Intersample Paeks bei verschiedenen Auflösungen

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Rubberhead
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 03. Jan 2017, 21:18

Hi Folks,

ich weiß, dieses Thema wird nun schon seit langem eigentlich ausführlich behandelt. Aber da ich jetzt meine Schallplatten selbst rippe, bin ich auf der Suche nach der Größe der Intersample Peaks bei verschiedenen Auflösungen.

Dabei geht es um folgendes: Um kein quäntchen Qualität zu verlieren, nehme ich meine Schallplatten mit 24 Bit und 96 kHz auf. Das ist allemal besser als eine CD (16 Bit / 44,1 kHz) und man verschenkt nichts. Irgendwann kommt der Punkt, an dem man das gesamte File normalisieren will. Da ja alles digital ist, kann man ja die maximale Amplitude auf 0 dB normalisieren lassen (ich benutze Audacity). Dann kam das Thema mit den Intersamples. Man sollte hier auf -3,0 dB normalisieren, damit die Intersamples nicht anfangen zu clippen, denn diese können bei 16/44,1 angeblich bis zu 3 dB groß sein. Und jetzt meine Frage: Wieviel Headroom muss ich minimal lassen, wenn ich mit 24/96 rippe und danach auch 24/96 final als FLAC abspeichere? Die Intersamples sollten weitaus geringer sein als bei 16/44,1 aber um wieviel?

Hierzu habe ich weder im HiHi-Forum noch bei Dr. Google befriedigende Ergebnisse gefunden. Kann mir hier einer der Anwesenden helfen? Inzwischen geht es mir nicht mehr nur ums Normalisieren, es hat für mich auch schon einen "akademischen" Charakter.

Weitere Frage: Auf meiner Suche im Netz der Netzte habe ich gelesen, dass der Headroom deswegen da sein muss, da bei der Konvertierung vom Digitalen zum Analogen die Clipping-Effekte hervortreten. Daher: Kann die Normalisierung bis an die Grenze (0 dB) gesetzt werden, wenn man einen digitalen Verstärker benutzt?

Master_J
Inventar

#2 erstellt: 04. Jan 2017, 00:10

Rubberhead (Beitrag #1) schrieb:

Um kein quäntchen Qualität zu verlieren, nehme ich meine Schallplatten mit 24 Bit und 96 kHz auf. Das ist allemal besser als eine CD (16 Bit / 44,1 kHz) und man verschenkt nichts.

Wie hoch löst so eine Schallplatte denn auf?

Rubberhead (Beitrag #1) schrieb:

Irgendwann kommt der Punkt, an dem man das gesamte File normalisieren will.

Genau hier wirfst Du dann Datenqualität für immer weg.
Warum nicht mit Replay-Gain arbeiten?

https://de.wikipedia.org/wiki/Replay_Gain

Rubberhead (Beitrag #1) schrieb:

Daher: Kann die Normalisierung bis an die Grenze (0 dB) gesetzt werden, wenn man einen digitalen Verstärker benutzt?

Was ist ein digitaler Verstärker?
Selbst wenn Du digital zuspielst (S/PDIF u.ä.) sind die Daten durch die Normalisierung schon weg.
Eine Schaltendstufe (Class D) hat damit nichts zu tun.

Gruss
Jochen

Rubberhead
Ist häufiger hier

#3 erstellt: 04. Jan 2017, 01:01

Eine Schallplatte löst in dem Sinne gar nicht auf, sie ist analog.

Ich habe wirklich viel gegoogelt. Dabei ist nir Replay Gain auch über den Weg gelaufen. Aber mich jetzt auch noch damit zu beschäftigen, war einfach zuviel. Was ich jedoch festgestellt habe, ist, dass die Leute im Netz sich nicht einig sind, ob man normalisiert, Replay Gain benutzt oder beides gleichzeitig macht. Normalisieren und Replay Gain hielten sich meines erachtens in etwa die Waage.

Aber um beim Normalisieren zu bleiben, beim "anständigen" Normalisieren gibt es keinen Datenverlust, das habe ich bei meinen Recherchen gelernt (dachte ich). Die Welle wird einfach nur insgesamt angehoben. Die Samples bleiben dabei unverändert, sie erhalten lediglich einen neuen Wert auf der Y-Achse (einfach ausgedrückt; ich hoffe das passt in etwa

).

Bleibt aber leider immer noch die Frage nach der Größe der Peaks, die bei den unterschiedlichen Auflösungen entstehen können. Wie ich schon schrieb, es ist inzwischen auch schon "akademisch" für mich, das zu wissen.

Master_J
Inventar

#4 erstellt: 04. Jan 2017, 01:27

Schon klar, dass die analog ist.

Ich zielte darauf ab, ob diese digitale Auflösung was bringt, wenn die Quelle seitens Frequenzgang, Kanaltrennung, Dynamik, ... schon stark beschränkt ist.

Die eigentliche Frage kann ich Dir nicht beantworten.
Rein vom Bauchgefühl würde ich 1 dB Headroom lassen.
Also weitab von wissenschaftlich.

Beim Replay-Gain finde ich halt gut, dass die Verschiebung auf der Y-Achse erst im Player geschieht, also auch in den Meta-Daten (nicht den Musik-Daten) später mal problemlos änderbar ist.
Nachteil ist, dass nicht jeder Player (Autoradio...) das überhaupt auswertet.

Gruss
Jochen

Rubberhead
Ist häufiger hier

#5 erstellt: 04. Jan 2017, 02:15

Rein technisch betrachtet sind mir die grottenschlechten Werte eine LP gegenüber einer CD schon bewusst. Aber lieber mit Kanonen auf Spatzen schießen als einen Fehler durch das falsch gewählte Format machen. Ich hatte nur Angst, dass auf Grund deiner ersten Antwort hier eine vom Thema abweichende Grundsatzdiskussion ausgelöst wird.

Replay Gain könnte schon was bewirken. Das hieße aber für mich, dass ich mit foobar alle meine hunderten Alben nochmals anfassen müsste.

Das Normalisieren schafft aber auch so etwas wie ein einheitliche Lautstärke und ist gut, wenn Geräte kein Replay Gain können.

Master_J
Inventar

#6 erstellt: 04. Jan 2017, 02:38

Rubberhead (Beitrag #5) schrieb:

Ich hatte nur Angst, dass auf Grund deiner ersten Antwort hier eine vom Thema abweichende Grundsatzdiskussion ausgelöst wird.

Dafür gibt es die Voodoo-Ecke.
Das HiFi-Wissen wird streng moderiert.

Ich selbst fahre zweigleisig:
FLACs ohne jegliche Veränderungen.
Daraus "billige" mp3s konvertiert, gerade für Auto und sowas.

Mal schauen, was noch für Antworten kommen.
Wahrscheinlich eher wenige.
Ich kann uns ggf. aber irgendwo anders hin verschieben; Home-Recording, Vinyl-Ecke oder so.
Einfach melden.

Gruss
Jochen

Hörschnecke
Inventar

#7 erstellt: 07. Jan 2017, 22:03

@Rubberhead

Ich kann vielleicht eine Abschätzung nach unten geben, sozusagen einen worst-case:

Ich habe mal ein Weißes Rauschen in 16/44.1 generiert (so ein Signal enthält im Mittel alle Frequenzen bis 22.05 kHz und etwa in gleichem Pegel). Wenn man so ein Signal auf 24/96 resampelt, müssen aufgrund der höheren Auflösung Zwischenwerte interpoliert werden, und die liegen oftmals höher als die höchsten Sample-Werte des Originals. Clipping/Intersample-Overs kann die Folge sein.

Wenn das 16/44.1 White-Noise z.B. durchweg zulässige Samples enthält, wovon die lautestenen 0 dBFS haben (also Vollaussteuerung), dann ist dessen resampling nach 24/96 praktisch komplett am Klippen. Der Track ist in Audacity dann mehr oder weniger rot, wenn jedes Clipping mit einem rot markiert wird.

Ich habe dann das Original 16/44.1 Signal sukzessive immer weiter im Pegel abgesenkt, bis soeben kein Clipping nach Resampling auf 24/96 mehr auftrat.

Das war der Fall, als ich das Original auf ~ 57 % abgesenkt hatte, anders ausgedrückt um -4.9 dB pegelreduziert.

Diesen Fall habe ich im Folgenden mal abgebildet, oben das pegelreduziert Original-White-Noise, unten das Resampling nach 24/96 mit noch einem einzigen rot markierten Clipping:

Diese rund -5 dB halte ich wie gesagt praktisch schon für einen größtmöglichen Sicherheitsabstand, denn normales Quellmaterial ähnelt eher einem Pink Noise, und da tritt Clipping aufgrund abgesenkter Höhenanteile längst nicht so leicht auf, wie bei White Noise.

Der bereits genannte Wert von -3 dB Aussteuerung scheint mir daher ein ganz vernünftiger Richtwert zu sein.

audiophilanthrop
Inventar

#8 erstellt: 07. Jan 2017, 23:02

Wobei wir es ja hier mit einem ganz harmlosen Fall zu tun haben. Bei Analogaufnahmen ist das Problem Intersample-Overs im Prinzip keines, denn die Bandbegrenzung (welche letztlich zu diesem Überschießen führt) steckt hier schon in der A/D-Wandlung. War die Aufnahme sauber ausgesteuert, ist alles OK. Da kann man IMHO problemlos auf -1 dB normalisieren. Will man Intersample-Overs erzeugen, dann muß man das digital machen.

Hörschnecke
Inventar

#9 erstellt: 08. Jan 2017, 00:20

Ja, -1 dB sollte hinhauen.

Nochmal wieder auf das Extrembeispiel geschaut, kann man auch hier beim digitalen Resampeln von 96 kHz auf 192 kHz "überschießen". Im folgenden Bild war das 96 kHz White Noise auf -4 dB abgesenkt und dann auf 192 kHz resampelt:

bugatti66
Stammgast

#10 erstellt: 08. Jan 2017, 00:41

Auflösung und Samplerate zu ändern ist immer eine schlechte Idee.
Es kommen systematische Fehler hinzu. Diese Fehler sind bestimmt größer, als die erhöhten Werte von Auflösung und Samplerate bei der Aufnahme bringen.
Sie werden jedoch kleiner, wenn man Dithering anwendet:
siehe auch: