Hohe Frequenz"ausschläge" bei mp3 wirklich real? (in der Frequenzanalyse)

Warum willst du sie weg haben, falls sie da sind. Die tun dir doch nichts....
Und wenn sie nicht allzu stark vorhanden sind, hört man sie eh nicht.

Sieht seltsam aus. Ein ordentlicher MP3-Codec macht so etwas nicht, der hat ein Tiefpaßfilter vor dem Encoding, und das dürfte bei 128 kbps bei etwa 15.0 - 15.5 kHz greifen. Bliebe das Decoding. Es gibt Decoder, die prodzieren einfach Murks, da können solche Strukturen durchaus vorkommen. Der Winamp ab 2.666 macht es ordentlich - decodiere das File doch bitte mal mit dem Winamp Diskwriter und analysiere das Wave dann in Audition. Ist es dann besser? Oder: Clipping im File. MP3s, die aus voll ausgesteuerten und dauer-lauten aktuellen Poptiteln erstellt wurden, sind meist permanent geclippt. Selbst bei 192 kBit/s sorgen die Artefakte schon für bis zu knapp 1.5 dB Pegelanstieg in neu hinzugekommenen Spitzen, bei 128 kbps müßte es mehr sein. Ist das Originalfile schon voll ausgesteuert, clippt es nur noch brachial. Könnte eventuell auch zu so etwas führen, habe ich nie genauer untersucht.

Clipping führt immer zu hohen Frequenzen (darum gehen ja bei starkem Clipping die Hochtöner ex)

Interessante Sache !

Leider habe ich derzeit kein Adobe Audition installiert.

Aber eine FFT-Analyse mit WaveLab ergibt bei mir eindeutig, daß - so wie erwartet - bei einem 128k-mp3 oberhalb von 15-16 kHz so gut wie nichts mehr kommt.

Da ich schon seit Jahren außschließlich LAME als Encoder verwende, kann ich zu anderen MP3-Encodern nichts sagen.

Allerdings sind mir schon diverse MP3s aus dem Internet untergekommen, die tatsächlich oberhalb von 16kHz bei 128kbps, ich nenne es mal "HF-Schmutz" aufweisen. Allerdings mit wesentlich geringerer Amplitude als im Hörbereich !
Wobei mir die hier abgebildete Amplitude schon auch äußerst gering erscheint.

Auch hatte ich schon MP3s die einen deutlich sichtbaren Peak bei ca. 16.3 kHz aufwiesen. Möglicherwerweise Artefakte eines Wasserzeichens.

MIMHHS schrieb:

Und wenn ich die mp3 Resample bei 30 kHz, dann switcht jedes Programm auf 32 kHz -.-

Das allerdings ist normal, da 32kHz die unterste gebräuchliche Samplingfrequenz im Audiobereich ist.


Könntest du mir mal eines der beanstandeten MP3s zur weiteren Analyse zukommen lassen ?

Erstmal Danke für eure Hilfe und euer Interesse, da mir das Thema generell sehr wichtig is

@cr:
Ich habe meine Car-hifi Anlage weiter modifiziert und man sagte mir,dass Mp3-encodes der Anlage Schaden können, und meine einzige Erklärung war,dass es mit diesen Ausschlägen im hohen Frequenzbereich zusammenhängen muss.
Zudem ist mir schonmal ein Hochtöner und ein Mitteltöner bei einem 128 kb/s Lied durchgebrannt, jedoch nur links^^
(war btw dieses hier Youtubevideo( und JA das is das einzige vid bei ut von dem Lied...^^)

Naja vll erkennt ein Profi ja hier bereits Clipping, weil ich bin mir sicher,dass ein Großteil meiner Musik nur so wild vor sich herclippt, aber ich hör das nicht, also ich wüsste gar nicht wie man das raushört, für mich klingt immer alles gut

Jedoch denke ich, dass das Abspielen an einem empfindlichen System bedenkenlos möglich ist wenn diese Ausschläge abgeschnitten werden?
Oder liegt es am Clipping allgemein und kann also auch bei einer CD oder einer Losslessdatei zu Schaden führen?
Müsste ich dann auch die ganze Sammlung erstmal per Replay Gain anpassen?


@Radiowaves:
Ja also es handelt sich da um Ass up (Banana Inc Remix) (Kein besonderes Paradebeispiel des Genres ^^), war auf nem Sampler drauf und wurde mit LAME 3.93U enkodiert.
Wenn ich das Originalfile jetzt mit dbpoweramp oder foobar (Jeweils mit neuestem stabilen LAME) neuenkodiere, dann werden die Ausschläge stehts weniger, genau wie oben das Beispiel mit Low-pass-Filter.
Jedoch bleibt immer was zurück, nach dem dritten Enkodieren nur noch 1-2 Ausschläge Oo
Auch wenn ich es nach wav kodiere ändert sich am Bild nichts.

Oder macht es trotzdem Sinn nochmal winamp zu nehmen?, weil den wollte ich jetzt nicht extra installieren weil ich denke,dass foobar und dbp auch gute Programme sind die winamp da in nichts nachstehen sollten.

Und wegen clipping weiß ich wie oben erwähnt nicht wie es klingt wenn es clippt ^^


@AL:
Ja ich finde das ganze Thema um die Frequenzen bei mp3s generell sehr spannend.
Meinst du mit dem Peak bei 16,3 kHz, dass fast alle Frequenzen ab diesem punkt abgeschnitten sind und darüber hinaus nur noch wenige recht ausgedünnt auftreten?
Das nämlich beobachte ich recht häufig und bin mir auch nie so sicher bei fremdem Mp3-Material ob es sich wirklich um 320 kb/s oder vbr handelt weil es sehr minderwertig aussieht, jedoch auch nicht ganz abgeschnitten (das Phänomen der "Mikroausschläge" mal außen vor gelassen)

Ach so und hast ne PN für die Eigenanalyse der mp3


Hättet ihr vll auch einen Tipp für mich in welchem Board man am besten über Frequenzfragen was mp3s angeht nachfragen kann, oder soll ichs dann auch erstmal hier probieren bei weiteren Fragen dieser Richtung ;)


Naja und kurz und knapp worums mir im Großen und Ganzen geht ist:
Ich will meine Mp3-Sammlung so bearbeiten, dass ich diese gefahrenlos per Ipod an meiner Musikanlage im Auto hören kann ohne befürchten zu müssen dass auf Grund dessen irgendwas kaputt geht

Ich habe jetzt mal "Ass up (Banana Inc Remix)" analysiert ...

Oh Gott der Audiotechnik, das Perverseste was ich in Sachen Pegel jemals gesehen habe !

- durchschnittlicher RMS-Level unter -5dB
- brutal übersteuert
- fast durchgehend Inter-Sampling-Overs

Ab 14 kHz kompletter Abfall des Spektrums, aber tatsächlich (die auch von Audition angezeigten) an einigen Stellen zu beobachtenden Spektralkomponenten bis gut 20kHz !

In Anbetracht des alten LAME und der grotesken Pegelverhältnisse (sic) sind die zu beobachtenden Störkomponenten imho nachvollziehbar, als Reaktion des Encoders und seiner Parameter, auf ein geradezu abnormes Beispiel für Hyperkompression !

Allerdings sehe ich für Geräte hier keine Gefahr, denn die Störkomponenten treten weder permanent auf, noch sind diese in ihrer Amplitude bedenklich.

Derartige Hyperkompressionstracks sollte man aber dennoch nicht zu laut spielen, da diese den Hochtöner durch horrenden Effektivwert und bedenklichen Klirrfaktor abrauchen lassen können.

Irgendwie ist hier das Rechtecksignal nicht mehr allzu fern.

Und wo kommt dieses Zeug her?
So gekauft oder selbst erstellt?
Wenn letzteres, das Originalmaterial bereits so übersteuert oder selbst so gemacht?

Diesen Fragen schließe ich mich nachdrücklich an !

ehm ja ok
also bei dem lied kann ich das leider gar nicht sagen weil ich das auch nur so bekommen habe, weiß nur was in den ID3 tags steht, da heißt es es war wohl bei einer Compilation eines Gewissen DJ Tropic-X dabei, also kA ob so von einer CD gerippt oder ob er den Remix gemacht hat.

Aber ich hab glaub ich Zich mp3s mit solchen Ausschlägen, auch bei meinen 320 kb/s Encodes mit neuestem LAME gibt es teilweise solche "Ausschläge", dann halt nur noch bei über 20 kHz...

Accuphase_Lover schrieb:

Derartige Hyperkompressionstracks sollte man aber dennoch nicht zu laut spielen, da diese den Hochtöner durch horrenden Effektivwert und bedenklichen Klirrfaktor abrauchen lassen können.

Naja GENAU DAS will ich aber tun können...
hab nicht umsonst jetzt noch ne zweite Endstufe drin

Und wenn ich einen 320 kb/s Rip nehme und nen Low-pass-filter drüberbügel, dann kommen auch diese "Ausschläge"

Ich krieg die einfach nicht weg -.-

Also was mach ich am besten?

Gibt es ein Programm das mit Sicherheit per Filter oder was auch immer die Frequenzen rausbekommt aus meinen mp3s, oder soll ich besagte Files Resamplen?
Oder wenn nicht....
Langt es wenn ich dafür sorge Clipping per ReplayGain bzw mp3Gain (um Kompatibilität zu gewährleisten) zu entfernen, um die Sicherheit der Lautsprecher sicherzustellen oder würden diese seltsamen Ausschläge generell Probleme machen.
Denn wenn plötzlich für ne sekunde so ein hoher Ton kommt und wieder geht denke ich kann das nicht gesund sein...^^

Oder hängt es vll generell nur mit dem Clipping zusammen?

(Also beschränke mich hier jetzt nur auf das "Ausschlag"phänomen...habe noch einen Thread gemacht für spezielle Fragen zum Thema ReplayGain; nur zur Info)

@ MIMHHS

So, ich habe das Problem mal versucht nachzustellen und es ist genau das, was ich erwartet habe: das sind Übersteuerungen, die durch die bereits vor MP3-Erstellung "auf Anschlag" ausgesteuerte Wave-Datei und deren brutales Clipping hervorgerufen werden. Du weißt ja, daß jedes MP3 verlustbehaftet ist, also Artefakte auftreten. Die kannst Du Dir nun additiv dem Originalsound zugemischt vorstellen. Dabei passiert es auch, daß die Summe einen höheren Pegel haben müßte, als die bereits vollausgesteuerte Originaldatei noch "nach oben" zuläßt - dann clippt das MP3. Clipping bedeutet Rechteck und Rechteck bedeutet Hochtonanteile weit oberhalb der Grundfrequenz, schau mal bei Fouriersynthese einer Rechteckschwingung nach. Das Original selbst mag shcon geclippt sein, da fällt es nicht auf, weil das eigentliche Nutzsignal auch bis 20 kHz geht. Im MP3 sieht man es nur schön, da dort das Nutzsignal bei einer niedrigeren Frequenz abgeschnitten wurde.

Auch überschlagsmäßig paßt das alles zusammen. Der reguläre Artefakte-Pegel, der bei MP3s auftritt, führt zu Übersteuerungen im beobachteten Rahmen. Die Gegenmaßnahme läßt sich auch pegeltechnisch vorhersagen.

Detaillierte Darstellung hier:
http://s7.directupload.net/file/d/2678/8zs64ae3_pdf.htm

Sorry, ich habe nur ein analoges Modem, ich mußte die Screenshots so derbe eindampfen. Hätte auch gern lieber Zip-komprimierte Bilder, sind aber dann dank der Sonogramme über 10 MByte.

Da hilft künftig nur eins: Original-CDs VOR dem MP3-Erstellen um 1.5 dB im Pegel dimmen, erst dann den LAME drüberlaufen lassen. Das ist die saubere Lösung für die MP3s.

Ansonsten gruselts mir bei Deiner Absicht, auf schnellstem Wege Dein Gehör zu zerstören. Deine Hochtöner sind mir hingegen völlig egal, da kann man neue kaufen. Die bekommst Du bei Deinen Pegel-Wünschen übrigens genauso schnell mit MP3s ohne solche Clippings platt. Einfach genauso weit oder ein kleinwenig weiter aufdrehen, dann clippt es in der Endstufe, macht wieder Hochtonspitzen, die gehen direkt in den Hochtöner. Oder, wenn die Endstufe richtig Power hat und da noch nicht clippt, dann brennst Du Dir halt einfach auch ohne Clipping den Draht in der Schwingspule thermisch durch.

Ich schleppe mich gerade von HNO zu HNO und demnächst ins MRT, weil ich seit einem knappen Jahr links ein Fremdkörpergefühl mit Druck auf dem Ohr habe, es ständig brummt und nun auch noch links die Höhen weggehen (nur noch 13.5 kHz statt rechts 16 kHz), ohne daß ich mit Brachialpegeln hören würde. Und Du setzt Dich dem freiwillig aus...

Oder liegt es am Clipping allgemein und kann also auch bei einer CD oder einer Losslessdatei zu Schaden führen? Müsste ich dann auch die ganze Sammlung erstmal per Replay Gain anpassen?

Langt es wenn ich dafür sorge Clipping per ReplayGain bzw mp3Gain (um Kompatibilität zu gewährleisten) zu entfernen, um die Sicherheit der Lautsprecher sicherzustellen oder würden diese seltsamen Ausschläge generell Probleme machen.

Das nützt Dir alles nichts, wenn Du am Ende soweit aufdrehst, daß Du die Verstärker und Lautsprecherchassis wieder überforderst. Hier hilft nur eins: mäßige Dich in der Abhörlautstärke. Dir zuliebe. Ansonsten verhindert MP3Gain (gerade getestet an dem 128er File aus meinem Beispiel) tatsächlich dieses Clipping bei der Wiedergabe, wenn man den Pegel weit genug absenken läßt. Wo bereits im Original-Wave brachialer Rechteck war, bleibt freilich dann auch im MP3 weitgehend Rechteck. Nur das zusätzliche Clipping durch die Artefakte fällt weg. Probiere es einfach mit einigen Files bei Dir aus.


@ Accuphase_Lover

Perverser als mein Beispiel (siehe PDF-Link)?

Und: am alten LAME (3.93) liegt es gewiß nicht. Die heutigen LAME-Versionen liefern letztlich ähnliche Artefakte-Pegel und damit auch wieder ähnliches Clipping. Es sei denn, sie "dimmen" von sich aus das Wave-File vor dem Codieren, aber das tun sie nicht stark genug. Ich selbst beharre außerdem stur wie ein kleines Kind auf der Aussage, daß LAME ab 3.94 in CBR wesentlich schlechter performt als LAME 3.93.1 - den benutze ich dann auch bis heute. Bei VBR ist er aber eindeutig schlechter als die neueren Versionen und die aktuellen Versionen (zumindest 3.97 ist mir da in Erinnerung) können ähnlich sauber wie 3.93.1 arbeiten, wenn man die DLL-Variante nutzt und statt "high quality" nur in "normal quality" arbeitet. Mit der Exe habe ich das in keiner q-Stufe reproduzieren können. Alles sehr seltsam.

Vielen Dank für deine ausführliche Antwort und den tollen Aufsatz zum Thema Übersteuerung von mp3s.
Das hat zu 100 % meine Fragestellung mehr als zufriedenstellend beantwortet

Hatte inzwischen auch schon gelesen dass die beste Methode sich gegen Clipping zu schützen einfach die ist darauf zu achten nicht bis zu diesem Bereich aufzudrehen.
Jetzt weiß ich aber genau was ich gegen kompressionsbedingtes Clipping mache und dass diese Ausschläge dies quasi repräsentieren.

Ich weiß nur noch nicht wie sich Clipping überhaupt anhört, aber kann ich ja jetzt genug austesten mit meinen Paradeexemplaren.
Ich denke dass ich bisher gar nicht im Clippingbereich gehört hatte, oder intuitiv dann immer leiser gedreht hatte weils komisch klang.

Naja und es stimmt dass ich im Moment ohne Rücksicht auf Verluste höre, oder es vorhabe.
Will aber schauen dass ich einfach den Bass mehr anheben.
Wenn man erstmal einmal die Musik gefühlt hat wird das Hören zur Nebensache


Und wünsche dir hiermit herzlichst ALLES GUTE für dein linkes Ohr und dass dir geholfen werden kann.
Ich werde an deine Worte denken !


PS:
Hast du den ganzen Pdf-Beitrag gestern einfach mal so für mein Problem geschrieben?
(weil er ja auch auf den 15.10. datiert ist)
Wenn ja dann nochmals vielen Dank für die ganze Mühe, hat sich aber auch gelohnt

PPS:
Ach ja und falls mir dann mal ein noch übleres Extrembeispiel von Remastering in Perfektion à la "Feeling Good" über den Weg läuft versuche ich an euch zu denken und werd es mal präsentieren ;D

Moinmoin,

bitte, gern geschehen. Die Sache hatte mich selbst neugierig gemacht, ich war nur zeitlich nicht in der Lage, vorher zu "forschen" und wollte das dann auch genau mit Huff&Herb tun. Ich bin mir aber sicher, in meiner selbsterstellten MP3-Sammlung (etwa 20 GByte bislang, alle selbstgemacht im Laufe der Jahre aus selbst gekauften Original-CDs) genug andere Beispiele zu finden. MGMT, Empire of the Sun, viele aktuelle Rockalben - dürften alle das gleiche Problem haben.

Ich habe jahrelang einfach gegrabbt und dann MP3s gemacht, ohne den Pegel abzusenken. Erst, als ich für einen Gast-Aufsatz zum Thema Headroom, Pegelmessung und Effekte bei der digitalen Signalbearbeitung bei Tonmeisterlegende Eberhard Sengpiel recherchiert und experimentiert habe, bin ich auf das Thema der Sample-Werte-Veränderung in MP3-Dateien gekommen, zum einen selbst bei Versuchen, zum anderen durch die entsprechenden Publikationen, die ich dort auch zitiert habe.

Nicht in dem verlinkten Text von gestern (ja, extra deswegen geschrieben, natürlich auch aus eigenem Interesse) steht das Resultat, das man nachträglich mit MP3Gain erreicht. Das hatte ich erst versucht, als ich schon hochgeladen hatte und Deine Postings nochmal las. MP3Gain wirkt ja durch Manipulation der Skalierfaktoren in den einzelnen MP3-Frames. Auf dieser Ebene ist offenbar noch Chance dazu, vor einer "digitalen Übersteuerung" (also vor Überschreitung des zulässigen Zahlenbereichs) einzugreifen. Das könnte rein theoretisch aber schon vom jeweiligen MP3-Decoder abhängig sein. Reduzierst Du den Pegel stattdessen erst in der Wave-Datei, die aus einem MP3 erstellt wird, ist das zwecklos - die Clippings bleiben drin. Dann hat man den Effekt, daß das Signal zwar nicht mehr an der digitalen Vollaussteuerung clippt, aber halt vorher dort geclippt wurde und nun nach der Pegelabsenkung einfach leiser gedreht ist. Der Clipping-Effekt bleibt.

Wie echtes Replay-Gain da wirkt, kann ich nicht sagen. Wenn das in dem jeweiligen Player erst nach der Decodierung angewendet wird, wäre es wirkungslos und hätte nur leiser gedrehtes Clipping zur Folge, aber kein verhindertes Clipping.

Das ist, als übersteuere man brachial den Eingang eines Verstärkers (z.B. mit CD-Player auf Phono-MM-Eingang gehen) und würde dann hoffen, durch "Leisedrehen" des Ausgangs (Lautstärkeknopf) das retten zu können. Dann hat man leise gedrehten Müll, aber es bleibt Müll.

Ich weiß nur noch nicht wie sich Clipping überhaupt anhört, aber kann ich ja jetzt genug austesten mit meinen Paradeexemplaren.

Nee, das wird so bei ungeschultem Gehör eher nichts. Diese Übersteuerungen sind moderat, nur drch die Unexaktheiten des MP3. Wie im Beispiel findet man da allerhöchstens 1.5 oder 2 dB und die auch nicht fortlaufend. Das mag erfahrene Hörer schon sehr stören, aber ungeschulte nicht. Ich habe es doch in meinen MP3s auch nie bemängelt.

Was anderes geht: mach mal richtiges Clipping. Nimm Dein Audition, grabbe da von CD was offenbar sauber klingendes rein, normalisiere es auf 100% (dann sitzen die höchsten Samples ganz oben und die niedrigsten ganz unten am "Anschlag" des Wertebereichs) und hör Dir das leise (!!!) an, z.B. mit einem Kopfhörer. Dann einfach mal 6 dB verstärken. Das clippt dann schon wie Sau. Wieder anhören, aber leise (!!!) und vorsichtig. Unterschiede? Dann meinetwegen nochmal um 6 dB anheben und wieder vergleichen. Jetzt Unterschiede? Mach das um Gottes willen aber extrem leise, weit unter normaler Abhörlautstärke.

Noch besser: Du kannst auch A/B-Vergleiche machen, wenn Dir das direkter ist. Einfach in der Wellenform des Originals z.B. 15 Sekunden markieren, den Pegel dieses Bereichs um 6 dB anheben und sofort danach wieder absenken, aber nicht mit der Undo-Funktion, die lädt die alten Daten wieder drüber, sondern durch erneutes Bearbeiten mit -6 dB. Dann hast Du dort bei gleicher Lautheit einen geclippten Bereich von 15 Sekunden Länge. Das wiederholst Du mit einem Abschnitt, der wieder 15 Sekunden später liegt: markieren, 6 dB drauf, 6 dB weg undsoweiter, so daß Du abwechselnd originale und geclippte Bereiche hast, die aber gleich laut sind. Da solltest Du dann schon Unterschiede hören. Vorsicht: die geclippten Bereiche sind dann wirklich brachial und haben extreme Höhen, Gefahr für Hochtöner, deshalb sehr leise abhören.

Naja und es stimmt dass ich im Moment ohne Rücksicht auf Verluste höre, oder es vorhabe. Will aber schauen dass ich einfach den Bass mehr anheben. Wenn man erstmal einmal die Musik gefühlt hat wird das Hören zur Nebensache

Du kennst Grönemeyer - "Musik nur wenn sie laut ist"? Da geht es um eine Frau, die taub ist. Erspare Dir das bitte. Geplättete Hörnerven sind nicht reparierbar. Ich habe einen Schwerhörigen in der Familie (durch Erkrankung, nicht durch Lärm), es ist äußerst anstrengend, da zu kommunizieren.

Bass anheben, solange das im Rahmen der Verträglichkeit für die Tieftöner erfolgt (solange also nicht die Schwingspulen klackend an die Magneten schlagen...) gibt Dir mit vermutlich ein kleinwenig mehr Sicherheit ein "Gefühl" bei der Musik. Es sind soweit mir bekannt vor allem die aggressiven Höhen, die das Gehör zuerst plätten. Deshalb sind diese kleinen Walkman-Kopfhörer ohne Bass, wie es sie jahrelang ausschließlich gab, auch beste Ohrenkiller. Den Leuten fehlt der "Druck", sie drehen weiter auf und zerballern sich das Gehör mit den vielen plärrenden Höhen, ohne ein Gefühl von Volumen zu bekommen. Glücklicherweise gibt es jetzt ja die dicht schließenden in-ear-Hörer, die auch leise voll klingen. Mit guten Kopfhörern muß oder will man gar nicht laut hören, da entgehen einem dann ohnehin nur noch die Details.

Ich habe für utnerwegs noch die kleinen billigen mit dem Schaumstoff, die man nicht tief ins Ohr steckt. Wenn ich ICE fahre und Musik höre, höre ich manchmal die Musik des Typen eine Reihe hinter mir mit, so leise höre ich. Man kann auch so Musik genießen - das, was aus dem Player kommt, ist für mich sowieso nur geistige Vorlage für den "Player" im Kopf, der die meisten Lieder auch ohne echtes Abspielen zu "Gehör" bringen kann. Ich kann nach kürzester Zeit Lieder im Kopf "abspielen", ohne das MP3 dazu dazuhaben. Hilft ungemein, kann aber auch lästig sein, wenns mal nicht abzuschalten ist. *fg*