Intersample Peaks – Warum 2 dbTP headroom besser sind!
In diesem Artikel wollen wir erklären, was es mit den Intersample Peaks auf sich hat und warum es besser ist, seinen Streaming Master mit mehr Headroom zu veröffentlichen, als viele annehmen und verbreiten.
Was sind Intersample Peaks?
Intersample Peaks (ISP) sind Peaks im Audiosignal, die auftreten können, wenn das Signal digital aufgezeichnet und verarbeitet wird. Sie treten auf, wenn ein Signal im analogen Bereich unter dem Maximalwert liegt, aber durch die digitale Wandlung oder Konvertierung und Verarbeitung den Maximalwert erreicht oder sogar überschreitet. Dies kann zu einer Verzerrung des Audio-Signals führen, da diese Übersteuerung nicht korrekt wiedergeben kann.
Der Grund für das Auftreten von Intersample-Peaks liegt darin, dass digitale Systeme in bestimmten Zeitabständen Samples des Signals aufnehmen und speichern. Die Abtastwerte oder Samplereate stellen nicht das exakte analoge Signal dar, sondern sind eine diskrete Näherung des Signals. Je höher also die Abtastrate ist umso ähnlicher wird das digitale dem analogen Signal. Daher können Intersample Peaks auftreten, wenn das Signal zwischen zwei aufeinander folgenden Samples einen Spitzenwert erreicht.
Wie erkennt man Intersample Peaks?
Intersample Peaks können auf verschiedene Weise erkannt und ausgemacht werden:
Visualisierung: Eine Möglichkeit, Intersample Peaks zu erkennen, ist die visuelle Analyse des Audiosignals in einem Audio-Editor. Hierbei können Peaks, die den Maximalwert des digitalen Signals überschreiten, sichtbar gemacht werden. Oft erkennt man dies schon an den starken Spitzen innerhalb einer Waveform.
Metering: Intersample Peaks können auch durch Metering Tools erkannt werden, die das Signal in Echtzeit überwachen und anzeigen, ob Peaks den Maximalwert des digitalen Signals überschreiten. Diese Metering-Tools können in DAWs (Digital Audio Workstations) oder als separate Plug-Ins verwendet werden.
Gehör: Intersample Peaks können manchmal auch durch das Gehör erkannt werden, da sie zu Verzerrungen und einem unsauberen Klang führen können. Wenn das Audiosignal beim Abspielen Verzerrungen aufweist, kann dies ein Hinweis auf Intersample Peaks sein.
Wie vermeidet man Intersample Peaks?
Um Intersample-Peaks zu vermeiden, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden:
Einsatz von Limitern: Ein Limiter ist ein Effekt, der den Signalpegel begrenzt und so Übersteuerungen verhindert. Sie können einen Limiter auf den Masterbus oder auf kritische Kanäle oder Gruppen anwenden, um sicherzustellen, dass das Signal innerhalb der Grenzen bleibt.
Verwendung von Kompression: Kompression kann helfen, das Signal zu kontrollieren und Pegelspitzen zu reduzieren. Durch die Verringerung des Unterschieds zwischen lauten und leisen Passagen des Signals kann die Wahrscheinlichkeit von Intersample-Peaks verringert werden.
Erhöhung des Headrooms: Der Headroom ist der Abstand zwischen dem höchsten Pegel im Signal und dem maximalen Pegel, den das digitale Signal erreichen kann. Durch die Erhöhung des Headrooms wird das Signal vor Übersteuerung geschützt und Intersample-Peaks vermieden.
Verwendung von Dithering: Dithering ist ein Prozess, bei dem dem Signal ein kleines Rauschen hinzugefügt wird, um Quantisierungsfehler zu reduzieren. Durch das Hinzufügen von Rauschen wird das Signal effektiv „geglättet“, was die Wahrscheinlichkeit von Intersample Peaks verringern kann.
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Wie wirkt sich die Konvertierung in ein anderes Audioformat auf intersample Peaks aus?
Es ist üblich, dass Streaming-Plattformen wie Spotify, Amazon Music, Itunes etc. Songs nach dem Hochladen in verschiedene, teilweise verlustbehaftete Formate konvertieren, um trotz langsamer Internetverbindung eine ruckelfreie Wiedergabe zu gewährleisten. Die Konvertierung in ein anderes Audioformat kann sich auf die Intersample-Peaks auswirken.
Wenn das Ziel-Audioformat eine geringere Auflösung als das Quell-Audioformat hat, kann dies dazu führen, dass Intersample-Peaks verstärkt werden oder neue Peaks entstehen. Der Grund dafür ist, dass die Verringerung der Auflösung eine Verringerung der Genauigkeit der digitalen Approximation des Audiosignals bedeutet, was dazu führen kann, dass Peaks über dem Maximalwert auftreten. Je lauter ein Titel ist, desto mehr unerwünschte Pegelspitzen können bei der Konvertierung in eine niedrigere Auflösung auftreten.
Andererseits kann die Konvertierung in ein höheres Audioformat dazu beitragen, Intersample-Peaks zu reduzieren oder zu eliminieren. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Erhöhung der Auflösung eine genauere digitale Approximation des Audiosignals ermöglicht, wodurch Intersample-Peaks reduziert oder ganz eliminiert werden können.Es ist jedoch zu beachten, dass die Konvertierung in ein anderes Audioformat auch andere Auswirkungen auf den Klang haben kann, wie z.B. Dynamikverlust oder Verzerrungen.
Es ist daher wichtig, dass die Konvertierung sorgfältig durchgeführt wird und dass das Ziel-Audioformat für den beabsichtigten Zweck geeignet ist.
Warum 2dbTP Headroom sinnvoll sind
Durch die oben beschriebene Konvertrierung können Pegelspitzen bis 2 dB entstehen. Dies kann bei der anschließenden Wiedergabe zu wahrnehmbaren unmusikalischen Verzerrungen und Artefakten führen. Wer also auf Nummer sicher gehen will, entscheidet sich für den koservativen, klanglich besten Weg und lässt 2 dB True Peak-Headroom bevor er seinen Song an die Streaminganbieter sendet.
So sagt Bob Katz dazu:
Der Opus Codec von You Tube hat eine noch niedrigere Bitrate als Spotify. Bei der Verwendung von unverfälschtem, von mir abgemischtem Material bin ich definitiv zu dem Schluss gekommen, dass es eine sehr schlechte Idee ist, -1 dBTP auf der PCM-Seite (vor der verlustbehafteten Kodierung) zu überschreiten. Die Überschwinger klingen nicht schön. Offensichtlich wäre ein Wert von 2 konservativer, aber selbst bei der besten akustisch-elektrischen Musikaufnahme fand ich, dass sich die Verbesserung nicht lohnt. Das heißt, bei Material, das gelegentlich natürliche kurze Spitzen aufweist. Ich habe kein Material getestet, das stark bearbeitet wurde und viele aufeinanderfolgende Spitzen aufweist.
Wir können also daraus schließen, dass bei kurzen Pegelspitzen auch 1 dBTP Headroom ausreichen sein können, ohne das hörbare Verzerrungen entstehen. Wer aber auf nimmer sicher gehen möchte, bleibt bei 2 dBTP Headroom. Selbst Spotify empfiehlt dies in seinen Richtlinien.
Wie gehen Streaming-Dienste mit Intersample Peaks um?
Streaming-Dienste haben in der Regel spezielle Richtlinien und Empfehlungen für die Formatierung von Audioinhalten, um sicherzustellen, dass sie auf ihren Plattformen gut klingen und gleichzeitig die Lautheit der Musik auf ein angemessenes Niveau begrenzen. In Bezug auf Intersample Peaks können Streaming-Dienste unterschiedliche Ansätze verfolgen:
Limiter: Einige Streaming-Dienste wenden beim Hochladen von Audioinhalten automatisch einen Limiter an, um den Signalpegel zu kontrollieren und Intersample Peaks zu vermeiden.
Normalisierung: Andere Streaming-Dienste wenden eine Normalisierung auf den Audioinhalt an, um sicherzustellen, dass der gesamte Inhalt mit einer konsistenten Lautheit wiedergegeben wird, ohne die Lautheit zu erhöhen oder Intersample-Peaks zu verursachen.
Dynamische Anpassung: Einige Streaming-Dienste verwenden dynamische Anpassungsalgorithmen, um die Lautheit von Songs während des Streamings so anzupassen, dass sie im Vergleich zu anderen Songs auf der Plattform auf einem ähnlichen Lautheitsniveau bleiben. Dies kann auch zur Vermeidung von Intersample-Peaks beitragen.
Wichtig ist, dass die spezifischen Anforderungen und Richtlinien für Intersample Peaks von Streaming-Dienst zu Streaming-Dienst variieren können. Es ist daher ratsam, sich mit den spezifischen Anforderungen und Empfehlungen des jeweiligen Streaming-Dienstes vertraut zu machen, um sicherzustellen, dass die Audioinhalte korrekt formatiert und optimiert sind, um eine optimale Wiedergabequalität auf der Plattform zu erzielen.
Welche Audio-Codecs verwenden die Streaming-Dienste?
Die meisten Streaming-Dienste verwenden verschiedene Audio-Codecs, abhängig von der Art des Inhalts und der Plattform, auf der er gestreamt wird. Einige der gebräuchlichsten Audio-Codecs, die von Streaming-Diensten verwendet werden, sind:
AAC (Advanced Audio Coding): AAC ist ein verlustbehafteter Audiocodec, der eine hohe Tonqualität bei niedriger Datenrate bietet. Es ist ein weit verbreiteter Codec, der von vielen Streaming-Diensten wie Apple Music, Spotify und YouTube verwendet wird. AAC bietet eine bessere Klangqualität als ältere Codecs wie MP3 bei gleicher oder sogar geringerer Bitrate. Dies liegt daran, dass AAC eine fortschrittlichere Komprimierungstechnologie verwendet, die eine bessere Klangqualität bei geringerer Dateigröße ermöglicht. AAC kann auch eine höhere Abtastrate und eine größere Anzahl von Kanälen als MP3 unterstützen.
Ein weiterer Vorteil von AAC ist die Unterstützung einer Vielzahl von Audiofunktionen, einschließlich hoher Frequenzen, variabler Bitraten und Mehrkanal-Audio. Dies macht es zu einem idealen Codec für Musik-Streaming-Dienste wie Apple Music, Spotify und YouTube. AAC kann in verschiedenen Formaten gespeichert werden, zum Beispiel im MP4-Datei-Container-Format oder als eigenständiges AAC-Dateiformat gespeichert werden. Es ist außerdem mit den meisten modernen Audioplayern kompatibel, einschließlich mobiler Geräte und Computer.
Zusammenfassend bietet AAC eine hohe Klangqualität bei niedriger Datenrate, unterstützt eine Vielzahl von Audiofunktionen und ist mit den meisten modernen Audioplayern kompatibel.
MP3 (MPEG Audio Layer 3): MP3 ist ein verlustbehafteter Audiocodec, der seit vielen Jahren in der Musikindustrie verwendet wird. Obwohl die Qualität bei hohen Bitraten gut ist, kann sie bei niedrigeren Bitraten schlechter sein. MP3 wird nach wie vor von vielen Streaming-Diensten wie Amazon Music und Tidal verwendet.
FLAC (Free Lossless Audio Codec): FLAC ist ein verlustfreier Audiocodec, der eine bessere Klangqualität bietet als verlustbehaftete Codecs. als verlustbehaftete Codecs wie AAC und MP3. Allerdings ist die Datei größer und benötigt daher mehr Bandbreite. FLAC wird von einigen Streaming-Diensten wie Tidal und Qobuz verwendet.
Ogg Vorbis: Ogg Vorbis ist ein verlustbehafteter Audiocodec, der von einigen Streaming-Diensten wie Spotify und Deezer verwendet wird. Er bietet eine gute Klangqualität bei geringerer Datenrate als MP3. Ogg Vorbis ist ein verlustbehafteter Audio-Codec, der als freie Alternative zu proprietären Codecs wie MP3 entwickelt wurde. Es wurde vom Team der Xiph.Org Foundation entwickelt und ist ein Open-Source-Format, das unter der BSD-Lizenz veröffentlicht.
Im Vergleich zu anderen verlustbehafteten Audiocodecs bietet Ogg Vorbis eine bessere Klangqualität bei geringerer Datenrate. Es verwendet eine fortschrittliche Kompressionsmethode, die als „psychoakustisches Modell“ bezeichnet wird und es ermöglicht, unnötige Audiodaten zu entfernen, die für das menschliche Ohr nicht hörbar sind. Dadurch kann es eine höhere Kompressionsrate als andere Codecs erreichen, ohne dabei an Klangqualität einzubüßen.
Ein weiterer Vorteil von Ogg Vorbis ist sein offener Charakter, der es jedem ermöglicht, den Codec in Software und Hardware zu implementieren und zu verwenden, ohne Lizenzgebühren zahlen zu müssen. Außerdem unterstützt es mehrere Audiokanäle und kann in verschiedenen Abtastraten und Bitraten kodiert werden.
Das Ogg Container-Format wird normalerweise zum Speichern von Ogg Vorbis-Dateien verwendet, kann aber auch andere Formate wie VorbisComment-Metadaten und Videos enthalten. Obwohl Ogg Vorbis nicht so weit verbreitet ist wie andere Codecs wie MP3 und AAC, wird es von einigen Online-Musik-Streaming-Diensten wie Bandcamp und Jamendo sowie von einigen Open-Source-Media-Playern wie VLC und Audacity unterstützt.
Zusammenfassend bietet Ogg Vorbis eine hohe Klangqualität bei niedriger Datenrate, ist ein offenes Format und unterstützt mehrere Kanäle sowie verschiedene Abtastraten und Bitraten.
OPUS:
Opus ist ein Audio-Codec, der zur effizienten Komprimierung digitaler Audiodaten entwickelt wurde. Er wird unter anderem von YouTube, Whatsapp und anderen Diensten verwendet, da er trotz niedriger Bitraten eine hohe Qualität unterstützt. Es handelt sich jedoch um einen verlustbehafteten Codec.
Welcher Audiocodec hat die größten Intersample-Peaks?
Es gibt keine spezifischen Audiocodecs, die generell größere Intersample-Peaks erzeugen als andere. Intersample-Peaks können durch viele Faktoren verursacht werden, einschließlich der Art des Audiosignals, der Signalverarbeitung durch Geräte oder Software und des maximalen Signalpegels.
Einige verlustbehaftete Audiocodecs wie MP3 und AAC können Intersample-Peaks erzeugen, wenn sie mit hohen Kompressionsraten verwendet werden, um eine geringere Dateigröße zu erreichen. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn der Audioinhalt vor der Komprimierung eine hohe Lautheit aufweist.
Es ist jedoch zu beachten, dass Intersample-Peaks auch bei verlustfreien Audiocodecs wie FLAC oder WAV auftreten können, wenn der maximale Pegel des Signals die Peak-Limitierung eines Wiedergabegeräts oder -systems überschreitet. Daher ist es wichtig, bei der Erstellung und Bearbeitung von Audioinhalten auf eine geeignete Signalverarbeitung und Pegelkontrolle zu achten, unabhängig vom verwendeten Audio-Codec.
Wird bei Streaming-Diensten das Audio zuerst in ein anderes Format konvertiert und dann normalisiert oder umgekehrt?
Die genaue Reihenfolge der Signalverarbeitung bei Streaming-Diensten kann variieren, da dies von der spezifischen Implementierung des Dienstes abhängt. Es ist jedoch üblich, dass die Signalverarbeitung in mehreren Schritten erfolgt, wobei in der Regel zuerst konvertiert und dann und erst bei der Wiederbabe normalisiert wird.
Zuerst wird das Audiosignal in das von der Streaming-Plattform bevorzugte Audioformat konvertiert. Dies kann je nach Streaming-Dienst unterschiedlich sein und reicht von verlustbehafteten Codecs wie AAC und MP3 bis hin zu verlustfreien Codecs wie FLAC und WAV.
Nach der Konvertierung wird das Audio normalisiert, um sicherzustellen, dass der Signalpegel innerhalb eines bestimmten Bereichs bleibt, um mögliche Übersteuerungen oder Verzerrungen zu vermeiden. Die Normalisierung kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. durch Anpassung der Gesamtlautstärke oder durch Anwendung von Spitzenpegelbegrenzern.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass dies von Streaming-Dienst zu Streaming-Dienst variieren kann und dass einige Dienste möglicherweise weitere Signalverarbeitungsschritte durchführen, bevor das Audio konvertiert und normalisiert wird.
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