unkomprimierte Audiodaten (auch als PCM- oder LPCM-Daten bezeichnet), die als Basis für weitere Komprimierungen dienen. Die erste Version des Standards wurde 1991 von Microsoft und IBM veröffentlicht.
WMA - WIndows Media Audio
Bei Windows Media Audio, kurz WMA, handelt es sich um einen proprietäres Audioformat von Microsoft, das 1999 erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Im Gegensatz zum "Konkurrenten" MP3 sind sowohl verlustlose, als auch verlustbehaftete Komprimierung möglich, auch Mehrkanal-Audiodaten und Aufnamen mit bis zu 24 Bit/96 KHz (High-Resolution Audio) können komprimiert werden.
Microsofts WMA war als Konkurrenz zu MP3 angetreten und sollte bei niedrigerer Bitrate höhere Qualität bietet. Tatsächlich verhalf jedoch die Unterstützung des bei Endkunden unbeliebten, in der Unterhaltungsindustrie jedoch geschätzten DRM-Rechtemanagements dem WMA-Format zu größerer Verbreitung. So lief WMA recht früh auch auf zahlreichen Hardware-Playern, Windows unterstützte WMA praktisch von Haus aus über den Windows Media Player.
AAC, auch als MP4 oder M4A bekannt
Advanced Audio Coding, kurz AAC, ist wie MP3 und WMA ein verlustbehaftet komprimierender Codec und kann gerade bei geringerer Bitrate bessere Qualität liefern als die Mitbewerber-Codecs. Er ist Teil der MPEG-2- und MPEG-4-Spezifikation und stammt von 1997.
Größere Verbreitung fand AAC, das auch oft in das MP4-Containerformat eingebettet wurde oder mit der Dateierweiterung M4A zu finden ist, durch die Unterstützung von Apples iTunes (und des Real Music Stores) sowie von iPod, iPhone und iPad. Auch Mobiltelefone sowie (mobile) Spielekonsolen wie Nintendo DSi und Sony PlayStation Portable unterstützten das AAC-Audioformat.
Zudem kommt AAC auch in den Bereichen des digitalen Radios (DAB+, Digital Radio Mondiale) sowie den mobilen Fernsehens (DVB-H und ATSC-M/H) zum Einsatz. Auch iPhone-/iPad- und PlayStation-Portable-Videos müssen eine Tonspur mit diesem Audio-Codec enthalten.
FLAC und APE - verlustlos komprimiert
FLAC steht für Free Lossless Audio Codec und ist ein verlustfrei arbeitender, quelloffener und von jeglichen Softwarepatenten befreiter Audiocodec, der 2001 erstmals in Version 1.0 veröffentlicht wurde. Er ist mehrkanalfähig, zudem können FLAC-Audiodaten gestreamt werden.
Die Kompressionsrate hängt stark von der Komplexität der Audiodatei ab, 50% der Ausgangsgröße gilt als Durchschnittswert. Dass die Dekodierung im Gegensatz zur Kompression geringe Anforderungen an die Rechenleistung der Player stellt, gilt als einen der Gründe, warum FLAC von immer mehr Hardware-Playern unterstützt wird. Zudem wird FLAC auch zaghaft von der Musikindustrie unterstützt: 2009 erschienen 14 re-masterte Beatles-Alben in 24-Bit-FLAC-Format.
Im Gegensatz dazu steht der ebenfalls verlustlos, aber besser komprimierende Audiocodec Monkey's Audio mit der Dateierweiterung APE, der sowohl für die Komprimierung, als auch für das Decoding höhere Rechenleistung erfordert. Entsprechend schlecht ist derzeit die Hardwareuntersützung, auch die Verbreitung ist weitaus geringer.
Ogg-Vorbis
Der Audiocodec Vorbis, vereinfacht auch oft als Ogg bezeichnet (wobei Ogg eigentlich ein Containerformat bezeichnet), wurde 1998 als lizenzfreie Open-Source-Alternative zum lizenzpflichtigen MP3-Format entwickelt. 2002 wurde Ogg und damit auch Vorbis in der Version 1.0 freigegeben und damit auch für Endanwender zugänglich. Das Format ist offen für hohe Abtastraten und Bittiefen, zudem werden bis zu 255 Audiokanäle unterstützt.
Erste Hardwareplayer mit Vorbis-Unterstützung gibt es seit 2003, die Unterstützung von Hardwareplayern und Webradios ist jedoch eher mäßig.
MP2, auch bekannt als MPA
Weniger bekannt als MP3, aber allseits präsent ist MP2 alias MPEG-1 Layer II, das sich auch mit der Dateierweiterung MPA und unter dem Namen MUSICAM findet.
Denn MP2 kommt rund um die Uhr beim digitalen Fernsehen für den Stereo-Ton sowie dem Satellitenradio zum Einsatz; auch der digitale Satellitenrundfunk DAB arbeitet mit MP2, wobei DAB+ mit AAC arbeitet. Auch als Tonformat für eine DVD-Tonspur ist MP2 erlaubt. Qualitativ kann MP2 jedoch nicht mit MP3 und AAC bzw. Dolby Digital oder DTS mithalten.
Dolby Digital alias AC-3 sowie DTS
Dolby Digital, auch unter dem Kürzel AC-3 bekannt, sowie DTS sind Kompressionsformate, die in erster Linie bei DVD und Blu-ray zum Einsatz kommen. Dolby Digital ist auch Standard bei digitalen Fernsehübertragungen, sofern der Sender auch gelegentlich 5.1-Sendungen (Spielfilme, Serien, Live-Shows) im Programm hat. Bei Nicht-5.1-Sendungen oder Werbepausen wird meist senderseitig auf Dolby Digital 2.0 umgeschaltet.
Dolby Digital erlaubt Bitraten von bis zu 640 kBit/s bei maximal 6 diskreten Tonkanälen (5.1-Surround). Für 6.1-Surround, also die Nutzung eines zusätzlichen Mitte-Surround-Kanals, wird dass Surround-Center-Signal zu den beiden Surround-Kanälen hinzugemischt und ähnlich wie bei Dolby Pro Logic dekodiert.
Auch DTS unterstützt "lediglich" 5.1-Kanäle mit einer Bitrate von entweder ca. 1510 oder 755 kBit/s, allerdings gibt es auch hier entsprechende 6.1-Varianten. In der Vergangenheit fand DTS auch als Format für 5.1-Audio-CDs größere Verbreitung. Mit entsprechenden Tools war es möglich, DTS-Informationen in WAV-Dateien zu verpacken und diese WAV-Dateien als Audio-CD zu brennen. Viele entsprechend per Digitalkabel an die 5.1-Analge angeschlossene CD- und DVD-Player waren in der Lage, solche DTS-Audio-CDs abzuspielen.
Die Blu-ray-Nachfolger von Dolby Digital und DTS
Für die Blu-ray haben sowohl Dolby, als auch DTS neue Formate ins Rennen gebracht. Dabei handelt es sich sowohl um verlustbehaftete (Dolby Digital Plus alias E-AC-3, DTS-HD High Resolution Audio), als auch verlustlose neue Formate (Dolby Digital TrueHD, DTS-HD Master Audio), die neben höheren Bitraten auch höhere Bittiefen und Abtastraten sowie mehr Surroundkanäle unterstützen.
Die auf Blu-rays verwendeten Formate enthalten einen "Core" - einen abwärtskompatiblen Kern, der auch von "alter" Surround-Decoder-Hardware- und -Software dekodiert werden kann.