Dynamikkompression auf Audio-CDs
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Zwerg#8
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Hallo cj,
das Problem mit dem zunehmenden DC-Offset liegt an der Art der Zahlendarstellung. Der Wertebereich bei 16Bit mit dem Vorzeichenbit ganz links geht von -32768 bis +32767 und ist damit unsymetrisch. Mit abnehmender Bitanzahl wird das immer deutlicher sichtbar. Würden wir nur mit zwei Bits arbeiten, dann könnten wir damit natürlich vier Zustände codieren, die +2 läßt sich so aber nicht darstellen:
01 -> +1
00 -> 0
11 -> -1
10 -> -2
Egal wie mans dreht, im negativen Bereich ist immer ein Zustand mehr möglich.
Genug Bitschieberei...
Mehr findest du bei Bedarf () z.B hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Integer_(Datentyp) (und dann evt. auch unter Zweierkomplement gucken...)
vg Zwerg#8
Hallo cj,
das Problem mit dem zunehmenden DC-Offset liegt an der Art der Zahlendarstellung. Der Wertebereich bei 16Bit mit dem Vorzeichenbit ganz links geht von -32768 bis +32767 und ist damit unsymetrisch. Mit abnehmender Bitanzahl wird das immer deutlicher sichtbar. Würden wir nur mit zwei Bits arbeiten, dann könnten wir damit natürlich vier Zustände codieren, die +2 läßt sich so aber nicht darstellen:
01 -> +1
00 -> 0
11 -> -1
10 -> -2
Egal wie mans dreht, im negativen Bereich ist immer ein Zustand mehr möglich.
Genug Bitschieberei...
Mehr findest du bei Bedarf () z.B hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Integer_(Datentyp) (und dann evt. auch unter Zweierkomplement gucken...)vg Zwerg#8
Zwerg#8
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Nach einer Nacht voller binärer Träume (ja, auch sowas gibts): cj, ich habe mich geirrt. Das kommt davon, wenn man etwas zu clever sein will.
Eine Integer-Division durch (meinetwegen) 2 (4,8,16,32...) schiebt die Bits zwar korrekt "rechts raus" (Pegelhalbierung) und nach einer Multiplikation mit 2 (4,8,16,32...) als Nullen von rechts "wieder rein", einfach wegANDen ist aber nicht ganz richtig, wenn dabei auch negative Zahlen im Spiel sind.
Asche auf mein Haupt. Aber das kommt davon, wenn man heutzutage - völlig abgehoben - nur noch mit Hochsprachen programmiert.
Ich geb am Montag besser meinen IT-Schein zurück. Aber der war sowieso schon alt...
Was bleibt: Wenn der Pegel nie unter -15dbFS fällt (Optimod rulez), kann man völlig problemlos auch mit 9 Bit Auflösung senden... Im Auto hört das niemand. *aua*
vg der_vom_ Zweierkomplement_verwirrte_Zwerg
Nach einer Nacht voller binärer Träume (ja, auch sowas gibts): cj, ich habe mich geirrt. Das kommt davon, wenn man etwas zu clever sein will.
Eine Integer-Division durch (meinetwegen) 2 (4,8,16,32...) schiebt die Bits zwar korrekt "rechts raus" (Pegelhalbierung) und nach einer Multiplikation mit 2 (4,8,16,32...) als Nullen von rechts "wieder rein", einfach wegANDen ist aber nicht ganz richtig, wenn dabei auch negative Zahlen im Spiel sind.
Asche auf mein Haupt. Aber das kommt davon, wenn man heutzutage - völlig abgehoben - nur noch mit Hochsprachen programmiert.
Ich geb am Montag besser meinen IT-Schein zurück. Aber der war sowieso schon alt...
Was bleibt: Wenn der Pegel nie unter -15dbFS fällt (Optimod rulez), kann man völlig problemlos auch mit 9 Bit Auflösung senden... Im Auto hört das niemand. *aua*
vg der_vom_ Zweierkomplement_verwirrte_Zwerg
jangk
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Hier hat aller Ansicht jemand eine Idee:
http://www.dynamicrange.de/de/de/unser-ziel
Mal sehen, was daraus wird!
Gruss
Jean
Hier hat aller Ansicht jemand eine Idee:
http://www.dynamicrange.de/de/de/unser-ziel
Mal sehen, was daraus wird!
Gruss
Jean
Boombastic
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Ein erster Schritt wäre, wenn die Labels auf Ihren Single-CDs als letzten Track die Radio Edit in dynamischer Abmischung pressen... Platz ist doch genug drauf?
CU BB
Ein erster Schritt wäre, wenn die Labels auf Ihren Single-CDs als letzten Track die Radio Edit in dynamischer Abmischung pressen... Platz ist doch genug drauf?
CU BB
Tonband
Benutzer
AW: Die Audio-CD - "Perlen vor die Säue geworfen?"
ich hab's noch weiter getrieben. Also ich habe bei Beispiel#2 die 8 LSB's weggeschnitten, und zwar symmetrisch, ohne Offset,
sodass das Audio nur noch mit 8 bit quantisiert ist (256 Stufen).
Das entspricht dann einem digitalen Störgeräusch von lg(2^8) + 2 dB = -50 dB (gegenüber dem der 16 bit-CD von -98 dB unterm Clipping). Das Tonband war besser .
Hier die waves dazu (#3 ist original CD):
moin @Zwerg#8,
ich hab's noch weiter getrieben. Also ich habe bei Beispiel#2 die 8 LSB's weggeschnitten, und zwar symmetrisch, ohne Offset,
sodass das Audio nur noch mit 8 bit quantisiert ist (256 Stufen).
Das entspricht dann einem digitalen Störgeräusch von lg(2^8) + 2 dB = -50 dB (gegenüber dem der 16 bit-CD von -98 dB unterm Clipping). Das Tonband war besser
.Hier die waves dazu (#3 ist original CD):
Tonband
Benutzer
AW: Die Audio-CD - "Perlen vor die Säue geworfen?"
wo bekomme ich denn die Musik ohne das Mastering her?
mfg. TB
hallo @cj,
wo bekomme ich denn die Musik ohne das Mastering her?
mfg. TB
Zwerg#8
Benutzer
AW: Die Audio-CD - "Perlen vor die Säue geworfen?"
Also los. Ich bin ganz Ohr.
Grüßle Zwerg#8
Also los. Ich bin ganz Ohr.
Grüßle Zwerg#8
Zwerg#8
Benutzer
AW: Die Audio-CD - "Perlen vor die Säue geworfen?"
Ich "funke" im Moment über einen "USB-Stick", weitab von Großstädten.
Alle Postings in diesem Thread ab dem 07.01.2009 15:35 Uhr habe ich vor meiner Antwort gestern um 23:46 Uhr wirklich nicht gesehen.
Daher erscheint meine Aufforderung "Ich bin ganz Ohr" auch völlig daneben. Blendet man die beiden letzten Postings von "Tonband" aus, "stimmt" der Thread wieder.
vg Zwerg#8
Ich "funke" im Moment über einen "USB-Stick", weitab von Großstädten.
Alle Postings in diesem Thread ab dem 07.01.2009 15:35 Uhr habe ich vor meiner Antwort gestern um 23:46 Uhr wirklich nicht gesehen.
Daher erscheint meine Aufforderung "Ich bin ganz Ohr" auch völlig daneben. Blendet man die beiden letzten Postings von "Tonband" aus, "stimmt" der Thread wieder.
vg Zwerg#8
RainerK
Benutzer
AW: Die Audio-CD - "Perlen vor die Säue geworfen?"
hört die Flöhe husten und/oder gehört der Voodoo-Fraktion an.
Ich habe #2 u. #3 in audacity geladen, #3 invertiert und beide zusammen abgespielt.
Da ist nur gleichmäßiges Rauschen zu hören, auch bei hoher Verstärkung ohne den geringsten Rest an Modulation.
Also sind im Original auch keine signifikanten Samples im unteren 8bit-Bereich vorhanden.
Es grüßt RainerK
Wer beides gehört hat und dann noch meint, er/sie brauche mehr als 8bit-Samples für diesen komprimierten Dreck,moin @Zwerg#8,
ich hab's noch weiter getrieben. Also ich habe bei Beispiel#2 die 8 LSB's weggeschnitten, und zwar symmetrisch, ohne Offset,
sodass das Audio nur noch mit 8 bit quantisiert ist (256 Stufen).
Das entspricht dann einem digitalen Störgeräusch von lg(2^8) + 2 dB = -50 dB (gegenüber dem der 16 bit-CD von -98 dB unterm Clipping). Das Tonband war besser
Hier die waves dazu (#3 ist original CD):
hört die Flöhe husten und/oder gehört der Voodoo-Fraktion an.
Ich habe #2 u. #3 in audacity geladen, #3 invertiert und beide zusammen abgespielt.
Da ist nur gleichmäßiges Rauschen zu hören, auch bei hoher Verstärkung ohne den geringsten Rest an Modulation.
Also sind im Original auch keine signifikanten Samples im unteren 8bit-Bereich vorhanden.
Es grüßt RainerK
Moosbrugger
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Um mal kurz zum ursprünglichen Stein des Anstoßes zurückzukommen: Hat jemand eine Ahnung davon, ob und wie diese beängstigende Praxis auch an Klassik-CDs geübt wird? Ich selbst bin über eine schlimme Dynamik-Gleichbügelung aus dem Radio (SWR2 oder BR4) gestolpert, wobei ich leider nicht mehr weiß, ob dort eine Liveübertragung stattfand oder ob eine CD gespielt wurde. Schaut vielleicht mal hier rein:
http://www.radioforen.de/showthread.php?t=40570
Dank und Grüße
Moosbrugger
Um mal kurz zum ursprünglichen Stein des Anstoßes zurückzukommen: Hat jemand eine Ahnung davon, ob und wie diese beängstigende Praxis auch an Klassik-CDs geübt wird? Ich selbst bin über eine schlimme Dynamik-Gleichbügelung aus dem Radio (SWR2 oder BR4) gestolpert, wobei ich leider nicht mehr weiß, ob dort eine Liveübertragung stattfand oder ob eine CD gespielt wurde. Schaut vielleicht mal hier rein:
http://www.radioforen.de/showthread.php?t=40570
Dank und Grüße
Moosbrugger
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Es wird nicht auszuschließen sein, das auch Klassik-Aufnahmen dynamisch "auf die Beine" geholfen wird. Ich habe Orgelkonzerte hier, die derart verhallt sind, dass ich den Eindruck nicht loswerde, da habe jemand sogar ganz gewaltig nachgeholfen, für synthetisches Volumen zu sorgen.
Auch das Jazz-Label Verve ist sich nicht mehr selbst zu doof, die alten Originalmaster, die mit Astrud Gilberto einst aufgenommen worden, aktuell als "remastered" zu verticken. "laudness-wared" würde besser treffen und ich benötige nicht einmal den direkten Vergleich zum Vinyl, den ich jedoch habe und was die Sache umso schlimmer macht.
Es wird nicht auszuschließen sein, das auch Klassik-Aufnahmen dynamisch "auf die Beine" geholfen wird. Ich habe Orgelkonzerte hier, die derart verhallt sind, dass ich den Eindruck nicht loswerde, da habe jemand sogar ganz gewaltig nachgeholfen, für synthetisches Volumen zu sorgen.
Auch das Jazz-Label Verve ist sich nicht mehr selbst zu doof, die alten Originalmaster, die mit Astrud Gilberto einst aufgenommen worden, aktuell als "remastered" zu verticken. "laudness-wared" würde besser treffen und ich benötige nicht einmal den direkten Vergleich zum Vinyl, den ich jedoch habe und was die Sache umso schlimmer macht.
Tonband
Benutzer
AW: Die Audio-CD - "Perlen vor die Säue geworfen?"
Danke, das ahnte ich.
.
Beispiel: Wenn ich mal davon ausgehe, daß
der Analog/Digital-Wandler nur eine echte 15-bit-Auflösung hatte
und ich 10 dB Headroom
und 10 dB Footroom abziehe,
dann käme ich auf eine Dynamik von 92 -20 = 72 dB.
Dürfte das nicht locker reichen um ohne Kompression auszukommen?
.
Danke, das ahnte ich.
.. das gilt natürlich nur für's Rauschen. Wenn man aber an die magnetischen Nichtlinearitäten denkt ...moin @Zwerg#8, .... Das Tonband war besser
.Das hiesse doch im Umkehrschluss, daß man sich von den 96 bzw 98 dB Auflösung "beliebig" viel Headroom für Spitzen leisten könnte. Die ersten CD's hatten - mit einem DIN-Aussteuerungsmesser gemessen - tatsächlich 10 dB Headroom.
Beispiel: Wenn ich mal davon ausgehe, daß
der Analog/Digital-Wandler nur eine echte 15-bit-Auflösung hatte
und ich 10 dB Headroom
und 10 dB Footroom abziehe,
dann käme ich auf eine Dynamik von 92 -20 = 72 dB.
Dürfte das nicht locker reichen um ohne Kompression auszukommen?
.
cj
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Blechbläser können locker über 120dB SPL produzieren und ein ganzes Orchester paßt vom Dynamikumfang auch nicht unkomprimiert auf CD. Ohne Kompression geht es nicht, aber man muß es nicht bis zum Brikett übertreiben.
Ganz großen Blödsinn zeigt die angehängte Wellenform:
Eine Single-CD mit nur einem einzigen Song drauf wurde auf einen RMS-Pegel von -8db zusammengestaucht und dann auf -1,1dBfs normalisiert. Selbst wenn 1 dB nicht viel ist, hier wurde es für nichts verschwendet.
Wen wunderts, daß niemand Super-Audio-CD oder Audio-DVD braucht?
Blechbläser können locker über 120dB SPL produzieren und ein ganzes Orchester paßt vom Dynamikumfang auch nicht unkomprimiert auf CD. Ohne Kompression geht es nicht, aber man muß es nicht bis zum Brikett übertreiben.
Ganz großen Blödsinn zeigt die angehängte Wellenform:
Eine Single-CD mit nur einem einzigen Song drauf wurde auf einen RMS-Pegel von -8db zusammengestaucht und dann auf -1,1dBfs normalisiert. Selbst wenn 1 dB nicht viel ist, hier wurde es für nichts verschwendet.
Wen wunderts, daß niemand Super-Audio-CD oder Audio-DVD braucht?
Anhänge
Zwerg#8
Benutzer
AW: Die Audio-CD - "Perlen vor die Säue geworfen?"
Hallo!
Ich gehöre sicher nicht der "Voodoo-Fraktion" an, frage mich aber seit deinem Posting ernsthaft - auch im Gedankenexperiment, "was" du nun eigentlich hören willst bzw. was man denn heraushören sollte!
Um das Grundprinzip einfach zu veranschaulichen: Von einem Sample mit 16-Bit-Auflösung wird das selbe (zeitlich gesehen) Sample in 8-Bit-Auflösung subtrahiert. Im Idealfall werden die obersten acht Bits zu Null. Was dann als Differenzsignal übrigbleibt, sind die "Feinheiten" des 16-Bit-Samples unterhalb -48dBFS.
Sollte man nun irgendwie (leise) "Musik" hören, oder einfach nur "Rauschen"?
Ich persönlich tendiere eindeutig zu "Rauschen", denn das gerade durch Subtraktion erzeugte Signal "pendelt" ja mehr oder weniger zufällig um den abgezogenen (groben) 8-Bit-Samplewert herum. Das Differenzsignal, was hinten rauskommt, weicht maximal um +-256 Treppenstufen vom 16-Bit-Signal ab, ist also praktisch das "Quantisierungsrauschen" (bei -48 dBFS).
War das soweit verständlich ausgedrückt?
vg Zwerg#8
Hallo!
Ich gehöre sicher nicht der "Voodoo-Fraktion" an, frage mich aber seit deinem Posting ernsthaft - auch im Gedankenexperiment, "was" du nun eigentlich hören willst bzw. was man denn heraushören sollte!
Um das Grundprinzip einfach zu veranschaulichen: Von einem Sample mit 16-Bit-Auflösung wird das selbe (zeitlich gesehen) Sample in 8-Bit-Auflösung subtrahiert. Im Idealfall werden die obersten acht Bits zu Null. Was dann als Differenzsignal übrigbleibt, sind die "Feinheiten" des 16-Bit-Samples unterhalb -48dBFS.
Sollte man nun irgendwie (leise) "Musik" hören, oder einfach nur "Rauschen"?
Ich persönlich tendiere eindeutig zu "Rauschen", denn das gerade durch Subtraktion erzeugte Signal "pendelt" ja mehr oder weniger zufällig um den abgezogenen (groben) 8-Bit-Samplewert herum. Das Differenzsignal, was hinten rauskommt, weicht maximal um +-256 Treppenstufen vom 16-Bit-Signal ab, ist also praktisch das "Quantisierungsrauschen" (bei -48 dBFS).
War das soweit verständlich ausgedrückt?
vg Zwerg#8
RainerK
Benutzer
AW: Die Audio-CD - "Perlen vor die Säue geworfen?"
Nach meinem Verständnis bestätigst Du meine Auffassung, daß bei solch überkomprimierten Gedudel 8bit-Samples genügen.
Eben weil der Rest nur gleichmäßiges Rauschen ist.
IMHO werden bei Stücken mit mehr Dynamik mehrere aufeinanderfolgende "niederige" Samples
als Klangänderung des Rauschens mit Musik-Rythmik hörbar werden.
Es grüßt RainerK
Wo ist der Widerspruch ?
Nach meinem Verständnis bestätigst Du meine Auffassung, daß bei solch überkomprimierten Gedudel 8bit-Samples genügen.
Eben weil der Rest nur gleichmäßiges Rauschen ist.
IMHO werden bei Stücken mit mehr Dynamik mehrere aufeinanderfolgende "niederige" Samples
als Klangänderung des Rauschens mit Musik-Rythmik hörbar werden.
Es grüßt RainerK
Zwerg#8
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Prinzipiell ist mir dein Gedankengang schon klar. Ich weiß, was du meinst.
Aber das ist nicht richtig. Mach mal folgenden Versuch:
1.) generiere einen 1kHz-Ton mit 16-Bit und 0dBFS
2.) generiere einen 1kHz-Ton mit 8-Bit und 0dBFS
3.) bilde die Differenz und höre
Wenn du keinen Fehler gemacht hast, hörst du Rauschen, aber keinesfalls einen "leisen" und "sauberen" 1kHz-Ton der "übriggeblieben" ist.
Normalerweise wäre die Differenz der Signale A und B ja Null. Wenn A ein 16-Bit Signal ist und B ein skaliertes 8-Bit-Signal ist (die LSB sind Null), dann ist die Differenz im Idealfall gleich Null. Das klappt aber nicht immer. Das Differenzsignal ist mal größer und mal kleiner Null - je nachdem was nach der Subtraktion "übrigbleibt". Es rauscht.
vg Zwerg#8
Prinzipiell ist mir dein Gedankengang schon klar. Ich weiß, was du meinst.
Aber das ist nicht richtig. Mach mal folgenden Versuch:
1.) generiere einen 1kHz-Ton mit 16-Bit und 0dBFS
2.) generiere einen 1kHz-Ton mit 8-Bit und 0dBFS
3.) bilde die Differenz und höre
Wenn du keinen Fehler gemacht hast, hörst du Rauschen, aber keinesfalls einen "leisen" und "sauberen" 1kHz-Ton der "übriggeblieben" ist.
Normalerweise wäre die Differenz der Signale A und B ja Null. Wenn A ein 16-Bit Signal ist und B ein skaliertes 8-Bit-Signal ist (die LSB sind Null), dann ist die Differenz im Idealfall gleich Null. Das klappt aber nicht immer. Das Differenzsignal ist mal größer und mal kleiner Null - je nachdem was nach der Subtraktion "übrigbleibt". Es rauscht.
vg Zwerg#8
RainerK
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Werde ich am Wochenende 'mal machen.
Danach berichte ich dann.
Es grüßt RainerK
Auftrag akzeptiert.
Werde ich am Wochenende 'mal machen.
Danach berichte ich dann.
Es grüßt RainerK
Zwerg#8
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Hallo!
Ich habe gerade gemerkt, daß das Generieren der entsprechenden Testtöne (Signal A und B wie oben angesprochen) mit einem Pegel von 0dBFS nicht ganz so einfach ist. Um genauer zu sein: Es wäre etwas unfair gegenüber dem 8-Bit Sample...
Wir haben ja zunächst folgende Fakten:
Das MSB (ganz links) dient bekanntlich als Vorzeichenbit. (Ich weiß, ihr "steht mächtig" auf solche "Erklärbär-Geschichten". Kein Scherz: Ich habe durchaus "Fanpost"...)
Ein 16-Bit Sample hat damit einen Wertebereich von
-32768 bis +32767 (oder in Hex: 0x8000 bis 0x7FFF)
Ein 8-Bit Sample hat einen Wertebereich von
-128 bis +127 (oder in Hex: 0x80 bis 0x7F).
Und jetzt komme ich zum Punkt:
Ist es eigentlich "richtig", wenn ein Sinus mit 0dBFS den gesamten Wertebereich (einschließlich -32768) überstreicht, oder wäre es im Sinne des Gleichspannungsanteils (im folgenden nur DCO genannt) und der Mathematik besser, wenn er nur bis maximal -32767 ausgenutzt wird? Sowohl CoolEdit als auch Samplitude liefern einen Sinus, der manchmal (aber nicht immer) auch ein Sample mit -32768 enthält.
Hmm.
Ich bin ja eigentlich der Meinung, daß
y = a * Sin(x)
gilt.
Da a = 32767 ist (denn "positiver" geht es nicht mit vorzeichenbehafteten 16-Bit Zahlen), kann für y minimal auch nur -32767 rauskommen, falls der Term sin(x) den Wert -1 liefert. Keinesfalls aber -32768.
Um die Differenz unser Signale (fair) bilden zu können, muß das 8-Bit Sample (Signal B) nach 16-Bit gewandelt und dann "normalisiert" (skaliert) werden. Jeder Mensch mit etwas digialer Signalverarbeitung im Hinterkopf würde jetzt sagen: "Multipliziere mit 256 - und gut."
Wirklich gut?
+127 * 256 = +32512
-128 * 256 = -32768
Nach "oben" wären also noch 255 Treppenstufen "Luft". Das Problem mit dem DCO bleibt. Hätte man die Gewissheit, daß im negativen Bereich nur minimal -127 auftauchen, könnte man einfach mit
32767 / 127 = 258,007... - also mit 258 multipizieren.
127 * 258 = 32766
Damit wäre man dann ganz knapp unter der "16-Bit-0dBFS-Grenze" gelandet. Da ich diese Gewissheit aber nicht habe, habe ich mit dem Faktor 256 multipliziert. Ein "8-Bit Sample", auf 16-Bit "aufgebohrt" und anschließend "normalisiert", kann also nur maximal einen Wert von
+32512
erreichen.
Diese Zahl, in Hex dargestellt, schreibt sich übrigens so: "0x7F00". Wer hätte das gedacht. Welch ein Zufall - nur zwei Nullen rechts "drangehangen"...
Ich will das Ganze jetzt nicht weiter ausbreiten. Unten hängen zwei sorgfältig generierte Wave-Dateien zum "Spielen" dran. Signal A ist das 16-Bit Signal mit einer maximalen Amplitude von "32512". "Signal B" ist das mit dem Faktor 256 multiplizierte 8-Bit Signal. (Wer mal einen "Hex-Editor" anwirft und in die Datei reinschaut, dem werden die vielen Nullen auffallen. Aha. Grund: Siehe oben.) Spitzenpegel auch hier "32512". Damit haben wir "gleiche Lautstärkebedingungen" für beide. Nun legt beide Signale jeweils ganz links in einer Spur ab und invertiert eine Spur...
Wir hören was?
Erstmal "nichts".
Verstärkt man dieses "nichts", ist jedenfalls kein sauberer Ton zu hören, sondern nur ein komisches "Gekratze", was entfernt nach einem 1kHz-Ton klingt. Die FFT sieht dementsprechend "übel" aus. Oberwellen en mass.
Um es kurz zu machen: Man kann nicht einfach 16Bit mit 8Bit vergleichen, indem man die Signale voneinander subtrahiert. Was man dann hört, sind die Differenzen, die sich mit 8-Bit einfach nicht darstellen (auflösen) lassen.
Was aber stimmt, ist folgendes: Wenn man immer "volles Rohr" fährt, dann kann man an den Bits sparen. 8-9 Bits reichen dann völlig aus, wie wir gehört - oder besser nicht gehört - haben. Das funktioniert aber wirklich nur, wenn der Pegel niemals unter -20dBFS fällt. Denn dann hört man das Quantisierungsrauschen sofort sehr deutlich.
vg Zwerg#8
Hallo!
Ich habe gerade gemerkt, daß das Generieren der entsprechenden Testtöne (Signal A und B wie oben angesprochen) mit einem Pegel von 0dBFS nicht ganz so einfach ist. Um genauer zu sein: Es wäre etwas unfair gegenüber dem 8-Bit Sample...
Wir haben ja zunächst folgende Fakten:
Das MSB (ganz links) dient bekanntlich als Vorzeichenbit. (Ich weiß, ihr "steht mächtig" auf solche "Erklärbär-Geschichten". Kein Scherz: Ich habe durchaus "Fanpost"...
) Ein 16-Bit Sample hat damit einen Wertebereich von
-32768 bis +32767 (oder in Hex: 0x8000 bis 0x7FFF)
Ein 8-Bit Sample hat einen Wertebereich von
-128 bis +127 (oder in Hex: 0x80 bis 0x7F).
Und jetzt komme ich zum Punkt:
Ist es eigentlich "richtig", wenn ein Sinus mit 0dBFS den gesamten Wertebereich (einschließlich -32768) überstreicht, oder wäre es im Sinne des Gleichspannungsanteils (im folgenden nur DCO genannt) und der Mathematik besser, wenn er nur bis maximal -32767 ausgenutzt wird? Sowohl CoolEdit als auch Samplitude liefern einen Sinus, der manchmal (aber nicht immer) auch ein Sample mit -32768 enthält.
Hmm.
Ich bin ja eigentlich der Meinung, daß
y = a * Sin(x)
gilt.
Da a = 32767 ist (denn "positiver" geht es nicht mit vorzeichenbehafteten 16-Bit Zahlen), kann für y minimal auch nur -32767 rauskommen, falls der Term sin(x) den Wert -1 liefert. Keinesfalls aber -32768.
Um die Differenz unser Signale (fair) bilden zu können, muß das 8-Bit Sample (Signal B) nach 16-Bit gewandelt und dann "normalisiert" (skaliert) werden. Jeder Mensch mit etwas digialer Signalverarbeitung im Hinterkopf würde jetzt sagen: "Multipliziere mit 256 - und gut."
Wirklich gut?
+127 * 256 = +32512
-128 * 256 = -32768
Nach "oben" wären also noch 255 Treppenstufen "Luft". Das Problem mit dem DCO bleibt. Hätte man die Gewissheit, daß im negativen Bereich nur minimal -127 auftauchen, könnte man einfach mit
32767 / 127 = 258,007... - also mit 258 multipizieren.
127 * 258 = 32766
Damit wäre man dann ganz knapp unter der "16-Bit-0dBFS-Grenze" gelandet. Da ich diese Gewissheit aber nicht habe, habe ich mit dem Faktor 256 multipliziert. Ein "8-Bit Sample", auf 16-Bit "aufgebohrt" und anschließend "normalisiert", kann also nur maximal einen Wert von
+32512
erreichen.
Diese Zahl, in Hex dargestellt, schreibt sich übrigens so: "0x7F00". Wer hätte das gedacht. Welch ein Zufall - nur zwei Nullen rechts "drangehangen"...
Ich will das Ganze jetzt nicht weiter ausbreiten. Unten hängen zwei sorgfältig generierte Wave-Dateien zum "Spielen" dran. Signal A ist das 16-Bit Signal mit einer maximalen Amplitude von "32512". "Signal B" ist das mit dem Faktor 256 multiplizierte 8-Bit Signal. (Wer mal einen "Hex-Editor" anwirft und in die Datei reinschaut, dem werden die vielen Nullen auffallen. Aha. Grund: Siehe oben.) Spitzenpegel auch hier "32512". Damit haben wir "gleiche Lautstärkebedingungen" für beide. Nun legt beide Signale jeweils ganz links in einer Spur ab und invertiert eine Spur...
Wir hören was?
Erstmal "nichts".
Verstärkt man dieses "nichts", ist jedenfalls kein sauberer Ton zu hören, sondern nur ein komisches "Gekratze", was entfernt nach einem 1kHz-Ton klingt. Die FFT sieht dementsprechend "übel" aus. Oberwellen en mass.
Um es kurz zu machen: Man kann nicht einfach 16Bit mit 8Bit vergleichen, indem man die Signale voneinander subtrahiert. Was man dann hört, sind die Differenzen, die sich mit 8-Bit einfach nicht darstellen (auflösen) lassen.
Was aber stimmt, ist folgendes: Wenn man immer "volles Rohr" fährt, dann kann man an den Bits sparen. 8-9 Bits reichen dann völlig aus, wie wir gehört - oder besser nicht gehört - haben. Das funktioniert aber wirklich nur, wenn der Pegel niemals unter -20dBFS fällt. Denn dann hört man das Quantisierungsrauschen sofort sehr deutlich.
vg Zwerg#8
Tonband
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Au Backe, wenn das die Musikindustrie aufgreift .
Die werden der CD den Garaus machen ...
Als nächstes kommt die "zwei-Etagen-CD" auf den Markt .
mfg.
p.s.: aber interessant sind eure wissenschaftlichen Untersuchungen allemal.
Ist das nun als wissenschaftliche Beweisführung zu werten, daß eine 16-bit-Audio-CD "Perlen für die Säue geworfen" ist?
Au Backe, wenn das die Musikindustrie aufgreift
.Die werden der CD den Garaus machen ...
Als nächstes kommt die "zwei-Etagen-CD" auf den Markt
.mfg.
p.s.: aber interessant sind eure wissenschaftlichen Untersuchungen allemal.
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Ich habe still mitgelesen, weil ich erstmal abwarten wollte, was passiert. Interessanterweise genau das, was ich erwartet hatte, denn ich habe vor längerem schon die erschreckende Erkenntnis gemacht, dass Digital Audio nicht nur auf dem Papier eine heikle Angelegenheit ist, sondern das, was sich mathematisch auf dem Papier statuieren lässt, physikalisch tatsächlich zu Buche schlägt.
Nicht umsonst empfiehlt Steinberg auch, bei hochwertigen Produktionen abschließend mittels der Apogee-Algorythmen das gesamte Werk zu resampeln, wobei, wenn man es richtig macht, entweder gezielt Rauschen beigemischt wird, um Verzerrungen durch Artefakte zu verdecken oder mit der "Black-Hole-Detection" die Stille-Momente zu finden und diese wieder still zu machen. Beides hat seine Vor- und Nachteile und es ist gründlich abzuwägen, wann man welche Methode benutzt. Ich bevorzuge aus hörphysiologischen Gründen jedoch das Rauschen. Das ist keinesfalls un-hifi!
Solange Software und Soundkarte sauber auf 100 % laufen und nicht von Haus aus klirren, sieht man "drüben" eine saubere Nadel.
Wer nun anfängt, mit den Software-Reglern auf der Wiedergabeseite zu spielen (i.e. Wave-Out), dürfte staunen, in was für einen "Dreck" sich der eben noch saubere Sinus verwandelt.
Digitales Audio-Editing ist eben keine Spielerei und Klickibunti, sondern - ohne Übertreibung - eine sehr ernste Sache.
Ich habe still mitgelesen, weil ich erstmal abwarten wollte, was passiert. Interessanterweise genau das, was ich erwartet hatte, denn ich habe vor längerem schon die erschreckende Erkenntnis gemacht, dass Digital Audio nicht nur auf dem Papier eine heikle Angelegenheit ist, sondern das, was sich mathematisch auf dem Papier statuieren lässt, physikalisch tatsächlich zu Buche schlägt.
Nicht umsonst empfiehlt Steinberg auch, bei hochwertigen Produktionen abschließend mittels der Apogee-Algorythmen das gesamte Werk zu resampeln, wobei, wenn man es richtig macht, entweder gezielt Rauschen beigemischt wird, um Verzerrungen durch Artefakte zu verdecken oder mit der "Black-Hole-Detection" die Stille-Momente zu finden und diese wieder still zu machen. Beides hat seine Vor- und Nachteile und es ist gründlich abzuwägen, wann man welche Methode benutzt. Ich bevorzuge aus hörphysiologischen Gründen jedoch das Rauschen. Das ist keinesfalls un-hifi!
Richtig. Den Test kann man übrigens auch mit fast jeder "digitalen" Lautstärkeregelung machen. Vernünftige, saubere Hardware vorrausgesetzt, ist ein mathematisch errechneter Sinus unglaublich klirrarm. Nun gibt man das Signal aus und in einen weiteren Rechner zur FFT-Analyse.
Solange Software und Soundkarte sauber auf 100 % laufen und nicht von Haus aus klirren, sieht man "drüben" eine saubere Nadel.
Wer nun anfängt, mit den Software-Reglern auf der Wiedergabeseite zu spielen (i.e. Wave-Out), dürfte staunen, in was für einen "Dreck" sich der eben noch saubere Sinus verwandelt.
Digitales Audio-Editing ist eben keine Spielerei und Klickibunti, sondern - ohne Übertreibung - eine sehr ernste Sache.
Zwerg#8
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Hallo!
Nein, natürlich nicht. Ich hatte bei meinen eigenen "Spielereien" mit Samplitude nur festgestellt, daß man die nötigen Teststöne gar nicht so genau generieren (-48dB, anstatt etwas genauer -48,16dB) bzw. einpegeln kann, damit die Differenz beider Signale möglichst Null wird. Es war im Hintergrund immer ein leises und relativ sauberes "Piepsen" zu hören, da man die Lautstärke nur auf 0,1dB genau anpassen kann.
Um beispielsweise ReinerK diesen "Frust" bei seinen eigenen Experimenten zu ersparen, habe ich die beiden Signale kurzerhand selbst mittels Software generiert. Und wie man nun sehr einfach nachvollziehen kann, hört man eben nicht irgendwelche "Feinheiten", sondern praktisch nur "Müll".
Nun zu den "Perlen für die Säue". Auch wenn wir hier im Thread festgestellt haben, daß man bei bei aktueller, in der Dynamik arg eingeschränkten Popmusik durchaus mit erschreckend wenigen Bits auskommen könnte, so ist das sicher nicht als Aufforderung zu verstehen, es auch zu tun. Sich darauf verlassen zu wollen, daß das "Geschrammel" das stetig ansteigende Quantisierungsrauschen wirkungsvoll verdeckt, wäre wohl wirklich etwas zu kurz gedacht. Stell dir nur mal "Low-Fi" als neuen Trend vor...
Über was berichten dann die ganzen Hi-Fi-"Fachblätter"? Wer kauft sich dann noch eine gute "Anlage"? Wozu braucht man dann neue Audioformate?
Nein, nein - stellen wir uns das lieber nicht vor...
Nach wie vor hat man ja das große Ziel, den Signalverlauf eines Audiosignals möglichst exakt darstellen zu können - und dazu braucht man genügend Bits und eine entsprechend hohe Abtastfrequenz. Das hat also mit dem jetzt tobenden "Loudness-War" erstmal nichts zu tun. Das ist sicher nur eine kurze Episode in der langen Geschichte der Audiotechnik.
Mir persönlich reicht auch die (technisch mögliche) Audioqualität einer CD. Eine gute Klassik-Aufnahme auf CD klingt nunmal bedeutend besser als von einer knisternden Schallplatte. Bei DVD-A oder SACD höre ich mit meinen "Holzohren" leider keinen Unterschiéd zur CD. Schade eigentlich, hat aber den Vorteil, daß ich nicht in neue Formate investieren muß.
Interessant ist nebenbei bemerkt, daß die Profis, die sich mit der Rettung und Archivierung historischer Audioaufnahmen beschäftigen, eine Digitalisierung mit 24Bit/192kHz als durchaus sinnvoll erachten. Ist das übertieben?
Wenn man bedenkt, daß sich mancher Tonträger nur einmalig abspielen läßt und dann "zerbröselt", dann ist das Beste gerade gut genug. In ein paar Jahren gibt es dann vielleicht die "perfekte" Software zum Restaurieren dieser Aufnahmen.
@Dea: Ja, dieser "Windows-Mixer" ist auch mein bester "Freund". Besonders lustig wird es, wenn irgendein Audiosignal immer auf 48kHz "resampled" aus der SPDIF-Buchse der "Onboard"-Soundkarte kommt. Finger weg, externe SK & ASIO-Treiber benutzen. Das schont die Nerven.
Grüßle Zwerg#8
Hallo!
Nein, natürlich nicht. Ich hatte bei meinen eigenen "Spielereien" mit Samplitude nur festgestellt, daß man die nötigen Teststöne gar nicht so genau generieren (-48dB, anstatt etwas genauer -48,16dB) bzw. einpegeln kann, damit die Differenz beider Signale möglichst Null wird. Es war im Hintergrund immer ein leises und relativ sauberes "Piepsen" zu hören, da man die Lautstärke nur auf 0,1dB genau anpassen kann.
Um beispielsweise ReinerK diesen "Frust" bei seinen eigenen Experimenten zu ersparen, habe ich die beiden Signale kurzerhand selbst mittels Software generiert. Und wie man nun sehr einfach nachvollziehen kann, hört man eben nicht irgendwelche "Feinheiten", sondern praktisch nur "Müll".
Nun zu den "Perlen für die Säue". Auch wenn wir hier im Thread festgestellt haben, daß man bei bei aktueller, in der Dynamik arg eingeschränkten Popmusik durchaus mit erschreckend wenigen Bits auskommen könnte, so ist das sicher nicht als Aufforderung zu verstehen, es auch zu tun. Sich darauf verlassen zu wollen, daß das "Geschrammel" das stetig ansteigende Quantisierungsrauschen wirkungsvoll verdeckt, wäre wohl wirklich etwas zu kurz gedacht. Stell dir nur mal "Low-Fi" als neuen Trend vor...
Über was berichten dann die ganzen Hi-Fi-"Fachblätter"? Wer kauft sich dann noch eine gute "Anlage"? Wozu braucht man dann neue Audioformate?
Nein, nein - stellen wir uns das lieber nicht vor...
Nach wie vor hat man ja das große Ziel, den Signalverlauf eines Audiosignals möglichst exakt darstellen zu können - und dazu braucht man genügend Bits und eine entsprechend hohe Abtastfrequenz. Das hat also mit dem jetzt tobenden "Loudness-War" erstmal nichts zu tun. Das ist sicher nur eine kurze Episode in der langen Geschichte der Audiotechnik.
Mir persönlich reicht auch die (technisch mögliche) Audioqualität einer CD. Eine gute Klassik-Aufnahme auf CD klingt nunmal bedeutend besser als von einer knisternden Schallplatte. Bei DVD-A oder SACD höre ich mit meinen "Holzohren" leider keinen Unterschiéd zur CD. Schade eigentlich, hat aber den Vorteil, daß ich nicht in neue Formate investieren muß.
Interessant ist nebenbei bemerkt, daß die Profis, die sich mit der Rettung und Archivierung historischer Audioaufnahmen beschäftigen, eine Digitalisierung mit 24Bit/192kHz als durchaus sinnvoll erachten. Ist das übertieben?
Wenn man bedenkt, daß sich mancher Tonträger nur einmalig abspielen läßt und dann "zerbröselt", dann ist das Beste gerade gut genug. In ein paar Jahren gibt es dann vielleicht die "perfekte" Software zum Restaurieren dieser Aufnahmen.
@Dea: Ja, dieser "Windows-Mixer" ist auch mein bester "Freund".
Besonders lustig wird es, wenn irgendein Audiosignal immer auf 48kHz "resampled" aus der SPDIF-Buchse der "Onboard"-Soundkarte kommt. Finger weg, externe SK & ASIO-Treiber benutzen. Das schont die Nerven. Grüßle Zwerg#8
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Ich persönliche denke: Ja.
Allerdings ist das extremst vom Equipment abhängig. Grundsätzlich jedoch reicht ein hochwertiger Wandler, der exakt CD-Format ausgibt, zu. Seine Präzision und Linearität ist ausschlaggebend für das Signal und unter der Voraussetzung, dass die Aufnahme in einem Rutsch ohne jede weitere Rechnerei auf den Siberling kommt, hat man eigentlich das Maximale für sie getan.
Warum? Weil alte Bänder oder Platten in aller Regel bereits ein so hohes Gundgeräusch aufweisen, dass der Dynamikbereich der CD schon nicht ausgenutzt werden kann. Selbst um Quatisierungsrauschen muss man sich da keine Gedanken machen. Ein Recording mit 24 Bit bringt auch nicht mehr als Datensalat, der anschließend ohnehin auf 16 bit "heraufgerechnet" werden muss.
Weit verbreitet ist der Irrglaube, dass aus einem 24-bit-Signal "mehr herunterkommt". Genau das ist eben falsch! Ein 24-bit-Signal kann nur besser leiser sein als eine CD. So leise, dass die Notwendigkeit zu echten 24 bit besteht, ist kaum irgendetwas.
Auch die hohe Samplingfrequenz ist albern. Selbst wenn ich das Obertonspektrum eines Vinyls integrieren möchte, reichen 88,2 kHz aus, denn da habe ich Luft bis 40 kHz und da oben tut auch ein gutes Vinyl nichts Signifikantes mehr.
Anschließend muss ich jedoch wieder resampeln..... ach, alles Kacke.
Ich persönliche denke: Ja.
Allerdings ist das extremst vom Equipment abhängig. Grundsätzlich jedoch reicht ein hochwertiger Wandler, der exakt CD-Format ausgibt, zu. Seine Präzision und Linearität ist ausschlaggebend für das Signal und unter der Voraussetzung, dass die Aufnahme in einem Rutsch ohne jede weitere Rechnerei auf den Siberling kommt, hat man eigentlich das Maximale für sie getan.
Warum? Weil alte Bänder oder Platten in aller Regel bereits ein so hohes Gundgeräusch aufweisen, dass der Dynamikbereich der CD schon nicht ausgenutzt werden kann. Selbst um Quatisierungsrauschen muss man sich da keine Gedanken machen. Ein Recording mit 24 Bit bringt auch nicht mehr als Datensalat, der anschließend ohnehin auf 16 bit "heraufgerechnet" werden muss.
Weit verbreitet ist der Irrglaube, dass aus einem 24-bit-Signal "mehr herunterkommt". Genau das ist eben falsch! Ein 24-bit-Signal kann nur besser leiser sein als eine CD. So leise, dass die Notwendigkeit zu echten 24 bit besteht, ist kaum irgendetwas.
Auch die hohe Samplingfrequenz ist albern. Selbst wenn ich das Obertonspektrum eines Vinyls integrieren möchte, reichen 88,2 kHz aus, denn da habe ich Luft bis 40 kHz und da oben tut auch ein gutes Vinyl nichts Signifikantes mehr.
Anschließend muss ich jedoch wieder resampeln..... ach, alles Kacke.
Zwerg#8
Benutzer
AW: Dynamikkompression auf Audio-CDs
Ich will dich nicht umstimmen. Die Stichworte sind aber: audio preservation 192kHz.
Wenn du die 192kHz nicht eingibst, landest du fast direkt auf den höchst interessanten Websites der Stanford-Uni zu diesem Thema.
Viel Spaß bei der Lektüre.
Zwerg#8
EDIT: RS
Ich will dich nicht umstimmen. Die Stichworte sind aber: audio preservation 192kHz.
Wenn du die 192kHz nicht eingibst, landest du fast direkt auf den höchst interessanten Websites der Stanford-Uni zu diesem Thema.
Viel Spaß bei der Lektüre.
Zwerg#8
EDIT: RS
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