MP3 "hochrechnen"?

[topo]

Ich stelle mir gerade die Frage, ob es nicht theoretisch möglich sein müsste, den Komprimierungs-Algorithmus beim einem MP3 File um zu kehren.

D.h. der Komprimierungs-Algorithmus errechnet aus z.B. aus einem wav file, was er rausfiltern muss, um ein MP3 File zu erhalten.
Wäre es nicht denkbar, das man nach der Analyse des MP3 Files den Komprimierungs-Algorithmus genau umdrehen könnte, und den rausgefilterten Teil wieder reinrechnen könnte?

Topo

 

[Fantus]

nein, von nix kommt nix, was da ausgerechnet wurde ist weg, man kann es nicht rekonstruieren, die Daten sind weg, sonst wäre ein MP3 ja nicht so klein

 

[topo]

Wenn ich mir im Netz die vielen mathematischen Beschreibungen zum Komprimierungs-Algorithmus im Internet durchlese komme ich eben auf den Idee, dass man es doch machen könnte. Zumindest annäherungsweise.
Also vom Prinzip her ähnlich, wie man eine Umkehrfunktion einer Ableitung einer Funktion berechnen kann.

Topo

 

[klaatu]

Das geht nur bei verlustfreier Komprimierung (wie z. B. beim .zip Format). Würde man die Komprimierung umkehren können, wäre sie nicht mehr verlustbehaftet, was sie aber im Fall von mp3 ist.

 

[Fantus]

um es noch mal genau zu sagen, MP3 besteht ja aus mehren Schritten. Als erstes diese Umrechnung in den Frequenzraum lässt sich an sich völlig umkehren, das stimmt schon, aber danach werden ja Frequenzen nach dem psychoakustischen Modell gelöscht, das ist unumkehrbar

 

[sir stony]

Was MP3 nun z.B. vom verlustfreien FLAC (technisch grob umrissen) unterscheidet, ist, dass bei MP3 etwas herausgerechnet und gelöscht wird. Beim verlustfreien Codec wird das Signal zunächst ähnlich komprimiert, aber die Differenz, das "Fehlersignal", wird zusätzlich gespeichert in einem eigenen, kodierten Datenstrom. Bei der Wiedergabe werden dann beide Datenströme wieder zusammengesetzt und man bekommt sein Originalsignal wieder.

Der MP3 Codec ist ja an sich schon bei der Wiedergabe relativ rechenintensiv. Ich erinnere mich an früher, als das Format populär wurde. Auf einem Pentium 1 mit 100MHz war es dann schon alleine von den Kodierungsparametern abhängig, ob so ein File überhaupt noch flüssig wiedergegeben werden konnte oder ob dem Prozessor dabei bereits die Puste ausging. Andere Codecs waren da schon resourcenschonender. Hier machte sich dann deutlich bemerkbar ob ein Codec auf symmetrischen oder asymmetrischen Algorithmen basiert. Symmetrisch heißt, die Dekodierung benötigt vergleichbar oder genauso viel Rechenarbeit wie die Kodierung - wie bei MP3. Dass man auf so leistungsmäßig mickrigen MP3 Playern heute diese Streams flüssig wiedergeben kann ist dem Umstand zu verdanken, dass man schon früh anfing alleine für die MP3 Wiedergabe angepasste DSPs zu entwickeln.

 

[der.marder]

Fantus hat ja das Prinzip des MP3 Komprimierungsverfahrens sehr schön und einfach erklärt.

Um deine Frage nun ganz genau zu beantworten: Theoretisch ist es möglich den MP3 File umzurechnen auf ... Auf was denn eigentlich? Was ist das Ziel der Umrechnung?

Wenn das Ziel nun ist eine schlecht klingende MP3 Datei wieder etwas mehr wie das original klingen zu lassen: Ja das ist möglich und es gibt auch mindestens ein Programm, welches das macht (Der Clou ist, dass sogar bestimmte verlorene Sachen wieder rein gerechnet werden). Und die Ergebnisse können sich echt sehen lassen! Wenn ich noch wüsste, wo ich den Artikel gelesen habe, könnte ich dort nachschauen ...

Wenn das Ziel ist irgendeine MP3 Datei wieder genau wie das original klingen zu lassen: Nein, das geht nicht, weil bestimmte Daten unwiederruflich verloren gegangen sind.



Ganz nebenbei: Mit dem MP3 Playern und Prozessoren vergleich muss ich aufpassen. Ich kann keinen Codec mit dem Stand von 1990 (MP3) mit dem Stand 2001 (Flac) vergleichen. Da alle Codecs permanent optimiert werden, muss ich immer die Codecs zum gleichen Zeitpunkt miteinander vergleichen. Heute funktioniert z.B. die Wiedergabe von MP3 Files auf 50Mhz Prozessoren ohne Probleme.

Ausserdem werden auch für die Wiedergabe aller Audio Files gesonderte ICs verwendet (z.B. VS1053). Was aber stimmt: Für MP3 gibt es bedeutent mehr ICs als für andere Codecs.

 

[topo]

Wenn das Ziel nun ist eine schlecht klingende MP3 Datei wieder etwas mehr wie das original klingen zu lassen: Ja das ist möglich und es gibt auch mindestens ein Programm, welches das macht (Der Clou ist, dass sogar bestimmte verlorene Sachen wieder rein gerechnet werden). Und die Ergebnisse können sich echt sehen lassen! Wenn ich noch wüsste, wo ich den Artikel gelesen habe, könnte ich dort nachschauen ...

Genau so etwas dachte ich mir, dass das irgendwie möglich sein müsste.

Hintergrund ist, dass ich zur Zeit MP3 Mitschnitte von älteren Aufnahmen "remastere" und dabei doch ganz schön tief in die Trick/plugin-Kiste greifen muss, um ein akzeptables Ergebnis zu bekommen. Vor allen Dingen ist das wesentlich zeitaufwendiger (als ich dachte), da ich nahezu jedes plugin (EQ, M/S, Harmonizer usw. usw.) komplett automatisieren muss, um positive Veränderungen über den ganzen Song zu hinzu bekommen. Auf diesem Wege geht was. Es klingt auf jeden Fall besser, als das Ursprungs MP3.


Topo

 

[The_Dark_Lord]

Wenn ich mir im Netz die vielen mathematischen Beschreibungen zum Komprimierungs-Algorithmus im Internet durchlese komme ich eben auf den Idee, dass man es doch machen könnte. Zumindest annäherungsweise.
Also vom Prinzip her ähnlich, wie man eine Umkehrfunktion einer Ableitung einer Funktion berechnen kann.

Genau da hast du doch das perfekte Beispiel gewählt: Die "Umkehr" der Ableitung ist das Integral - und das kann nur bis auf eine Konstante berechnet werden. Der Wert der Konstanten kann aber nicht bestimmt werden, weil beim Ableiten Information verloren gegangen ist.

(bzw. nur durch weitere Randbedingungen, aber die haben wir hier ja nicht)

 

[Fantus]

ihr kriegt da irgendwas interpoliert, was sich eventuell besser anhört als ohne, aber es werden definitiv Informationen GELÖSCHT, die sind futsch