Datenreduktion in der Produktion

[96k]

Dies ist eine Fortsetzung dieser Diskussion:
http://forum2.magnetofon.de/f2/showtopic...eadid=9495

Gyrator postete

96k postete

TBS-47-Audioclub postete
Ich bin stest immer wieder angenehm überrascht, wenn ich unterwegs Aufnahmen mit dem portablen MD-Recorder gemacht habe, wie gut die Tonqualität ist.

Gruß, Euer Gunther

Wenn Du die Fehler der MD nicht hörst dann freu Dich und verwende sie weiter. Für die Produktion verbieten sich datenreduzierte System eigentlich von selbst.


Gruß

96k

Hi 96k,

diese Aussage ist mit Sicherheit sachlich nicht haltbar, denn datenreduzierte Systeme (nicht alle z.B. MD, aber sehr sehr viele!) können durchaus absolut ohne jeglichen Verlust das Ausgangsmaterial ohne noch so eine kleine Veränderung wieder rekonstruieren!

Das geht so gar schon im non-profi Bereich z.B. auf meinem Rechner.

Gruß

Thomas

Hallo Thomas,

die Verwendung von Datenreduktion hat immer einen Verlust von Informationen zur Folge. Das ist Absicht!

Selbst wenn dieser Informationsverlust bei der Aufnahme (z.B. auf MD) für jemanden kaum/nicht hörbar ist, so kann er durch eine Bearbeitung der Aufnahme stark hörbar werden.
Zusammen mit den Artefakten durch den ersten Durchlauf durch die Datenreduktion, diese sind jetzt Bestandteile des Nutzsignals, sind diese Fehler nach einem erneuten Durchlauf durch die Datenreduktion (Aufnahme des Ergebnises auf eine andere MD) deutlich hörbar.

Wandelt der Verbraucher das Ergebnis dieser Produktion dann in ein anderes datenreduziertes Format seiner Wahl (z.B. MP3) um, ist der akustische GAU perfekt.


Gruß

96k

[mash]

Naja, so einfach ist die Betrachtung von mehfacher Datenreduktion nun ja nicht. Die Reduktion erfolgt nach einem s.g. psychoakustischen Modell, welches u.a. vom Frauenhoferinstitut erarbeitet worden ist. Das räumliche Abbild der Tondaten wird erstmal in ein Spektralbild umgerechnet (Fouriertransformation). Diese Abbildung benötigt schon mal weniger Platz. Diese Daten lassen sich ohne Verluste wieder zurückverwandeln. Das psychoakustische Modell wird nun benutzt, um einzelne Frequenzbänder zu finden, die nach diesem Modell für den Menschen nicht hörbar sind. Die Stützstellen in der Matrix werden dann zu Null gesetzt. Dadurch entstehen viele Nullen in den Daten. Mit einer verlustlosen Kompression (Huffman) werden die Daten dann gepackt. Nun kann man erkennen, dass bei einer erneuten Kompression diese maskierten Stützstellen schon fehlen, also, kann eine erneute Kompression zumindest theoretisch keinen Schaden anrichten. Das ist auch schon nachgwiesen worden. Macht man das allerdings zu oft, entstehen irgendwann Fehler, allein schon durch Rundungsfehler usw. Wenn die Verfahren gemischt werden (z.B. ATRAC->MP3), kann es natürlich eher zu hörbaren Fehlern kommen.

Trotzdem bin ich auch der Meinung, dass Daten die bearbeitet werden, zwischendurch nicht verlustbehaftet komprimiert werden sollten. Wenn ich Bilder einlese (scan), speicher ich diese auch erst im TIF-Format. Erst, wenn die Nachbearbeitung beendet ist, erzeuge ich JPG-Dateien.

[Gyrator]

Nur so am Rande,

eine Datenreduktion muss ja nicht gezwungenermaßen auf ein psychoakustischen Modell basieren, es gibt durch aus vielfalltige Verfahren die nicht auf sogenannten Irrelevanzen sondern u.a. auf Redundanzen basieren.
Im Audiobereich sind es z.B. FLAC oder auch im Bereich der PC-Verarbeitung, die gebräuchlichen Komprimierer, die reversibel ohne jeglichen Verlust das Original wieder herstellen.

Wie schon im obigen Beitrag geschildert. Datenreduktion ist nicht grundsätzlich mit Verlust an Information gleichzusetzen. Verlust im Sinne von für immer verloren.

Gruß

Thomas

[mash]

Gyrator postete
Nur so am Rande,

eine Datenreduktion muss ja nicht gezwungenermaßen auf ein psychoakustischen Modell basieren, es gibt durch aus vielfalltige Verfahren die nicht auf sogenannten Irrelevanzen sondern u.a. auf Redundanzen basieren.
Im Audiobereich sind es z.B. FLAC oder auch im Bereich der PC-Verarbeitung, die gebräuchlichen Komprimierer, die reversibel ohne jeglichen Verlust das Original wieder herstellen.

Gruß

Thomas

Deshalb sprechen ich ja auch hier von Datenreduktion, nicht von Kompression. FLAC benutzt ein mathematische Modell um den Kurvenverlauf anzunähern. Die Fehler/Abweichungen vom Original werden zusätzlich gespeichert. Mir ist nur nicht klar, ob die Daten bitgenau wieder hergestellt werden können. Muss ich mal ausprobieren. Das Verfahren ist in meinen Augen aber keine Datenreduktion, sondern reine Kompression.

[96k]

mash postete
Nun kann man erkennen, dass bei einer erneuten Kompression diese maskierten Stützstellen schon fehlen, also, kann eine erneute Kompression zumindest theoretisch keinen Schaden anrichten. Das ist auch schon nachgwiesen worden.

Grau ist alle Theorie, hier mal ein Beispiel aus der Praxis:

1. Original-Datei
https://tonbandforum.de/bildupload/Original.wav


2. 1 x MP3 und zurück (Lame, 128kBit/s, Stereo, q0)
https://tonbandforum.de/bildupload/1_x_mp3.wav


3. 5 x MP3 und zurück (Encoder und Einstellungen wie oben)
https://tonbandforum.de/bildupload/5_x_mp3.wav


Gruß

96k

[esla]

Oh wei,

ich habe mich damit nie viel beschäftigt, aber der Unterschied zum Original ist schon sehr sehr deutlich zu hören.

Gruß Jens

[PhonoMax]

Nundenn fürwahr,

MP3 will aus musikalischen (!) oder sonst von Menschen sinnvoll zu hörenden Signalen Daten herausrechnen, weshalb man ja auch fraunhoferseits an den hervorragend erschlossenen Parametern der beim Menschen nicht gerade unkompliizierten (aber vergleichsweise sehr toleranten) psychoakustischen Vorgänge herumdreht. Bestünde diese Toleranz nicht, könnten wir unsere stereofonen (und surroundischen), ja unsere Aufnahme-Versuche generell in der Pfeife rauchen, weil das Ohr ein kurz-eindeutiges und schmerzloses "So nie!" anmerken würde. Tut es aber nicht.

Das Beispiel ist kritisch und soll es ja auch sein. Ich bitte darum, selbiges bei 9,5 fünf Male über eine A700 kaskadiert zu kopieren, oder selbiges mit dem Cassettenrecorder (möglichst noch unter Gerätewechseln!) zu versuchen. Das Endergebnis dürfte kaum mehr zu erkennen sein. Nach oben hin, also mit 19, 38, 76 wird das natürlich signifikant besser, dürfte aber selbst mit 38 (und handwerklich sauberer Arbeit!) doch deutlich hinter dem Brandenburg-FG-128-kBit-(Einfach)-Exempel zurückbleiben.

Was rechnen die Fraunhoferbuben heraus? Das kann man hörbar machen, wie ich das schon früher mehrfach andeutete. Damit lässt sich natürlich auch über eine FFT analysieren, was bei der Reduktion auf 128 kBit 'alles' herausfliegt. Der Datenbestand wird bei 128kBit -bitte- auf ein Elftel(!) reduziert.

Ich habe für eine potenzielle Demonstration nun auch hier jeweils eine der beiden Dateien (1x und 5x mp3) invertiert und zum Original addiert, also die Signale (Original und MP3) voneinander subtrahiert. Die Invertierung auf der digitalen Ebene funktionierte so perfekt, dass ich bei der Addition der invertierten und der unveränderten MP3-Files kein übrig bleibendes Restsignal nachweisen konnte (ich messe bis -80 dBfq). Hier kommen also keine zusätzlichen Fehler mehr in die Betrachtung hinein. Spaßeshalber entstand auch noch eine Subtraktion von 1 x und 5 x mp3.

5 x kaskadierte Kodierung nach MP3 geht natürlich nicht, ist aber auch nicht im Sinne des Erfinders, also Abusus.

Ich stelle die Beispiele gerne ein, weiß aber nicht, wie man dem hiesigen Server mit List ein Upload von Dateien > 500 kB abringt. Die Originale haben gut 1 MB.

Hans-Joachim

[uk64]

Ich weis ehrlich gesagt nicht was mir das Beispiel sagen soll.
Das es zu einer, von der Datenrate abhängigen, Fehlerfortpflanzung kommt sollte unbestritten sein.
In der Produktion (sollte man allerdings etwas näher beschreiben was damit gemeint ist) würde ich die Datenreduzierung vermeiden, zumindest wenn es um wilde hin und her Kopiererei geht.

Hier die obere Datei zehn mal hin und her gewandelt, allerdings bei 192kb/s.

http://rapidshare.com/files/247367077/10...2.wav.html

Noch mal etwas extremer, fünfzig mal gewandelt bei 320kb/s

http://rapidshare.com/files/247367753/50...0.wav.html

Ich glaube man sieht, das man trotzdem keine Angst vor MP3 haben muss.
Es ist wie immer eine Frage der Größenverhältnisse.

PS: Da ich das gleich Problem wie Hans Joachim hatte über Rapidshare, daher beide Dateien nur 10 mal und 90 Tage lang Verfügbar.

Gruß Ulrich

[mash]

Hallo Hans-Joachim,

ich habe es mal mit Audacity probiert, da ist nur ein rythmisches Rauschen zu hören, was Lame bei 128kBit/sec entfernt. Bei dem fünfmaligen Komprimierungsversuch ist es etwas lauter.

[96k]

uk64 postete
Ich weis ehrlich gesagt nicht was mir das Beispiel sagen soll.
Das es zu einer, von der Datenrate abhängigen, Fehlerfortpflanzung kommt sollte unbestritten sein.

Hallo Ulrich,

Michael war anderer Meinung, deshalb das Beispiel.

uk64 postete
Ich glaube man sieht, das man trotzdem keine Angst vor MP3 haben muss.

Ulrich, ich habe auch keine Angst vor MP3 und will auch keinem Angst machen.
Den Gesprächsverlauf zwischen Gunther, Thomas, Michael und mir kann man oben im Thread nachlesen. Muß ich das jetzt wirklich nochmal erklären?


Gruß

96k

[96k]

PhonoMax postete

Das Beispiel ist kritisch und soll es ja auch sein. Ich bitte darum, selbiges bei 9,5 fünf Male über eine A700 kaskadiert zu kopieren, oder selbiges mit dem Cassettenrecorder (möglichst noch unter Gerätewechseln!) zu versuchen. Das Endergebnis dürfte kaum mehr zu erkennen sein. Nach oben hin, also mit 19, 38, 76 wird das natürlich signifikant besser, dürfte aber selbst mit 38 (und handwerklich sauberer Arbeit!) doch deutlich hinter dem Brandenburg-FG-128-kBit-(Einfach)-Exempel zurückbleiben.

Hallo Hans-Joachim,

ich wollte gar nicht den Weg zum analogen Magnetton einschlagen, es gibt ja noch PCM. :-)

PhonoMax postete
Was rechnen die Fraunhoferbuben heraus? Das kann man hörbar machen, wie ich das schon früher mehrfach andeutete. Damit lässt sich natürlich auch über eine FFT analysieren, was bei der Reduktion auf 128 kBit 'alles' herausfliegt. Der Datenbestand wird bei 128kBit -bitte- auf ein Elftel(!) reduziert.

Das geht auch erstaunlich gut, aber Musik möchte ich mit diesen Encodereinstellung nicht hören müssen.

PhonoMax postete
5 x kaskadierte Kodierung nach MP3 geht natürlich nicht, ist aber auch nicht im Sinne des Erfinders, also Abusus.

Genau das wollte ich mit dem Beispiel zeigen.
Unterwegs höre ich auch MP3 (Lame mit 320kBit/s, Stereo, q0 und 15kHz TP-Filter).


Gruß

96k

[uk64]

Bitte ruhiges Blut bewahren.

Worauf ich hinauswollte ist die Abhängigkeit Datenrate- Fehlerfortpflanzung.
(z.B. je gröber das Raster, je weniger Stellen, um so größer werden Rundungsfehler.)
Deswegen meine Beispiele mit den höheren Datenraten, oder würdest du sagen das bei dem 320kb/s Beispiel noch irgendein großartiges Problem besteht.

Diese Rechen bzw. Rundungsfehler, die beim 50 mal mit 320kb/s von Wave nach MP3 Beispiel auch vorhanden sind, bestehen (bzw. äußern sich in) größtenteils aus Rauschen.

Differenz von 1.MP3 und 50. MP3:

http://rapidshare.com/files/247412984/Di...3.wav.html

Nachtrag: Dieses Bild wollte ich auch noch hoch laden, hier sieht man das die Datei bei jeder Wandlung größer wird.



Gruß Ulrich