Ton

Töne sind Schwingungen. Die Schwingung kann dabei durch unterschiedliche Medien (z. B. Luft oder Wasser) übertragen werden. Töne setzen sich aus elementaren Schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen, Amplituden, Anfangszeitpunkten und Dauer zusammen.

Deutlich wird dies beispielsweise beim Klavierspielen. Wenn ein Klavierstück gespielt wird, werden die Tasten des Klaviers zu einer bestimmten Zeit gedrückt, woraufhin ein Ton einer bestimmten Länge erklingt. Dieser Ton ist aus unterschiedlichen Frequenzen zusammengesetzt und hat eine bestimmte Lautstärke, welche durch die Amplituden der Frequenzen bestimmt wird.

Töne können demnach abgespeichert werden indem die Schwingungen des Tons aufgezeichnet werden oder die Frequenzen.

Werden die Schwingungen des Tons aufgezeichnet (wie z. B. beim wav-Format), hängt die Quallität von der Dichte der Aufzeichnungspunkte ab. Für jeden Aufzeichnungspunkt wird die Amplitude gespeichert. Werte von 44000 Aufzeichnungspunkten pro Sekunden sorgen für einen Ton in einer guten Qualität. Da pro Aufzeichnungspunkt ein paar Bytes (für die Amplitude) verbraucht werden, ist der Speicherbedarf relativ hoch (allein bei $2$ Bytes für die Amplitude $44000 \frac{1}{s} * 2 Byte = 88000 Byte/s$, bei einer Aufzeichnung von nur 3 Minuten sind das rund 15,1 MB). Dieser Speicherbedarf verdoppelt sich noch, wenn die Aufzeichnung in Stereo gemacht werden soll.

Mit dem Abspeichern der Frequenzen von Tönen können im Allgemeinen bessere Komprimierungsraten erreicht werden. Diese kann noch gesteigert werden, wenn Frequenzen, die der Mensch normalerweise nicht wahrnimmt, nicht mit abgespeichert werden (wie z. B. beim MPEG-Audio [z. B. mp3]). Diese Art des Abspeicherns ist aber auch rechenaufwändiger.