Clipping erkennen

[Dieter B.]

ok, und wann diese zerstörung einsetzt kommt auf das größenverhältnis zwischen endstufe und lautsprecher an

Das ja sowiso immer, aber wie ich schon gesagt hab, sind die beim clipping erzeugten Rechteckwellen das Hauptproblem. Das is mehr ne mechanische Abnutzung, nix mit brennenden Speakern. ^^

 

[Banjo]

Die Basslautsprecher bekommen von der Rechteckform überhaupt nix mit, denn in der Frequenzweiche werden aus den Rechtecken wieder runde Sinuswellen. Insofern nutzt sich dort auch mechanisch nix ab.

Nur die Hochtöner bekommen mehr Leistung ab und sind im Extremfall gefährdet, zum Beispiel durch Durchbrennen. Ich glaube aber nicht, dass das in der Praxis relevant ist.

Banjo

 

[Stifflers_mom]

richtig, clipping schadet wenn dann nur den Hochtönern. Die kann man mit stark clippenden Signalen bei zu großen Lautstärken zerstören.

Das MP3Gain dingens hat übrigens kein bisschen was mit digitalem Clipping zu tun. Das ist dafür gedacht, dass alle MP3s die gleiche psychoakustische Lautheit haben. Da wird der RMS-Wert im besten Falle mit noch einer gewissen psychakustischen Bewertung ermittelt und dann ein Gain-Wert ermittelt, der alle songs auf ein einheitliches Lautheitsmaß bringt.
Wie das technisch vonstatten geht, ohne das MP3 zu re-enkodieren, würde mich auch interessieren. Bei MP3Gain pro steht, dass das file neu enkodiert werden muss, um fine-adjustments zu machen. Eventuell wird beim "nicht pro" einfach nur ein Gainwert in die Metadaten hinzugefügt, der beim dekodieren dann beaufschlagt wird?

 

[hilmi01]

Mag sein, dass keine Klangverluste durch zweimaliges Codieren entstehen ... ich weiß nicht, wie das Programm genau in die Dateien eingreift, aber irgendwas muss es ja manipulieren ... und ich behaupte, das hört man.

zum MP3Gain Dingens - ich wüsste jetzt nicht, wie man eine MP3-Codierte Datei ohne de- und encoding im Pegel ändern kann

Das MP3Gain dingens hat übrigens kein bisschen was mit digitalem Clipping zu tun. Das ist dafür gedacht, dass alle MP3s die gleiche psychoakustische Lautheit haben. Wie das technisch vonstatten geht, ohne das MP3 zu re-enkodieren, würde mich auch interessieren.

Für Euch recherchiert:

MP3Gain war verfügbar, bevor sich foobar2000 als Lösung für flexibles ReplayGain etablierte. Es basiert auf der gleichen Methode zur Berechnung der Lautstärke, geht anschließend aber einen anderen Weg. Anstatt die berechneten Werte in den Tags zu hinterlegen, werden die Audiodaten direkt verändert.

Dies ist bei MP3-Dateien ohne Neuencodieren möglich, da die Lautstärke für jeden Frame (kleiner Abschnitt innerhalb einer MP3-Datei) durch ein Feld namens "Global Gain" festgelegt wird. Verändert man diese Werte gleichmäßig, dann verringert oder erhöht sich die Abspiellautstärke der gesamten Datei. Dieser verlustfreie Prozess wirkt sich bei jedem MP3-Decoder aus, und damit jedem Software- und Hardwareplayer. Technische Details dazu und warum diese Änderungen auf 1,5 dB-Schritte beschränkt sind, können Sie der MP3Gain-Hilfedatei entnehmen.

Im Gegensatz zum flexibleren ReplayGain muss sich der Anwender hier bereits zum Zeitpunkt der Anwendung von MP3Gain darauf festlegen, ob er die Dateien lautstärkeangepasst hören möchte und ob sie trackbasiert oder albumbasiert angeglichen werden sollen. MP3Gain hinterlässt in den Tags der Dateien Informationen, um die Anpassung ohne Verluste wieder rückgängig machen zu können.

MP3 und AAC sind die einzigen verlustbehafteten Audioformate, für die ein solches Tool existiert. Erst bei später konzipierten Audioformaten hat man den Aspekt der Lautstärkeangleichung berücksichtigt, und sich dabei häufig nach ReplayGain gerichtet. Das bedeutet aber wie bereits erwähnt gleichzeitig, dass die Verbreitung vom Willen der Hardware- und Softwarehersteller abhängig ist.

[Quelle: http://www.audiohq.de/index.php?showtopic=23]

Bei MP3Gain PRO steht, dass das file neu enkodiert werden muss, um fine-adjustments zu machen. Eventuell wird beim "nicht pro" einfach nur ein Gainwert in die Metadaten hinzugefügt, der beim dekodieren dann beaufschlagt wird?

"MP3Gain" und "MP3Gain PRO" sind zwei völlig verschiedene Programme, die weder vom selben Author sind noch technisch gleichartig arbeiten. Zitat aus der Webseite von "MP3Gain":

The author of MP3Doctor recently renamed his "SuperMp3Normalizer" program to "Mp3Gain PRO". I did not write this new program, so please do not email me any support questions about it.

 

[pico]

mit dem TAG werden aber nicht wirklich die Daten geändert, sondern dem Wiedergabegerät nur gesagt, diesen Titel oder diesen Frame mit um xx verringerter Lautstärke wiederzugeben

dazu als Info -> http://de.wikipedia.org/wiki/Replay_Gain wobei das TAG kein ofizelles MP3 Tag ist und erst von LAME eingeführt wurde. Auch wird es nicht von jedem Player (Decoder) unterstützt bzw. beachtet.

 

[hilmi01]

mit dem TAG werden aber nicht wirklich die Daten geändert, sondern dem Wiedergabegerät nur gesagt, diesen Titel oder diesen Frame mit um xx verringerter Lautstärke wiederzugeben

Genau - und das ist der Trick, um clipping bei MP3 zu erzeugen oder zu entfernen.

Programme wie MP3Gain ändern nichts an der originären Klanginformation einer MP3, sondern geben der Abspielsoftware nur eine Anweisung, wie laut diese Information wiedergegeben werden soll. Ist die angewiesene Lautstärkeanhebung zu stark, clippt der decodierte Output (nicht der originäre Inhalt der MP3 an sich). Reduziert man die Lautstärkeanweisung wieder, clippt der Output nicht mehr. MP3Gain greift also nur in das Steuersignal ein, nicht in die Klangerzeugung - deswegen kann man dieses Spiel auch beliebig oft anwenden, ohne dass die originäre Klanginformation der MP3 qualitativ schlechter wird.

Anders ist es natürlich, wenn die Quelle, aus der eine MP3 encodiert wurde, bereits clippt. Dann kann dieses clipping nicht mehr aus der MP3 entfernt werden, da es als originäre Klanginformation mitcodiert wurde und eben keine änderbare Steueranweisung ist.

Das Ganze sprengt zwar etwas die Ausgangsfrage dieses Threads, ich finde dieses Thema aber dennoch diskussionswürdig.

 

[Insane]

Kann es denn auch innerhalb der DAW zum Clipping kommen? Ich bin nämlich auf dem Kenntnisstand, dass nur die Output-Kanäle nicht überfahren werden dürfen, weil die Signale ja am Ende über Hardware ausgegeben wurden und dort Clipping erzeugen. Demnach ist es mir egal, wenn einzelne Spuren innerhalb der DAW in den roten Bereich gehen, solang es beim Output nicht passiert und damit hatte ich auch nie Probleme. Oder meint "digitales Clipping" etwas ganz anderes?

 

[pico]

Genau - und das ist der Trick, um clipping bei MP3 zu erzeugen oder zu entfernen.

sorry, wenn ich da schon wieder widerspreche - ein Signal das clippt, wird auch bei leisem abspielen nicht anders. Clipping kann man nicht mehr entfernen - was abgeschnitten ist, ist und bleibt weg.

Digitales-Clipping, um das es hier geht, entsteht bei der Analog-Digital und/oder Digital-Analog-Wandlung. Digital betrachtet gibt es bei den Wandlern ein Maximum, das nicht überschritten werden kann, dann wenn alle Datenbits eine 'Eins' einnehmen. Ist bei einem DA-Wandler die max. Eingangsspannung (rote Linie) erreicht, werden also so lange nur Einsen in den Daten sein (blauer Bereich), bis die Spannung wieder die max. Eingangsspannung unterschreitet. Das führt dazu, dass die Spitzen der Kurve (hellgrauer Bereich) abgeschnitten werden. Das was oben weggeschnitten wurde, ist und bleibt weg. Aus der original Kurve (grünen Kurve) wird am Ende eine beschnittene Kurve (violett). Diese Ausgangskurve bleibt so, auch wenn man sie mit geringerem Pegel (gelbe Kurve), also nach unten verschoben, wieder ausgibt.

 

[hilmi01]

sorry, wenn ich da schon wieder widerspreche - ein Signal das clippt, wird auch bei leisem abspielen nicht anders. Clipping kann man nicht mehr entfernen - was abgeschnitten ist, ist und bleibt weg.

Verstehe ich nicht. Wenn eine nicht clippende CD in MP3 konvertiert wird, clippt die MP3 nicht. Setzt man den Pegel dieser MP3 extrem hoch (z.B. mit MP3Gain), clippt die MP3. Setzt man den Pegel der MP3 wieder auf den Ursprungswert zurück, clippt die MP3 nicht mehr. Wieso sollte man also clipping nicht entfernen können?

 

[Banjo]

Ich glaube, Ihr redet einfach aneinander vorbei. Wenn man nur den Pegel der MP3 hochsetzt, und dann wieder zuruck, ist das Clipping natürlich wieder weg. Wenn in der Wave-Datei vor der MP3-Konvertierung schon Clipping drin war, bekommt man es durch Runterpegeln der MP3 auch nimmer weg, das meinte wohl pico.

Außerdem noch dazu: wenn die CD nicht klippt, aber bis zu den vollen 0dB fs ausgesteuert ist, kann die MP3 doch noch klippen, man sollte etwas Raum lassen (ca. 0,5 - 1 dB), da beim MP3-Konvertieren Overshoots auftreten konnen. Aber das nur am Rande.

Banjo

 

[hilmi01]

Ich glaube, Ihr redet einfach aneinander vorbei. Wenn man nur den Pegel der MP3 hochsetzt, und dann wieder zuruck, ist das Clipping natürlich wieder weg. Wenn in der Wave-Datei vor der MP3-Konvertierung schon Clipping drin war, bekommt man es durch Runterpegeln der MP3 auch nimmer weg, das meinte wohl pico.

Stimmt - hatte ich oben aber auch schon geschrieben:

Anders ist es natürlich, wenn die Quelle, aus der eine MP3 encodiert wurde, bereits clippt. Dann kann dieses clipping nicht mehr aus der MP3 entfernt werden, da es als originäre Klanginformation mitcodiert wurde und eben keine änderbare Steueranweisung ist.

 

[pico]

wenn man den Pegel der Ausgabe im Player, egal ob MP3 oder WAV, erhöht, clippt nicht die Datei, sondern der DA-Wandler in der Soundkarte - wenn das clippen in der Datei ist, kannst Du am Pegel des Players drehen wie Du wills, das clippen wird nicht weniger. So sollte das jetzt verständlich sein...

 

[Jakob]

@Anfangs Thema Clipping und Dieter B.
Edit: sorry die Diskussion ist schon ziemlich wo anderes, aber als Ergänzung zur ersten Seite.

Okay nochmal etwas Theorie hinten ran als Erklärung.
Der Extremfall bei einer Vezerrung ist die Rechteckschwingung.
Sprich die halbe Zeit +max und die andere Hälfte -max.
Der dabei entstehende Klang kann auch als unendlich viele Siunsschwingungen betrachtet werden (Fourie).
Dabei werden von der Grundschwingung aus alle ungeraden Obertöne benötigt.
Für die Praxis heist das: es entstehen extrem hohe Töne (theoretisch bis unendlich). Allerdings werden diese immer leiser.
Siehe auch Wiki - Rechteckschwingung.
Kurz als Querverweis: das ist auch der Grund warum verzerrte Gitarren viel höhenlastiger klingen als unverzerrte.
Praktisch gibt es keine Rechteckschwingung.
Jedoch entsteht beim digitalen Clippen etwas das in diese Richtung geht.
Es findet sozusagen ein "morphing" von einer Sinunsschwingung (stark reduzierte Beschreibung eines musikalischen Tons) zur Rechteckschwingung statt.

Das man sich damit eine Box schrotten kann... hmm hab darüber erlich gesagt noch nie nachgedacht.
Allerdings käme mir das irgendwie komisch vor.
Auf alle Fälle ist die Betrachtung, dass man durchs wegschneiden ja eigentlich nix dazu tun kann nur so teilweise richtig.
Grundsätzlich hast du recht, die Gesamtenergie (besser Leistung) ist weniger als wenn das Signal einfach drüber raus schießen würde.
Allerdings verschiebt sich die Energie in höhere Frequenzbereiche.

Ob man einen Bass allerdings in der Vorstufe oder Endstufe anzerrt drüfte daher grundsätzlich egal sein. Jedoch besitzt die Endstufe sicher Tiefpasscharakter und kann somit ev. als "Schutz" angesehen werden, während nach der Endstufe ja gleich der LS kommt.
Auf der anderen Seite bin ich mir nicht ganz sicher ob diese "Bass-Endstufen" Theorie nicht überhaupt blödsinn ist.
Immerhin sind die hohen frequenzen lange nicht mehr so laut wie der Grundton. Weiters schaden hohe Töne den LS prinizp bedingt nicht wirklich, es wird halt einfach nur nicht wieder gegeben.
Daher zweifle ich diese Theorie sowieso an.

Lg Jakob

 

[pico]

auch wenn wir jetzt immer weiter abtriften - ich behaupte, dass es Rechteck-Signale gibt, dass man diese aus unendlich vielen Sinusschwingungen zusammensetzen kann, ist richtig, aber wenn ich eine Spannung periodisch Ein- und Ausschalte, dann habe ich ein reines Rechteck-Signal. Einzig an den Schaltflanken entstehen Oberwellen, da kein Schalter der Welt in Nullzeit schaltet.

Zurück zu den Lautsprechern, ich habe mir schon öfters Bändchenhochtöner abgeschossen, die reagieren sehr sensibel auf Spannungsspitzen, wie si bei Clipping oder auch ganz banal durch Einschalt-Knacker nicht entstörter Geräte durch Einstrahlung in den Verstärker entstehen. Für die Zerstörung gibt es zwei Gründe: 1. zu hohe Spannungsspitzen und 2. zu lange hohe Spannung (meine vorne Beschriebene Theorie). Die auf eine Folie aufgedampften Leiterbahnen (Spule) können wegen der fehlenden Kühlung, ist ja keine Masse da, die die Wärme Ableiten könnte, lösen sich einfach in Rauch auf... Falls das bei meiner ersten Beschreibung etwas falsch rübergekommen ist, dass da die Tieftöner gemeint wären, dann hab ich das wieder mal ungeschicjkt ausgedrückt - ist manchmal schwer etwas so zu beschreiben, dass es andere auch verstehen

 

[Stifflers_mom]

wer das mit dem Hochtöner zerschießen nicht glaubt, hier eine kurzanleitung:
befeuere deine Box bei aufgedreher Endstufe mit weißem Rauschen auf Normpegel. Bitte nicht direkt vor die Box stellen, damit kann man Kalottenweitschießen machen! und Ohrschutz tragen!

Warum passiert da bei Musiksignalen nichts? normale Musiksignale haben einen sehr starken Höhenabfall, der dem von rosa oder braunem Rauschen entspricht. Bei weißem Rauschen hingegen sind alle Frequenzen gleichstark vertreten, deshalb klingt es für unser Ohr sehr höhenlastig. Die Hochtöner in Boxen sind einfach nicht auf so hohe Energie ausgelegt.