Adaptiver Multi-Rate-Audiocodec - Adaptive Multi-Rate audio codec

Adaptive Multi-Rate (AMR)
Dateinamenerweiterung
.amr, .3ga
Internet-Medientyp
Audio/Amr, Audio/3gpp, Audio/3gpp2
Erstveröffentlichung 23. Juni 1999 ( 1999-06-23 )
Neueste Erscheinung
14.0.0
(17. März 2017 ; vor 4 Jahren ) ( 2017-03-17 )
Formattyp Audiokomprimierungsformat , Audiodateiformat

Der Adaptive Multi-Rate ( AMR , AMR-NB oder GSM-AMR ) Audiocodec ist ein Audiokompressionsformat, das für die Sprachcodierung optimiert ist . Der AMR-Sprachcodec besteht aus einem Schmalband- Sprachcodec mit mehreren Raten , der Schmalbandsignale (200–3400 Hz) mit variablen Bitraten im Bereich von 4,75 bis 12,2 kbit/s mit Sprachqualität ab 7,4 kbit/s codiert.

AMR wurde im Oktober 1999 von 3GPP als Standard- Sprachcodec übernommen und wird heute weithin in GSM und UMTS verwendet . Es verwendet eine Verbindungsanpassung , um basierend auf den Verbindungsbedingungen aus einer von acht verschiedenen Bitraten auszuwählen.

AMR ist auch ein Dateiformat zum Speichern von gesprochenem Audio unter Verwendung des AMR-Codecs. Viele moderne Mobiltelefone können kurze Audioaufnahmen im AMR-Format speichern, und es gibt sowohl kostenlose als auch proprietäre Programme (siehe Software-Unterstützung ), um zwischen diesem und anderen Formaten zu konvertieren, obwohl AMR ein Sprachformat ist und wahrscheinlich keine idealen Ergebnisse für andere liefert Audio. Die übliche Dateinamenerweiterung ist .amr. Es gibt auch ein anderes Speicherformat für AMR, das sich für Anwendungen mit höheren Anforderungen an das Speicherformat eignet, wie z. B. Direktzugriff oder Synchronisation mit Video. Dieses Format ist das von 3GPP spezifizierte 3GP- Containerformat basierend auf dem ISO - Basismediendateiformat .

Verwendungszweck

Die Frames enthalten 160 Samples und sind 20 Millisekunden lang. AMR verwendet verschiedene Techniken wie ACELP , DTX , VAD und CNG . Die Verwendung von AMR erfordert eine optimierte Verbindungsanpassung, die den besten Codec-Modus auswählt, um die lokalen Funkkanal- und Kapazitätsanforderungen zu erfüllen. Bei schlechten Funkbedingungen wird die Quellencodierung reduziert und die Kanalcodierung erhöht. Dies verbessert die Qualität und Robustheit der Netzwerkverbindung, während gleichzeitig eine gewisse Sprachverständlichkeit geopfert wird. Im speziellen Fall von AMR liegt diese Verbesserung bei etwa S/N = 4–6 dB für eine brauchbare Kommunikation. Das neue intelligente System ermöglicht es dem Netzbetreiber, Kapazität oder Qualität pro Basisstation zu priorisieren.

Es gibt insgesamt 14 Modi des AMR-Codecs, davon sind acht in einem Full-Rate-Kanal (FR) und sechs auf einem Half-Rate-Kanal (HR) verfügbar .

Modus Bitrate (kbit/s) Kanal Kompatibel mit
AMR_12.20 12.20 NS ETSI GSM Enhanced Full Rate
AMR_10.20 10.20 NS
AMR_7.95 7,95 FR/HR
AMR_7.40 7,40 FR/HR TIA/EIA IS-641 TDMA verbesserte Vollrate
AMR_6.70 6.70 FR/HR ARIB 6,7 kbit/s erweiterte Vollrate
AMR_5.90 5,90 FR/HR
AMR_5.15 5.15 FR/HR
AMR_4.75 4,75 FR/HR
AMR_SID 1,80 FR/HR

Merkmale

  • Abtastfrequenz 8 kHz/13 Bit (160 Abtastungen für 20-ms-Frames), gefiltert auf 200–3400 Hz.
  • Der AMR-Codec verwendet acht Quellcodecs mit Bitraten von 12,2, 10,2, 7,95, 7,40, 6,70, 5,90, 5,15 und 4,75 kbit/s.
  • Erzeugt eine Framelänge von 95, 103, 118, 134, 148, 159, 204 oder 244 Bits für AMR FR Bitraten 4,75, 5,15, 5,90, 6,70, 7,40, 7,95, 10,2 bzw. 12,2 kbit/s. Die Rahmenlängen von AMR HR sind unterschiedlich.
  • AMR verwendet diskontinuierliche Übertragung (DTX) mit Sprachaktivitätserkennung (VAD) und Comfort Noise Generation (CNG), um die Bandbreitennutzung in Ruhephasen zu reduzieren
  • Die algorithmische Verzögerung beträgt 20 ms pro Frame. Für Bitraten von 12,2 gibt es keine "Algorithmus"-Vorausschauverzögerung. Für andere Raten beträgt die Look-Ahead-Verzögerung 5 ms. Beachten Sie, dass es eine "Dummy"-Vorausschauverzögerung von 5 ms gibt, um eine nahtlose rahmenweise Modusumschaltung mit den restlichen Raten zu ermöglichen.
  • AMR ist ein hybrider Sprachcodierer und überträgt als solcher sowohl Sprachparameter als auch ein Wellenformsignal
  • Die Komplexität des Algorithmus wird mit 5 bewertet, wobei eine relative Skala verwendet wird, wobei G.711 1 und G.729a 15 ist.
  • PSQM- Tests unter idealen Bedingungen ergeben durchschnittliche Meinungsbewertungen von 4,14 für AMR (12,2 kbit/s), verglichen mit 4,45 für G.711 (μ-Law)
  • PSQM-Tests unter Netzwerkstress ergeben durchschnittliche Meinungsbewertungen von 3,79 für AMR (12,2 kbit/s), verglichen mit 4,13 für G.711 (μ-Law)

Lizenz- und Patentfragen

AMR-Codecs beinhalten mehrere Patente von Nokia , Ericsson , NTT und VoiceAge, wobei das letzte der Lizenzverwalter für die AMR- Patentpools ist . VoiceAge akzeptiert auch die Einreichung von Patenten zur Feststellung ihrer möglichen Wesentlichkeit gegenüber diesen Standards. Es ist jedoch sehr schwierig festzustellen, ob es tatsächlich Patente für die sogenannten Erfindungen im Zusammenhang mit AMR/AMR-WB-Codecs gab, da Erfinder (und ihre Anwälte) alles tun, um Patente im Zusammenhang mit AMR/AMR zu verbergen. WB-Technologie. Offensichtlich sind all diese Patente vor allen anderen Forschungen und dem allgemeinen Publikum verborgen, das vielleicht den Stand der Technik in den beanspruchten "Erfindungen" erkennen könnte, die von den Patentinhabern der AMR/AMR-WB-Codecs patentiert wurden.

Die Anfangsgebühr für professionelle Tools zur Inhaltserstellung und Produkte für "Echtzeitkanäle" beträgt 6.500 US-Dollar. Die jährliche Mindestgebühr beträgt 10.000 US-Dollar, im ersten Jahr ohne die Anfangsgebühr. Die Lizenzgebühren pro Kanal sinken mit dem Volumen von 0,99 USD auf 0,50 USD, bis zu einem Maximum von 2 Millionen USD jährlich.

In der Kategorie der PC-Produkte, zB Mediaplayer, wird der AMR-Decoder kostenlos lizenziert. Die Lizenzgebühr für einen verkauften Encoder sinkt mit dem Volumen von 0,40 USD auf 0,30 USD, bis zu einem Maximum von 300.000 USD pro Jahr. Die jährliche Mindestgebühr gilt nicht für lizenzierte Produkte, die unter die Kategorie der PC-Produkte fallen und nur den kostenlosen Decoder verwenden.

Mehr Informationen:

Software-Unterstützung

  • 3GPP TS 26.073 – AMR-Sprachcodec (C-Quellcode) – Referenzimplementierung
  • Audacity (Beta-Version 1.3) über die FFmpeg-Integrationsbibliotheken (sowohl Eingabe- als auch Ausgabeformat)
  • FFmpeg mit OpenCORE AMR-Bibliotheken
  • Android Wird für Diktiergerät verwendet.
  • AMR-Codecs als Shared Libraries  – Entwicklungsseite für amrnb- und amrwb-Bibliotheken. Diese Bibliotheken basieren auf der Referenzimplementierung und wurden erstellt, um die Einbettung von möglicherweise patentiertem Quellcode in viele Open-Source-Projekte zu verhindern.
  • Open-Source-Software zum Konvertieren des .amr-Formats: RetroCode , Amr2Wav , beide befinden sich in einem frühen Entwicklungsstadium
  • AMR Player ist Freeware zum Abspielen von AMR-Audiodateien und kann AMR vom/in das MP3/WAV-Audioformat konvertieren.
  • Nokia Multimedia Converter 2.0 kann Samples konvertieren (erstellen), man kann das Konvertierungstool von Nokia verwenden, um sowohl .amr- als auch .awb-Dateien zu erstellen. Es funktioniert auch unter Windows 7, wenn das Setup im XP-Kompatibilitätsmodus ausgeführt wird.
  • media.io Online-Konvertierungsdienst (keine Installation erforderlich)
  • MPlayer ( SMPlayer , KMPlayer )
  • Bewährung Media Player 0.8.1 (in Ubuntu 16.04)
  • QuickTime Player und Multimedia-Framework
  • RealPlayer- Version 11 und höher
  • VLC Media Player Version 1.1.0 und höher (nur Eingabeformat, nicht Ausgabeformat)
  • ffdshow
  • Apple iPhone (kann AMR-Dateien wiedergeben)
  • iOS und macOS (iMessage)
  • BlackBerry- Smartphones (wird für das Dateiformat des Diktiergeräts verwendet, während BlackBerry 10 das AMR-Format nicht wiedergeben kann)
  • K-Lite Codec-Paket
  • Media Player Klassisches Heimkino, ca. 1.7.1
  • foobar2000 mit der Komponente foo_input_amr

Siehe auch

Verweise

Externe Links