Verluftbehaftete Audiokomprimierung mit maximaler Qualität

[robbitop]

Viele Leute wünschen sich mit möglichst niedrigen Bitraten ein möglichst gutes Musikerlebnis. Der Hintergrund in diesem Fall ist jedoch ein anderer:

Ein Freund von mir und meine Wenigkeit diskutierten letzte Woche über die neuen HD-Audiocodecs, die auf Blurays sind. Diese liegen verlustfrei komprimiert auf dem Datenträger vor. Entsprechend sind auch die geforderten Bitraten. Zwischen 18 und 25 Mbit/s für Audio!

Mein Standpunkt: Was für eine Verschwendung! Das ist ja mehr Bitrate als für das Bildmaterial + Tonmaterial einer Video-DVD!
Der Standpunkt meines Gegenübers: Verlustbehaftete Komprimierung ist ggü. verlustfreier Komprimierung im Hörerlebnis unterlegen und er würde das auch hören.

Ich hingegen denke, dass mit einer hohen Bitrate und einem effizienten Codec auch bei einem Bruchteil der Bitrate kein Unterschied hörbar sein wird. Im Hinterkopf hatte ich noch den Test aus einer c't, bei dem Audiomaterial verglichen wurde. Die Testkandidaten waren MP3 und unkomprimiertes Material von einer CD. Die Musikanlagen und die Raumakustik waren IIRC auch state-of-the-art. Ergebnis war, dass die Probanden nicht zuverlässig den Unterschied heraushören konnten.

Daraufhin haben wir uns gedacht, dass wir das nachstellen wollen. Nach meinen Bedingungen:

- hohe Bitraten (>320 kbit/s)
- bester lossy codec
- bester Encoder und Presets
- 10 Titel von verschiedensten Audio-CDs, die per Zufall eingespielt werden
- Blindtest - Erkennungsrate muss >50% sein, damit der Zufall möglichst eingegrenzt werden kann

Das Testsystem ist ein Onkyo 607 mit Canton Ergo 902 Lautsprechern. Das Quellmaterial wird per HTPC über HDMI im "Pure Audio Mode" zugespielt.

Nun möchte ich von euch wissen:

- was ist der am geeignetste Codec für diesen Fall? (bestes Hörerlebnis bei hohen Bitraten)
- welche Bitrate
- welcher Encoder (konkretes Tool)
- welche Settings?

Ich möchte die Wette natürlich gewinnen, also zähle ich auf eure Hilfe :D

[Gast]

schau dich mal bei hydrogenaudio.org um. da wurde genau das schon vor jahren regelmäßig durchexerziert, die haben da sicher auch noch ein paar blind test tools verlinkt. ergebnis war auf jeden fall, dass schon bei lame alt-preset standard (~200kbps mp3) niemand mehr eindeutig zwischen original und mp3 unterscheiden konnte.
bei niedrigeren bitraten konnte man die samples zwar unterscheiden, aber nicht beurteilen was das original, und was komprimiert war.
bester codec für hohe bitraten war damals mpc, das wird aber soweit ich weiß schon seit jahren nicht mehr gepflegt, bin nich so auf dem neuesten stand. bei rarewares.org konnte man sich auf jeden fall immer die aktuellsten encoder für jedes format runterladen. ;)

[Pinoccio]

- Blindtest - Erkennungsrate muss >50% sein, damit der Zufall möglichst eingegrenzt werden kannSignifikant (http://de.wikipedia.org/wiki/Statistische_Signifikanz) über 50%. (z. B. bei 20 Songs ab 14 Treffern etwa.)

mfg

[Der HeinZ]

Welches Format hat den bitte 18 bis 25 Mbits? sogar zehn Kanäle in CD Qualität unkomprimiert hätten gerade mal 7,1 MBit. muss mal durchrechnen... Rein rechnerisch komm ich da ja auf mindestens 96Kbit/24Bit/8 kanal Sound.... 18432 kb/s.
Nurmal zum Vergleich ein mehr als ausreichender Mp3 mehrspurton würde maximal 2560 kb/s einnehmen, und dann hab ich ihn jede einzelne Spur mit 320 kb/aufnehmen lassen. 1280 kb/s wären es bei 160 Kb/pro kanal.
Bööööööh das braucht doch kein Mensch auf dieser Erde!
Also ab 320/256 KB/s bei STEREO hört man auch bei einem qualitativ schlechterem encoder kaum einen Unterschied mehr, von einem guten ganz zu schweigen.
Ich bin der Meinung, bei richtigen/hohen einstellungen dürfte auch das acoustic Model von mp3 Lame in aktueller Version ausreichend sein. Ich habe Musik früher ausschließlich über Kopfhörer arrangiert und gehört. Und selbst dabei war für mich der Unterschied nicht feststellbar.
Decoder war bei mir der Mad - Decoder, der auch dithered-16/24/32Bit Ausgabe unterstützt und in gleicher form auch im Mediaplayer paket K-lite im fftdshow enthalten ist.
Nur das Spectogramm am Monitor hat mir den Unterschied verraten, und das war schon schwer zu erkennen. Allerdings, gerade bei mp3 können künstlich verzerrte/übersteuerte Töne verräterisch sein, daher mach immer selbst eine hör probe.
Um sicher zu gehen benutze einen guten AAC Codec oder eben einen OGG. beide haben bei mir ergeben, das sie unter diesen hohen Bitraten, welche du angibst, locker reichen sollten um das klangerlebniss von einer unkomprimierten Wavedatei zu erreichen. Selbst auf dem Spectogramm sehe ich da erst bei einem FFT von 32768 überhaupt irgendwelche unterschiede sichtbar, die aber da durch das Acoustic Model vom Ohr nicht erkennbar sind.

Also dein Freund hat recht, verlustunbehaftete komprimierung ist der richtigen verlustbehafteten komprimierung auf jedenfall überlegen, allerdings nicht unbedingt im klang und schon garnicht in der Bitrate, die würde ich immer in die Videoqualität investieren.
Umso größer der Fernsehen um so schlimmer sehe ich Artefakte, bei Ton gibts bei mir ab einer bestimmten Grenze einfach keine möglichkeit mehr, diese weiter aufzuwerten oder zu differenzieren, vorallem da man Musik fast nur subjektiv "bewerten" kann.
Bei allem Respekt.. deinem Freund glaube ich nicht das er die Musik/Geräusche wirklich unterscheiden kann, denn grob gesagt ist die limitation sein Ohr mit seinen bis 20khz und knapp bis 40000 Dynamikstimmen, und nicht der Codec (wenn es ein guter ist)

Sei bitte auch fair und gebe ihm Musikmaterial, bei dem man den Unterschied sofort erkennen müßte. Das können live-aufnahmen sein, da das laute Publikum ähnliche probleme wie lautes rauschen für den Codec bedeutet, und da wird bei einfachen codecs gerne gekillt.

[Rechner-Tester]

Es sind "nur" 13,95 Mbit/s für die Tonspuren (http://de.wikipedia.org/wiki/Blu-ray_Disc#Technik) die ausserdem ja auch jeweils bis zu 8 Kanäle enthalten.
Verschwendung find ich das persönlich eigentlich nicht. Verlustbehaftet ist nun mal irreversibel,
kommt als nicht zum archivieren in Frage und behindert den technischen Fortschritt.
(viele neue Player können z.B auch mit AAC und Vorbis umgehen. Beide sind wesentlich effizenter als MP3. Bei einer verlustfreien Musiksammlung kann ich alle paar Jahre umcodieren und Nutzen aus neueren Formaten ziehen.)

Das es ab einer gewissen Bitrate immer schwerer bis unmöglich wird Unterschiede zu hören ist unbestritten. Eine exakte Aussage wo die Grenze liegt ist aber unmöglich das hängt ab vom Quellmaterial (Sprache, Pop, Rock, Klassik, ...), Codec, Encoder und dessen Einstellungen, Abspielequipment und Hörer.

Als lossy Codecs kommen in Frage: MP3, AAC, Vorbis. Die beiden letzteren können auch mehr als zwei Kanäle.
Settings und Bitrate: So lange spielen bis man die persönliche Grenze gefunden hat an der man keinen Unterschied mehr hört. Das ist ein Haufen Arbeit.
Oder man erschlägt das Problem gleich mit der maximalen Bitrate. Nur dann ist der ganze Test überflüssig.


Gruß

Rechner-Tester

[Klingone mit Klampfe]

mp3, LAME, VBR mit v0 (VBR) oder -b 320 (CBR)

Das ist in 99% der Fälle transparent. Noch höhere Bitraten anzusetzen ist absurd und führt nur zu Placebo-Effekten - verlustfreier wird's tatsächlich nur mit verlustfreien Methoden (FLAC, WavPack).

http://wiki.hydrogenaudio.org/index.php?title=Lame#Recommended_encoder_settings

Die haben auch ein Forum für Hörtests: http://www.hydrogenaudio.org/forums/index.php?showforum=40

[Phantom1]

Ein Freund von mir und meine Wenigkeit diskutierten letzte Woche über die neuen HD-Audiocodecs, die auf Blurays sind. Diese liegen verlustfrei komprimiert auf dem Datenträger vor. Entsprechend sind auch die geforderten Bitraten. Zwischen 18 und 25 Mbit/s für Audio!
DTS HD und DolbyTruHD sind verlustfrei komprimiert so um die 5mbit/s, es gibt auch auch filme bei denen der ton unkomprimiert (pcm) gespeichert ist, nur dann sind es um die 15mbit/s

[robbitop]

DTS HD und DolbyTruHD sind verlustfrei komprimiert so um die 5mbit/s, es gibt auch auch filme bei denen der ton unkomprimiert (pcm) gespeichert ist, nur dann sind es um die 15mbit/s


DTS-HD Master Audio deckt 18 Mbit/s auf HD-DVD und 24,5 Mbit/s auf Blu-ray Discs ab. Mit DTS-HD Master Audio wird eine verlustfreie Kompression angewendet, die es ermöglicht das Sound-Master des Kinofilmes exakt wiedergeben zu können, was beim vorherigen DTS wegen der zu hohen Bandbreite des Sound-Masters nicht möglich war. Dies ist das Gegenstück zu Dolby TrueHD.
Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/DTS-HD

[Gast]

Das ist aber nur die theoretisch maximale Bitrate. Um auf diese Datenraten zu kommen bräuchtest du wohl 8 Kanäle mit 24bit/192kHz.

In der Praxis bekommst verlustfreies DTS-HD mit irgendwas um die 5MBit/s und 6 Kanälen.

Im Verhältnis zur DVD ist das zwar immer noch verschwenderisch, aber weit von über 20MBit/s

[Der HeinZ]

24 Mbit/s pro sekunde würde ein Format 96khz/32Bit/8Kanal oder 192khz/16Bit/8Kanal erzeugen, das kommt niemals zur Anwendung. Es ist absolut verschwenderisch.
96Khz abtastrate bedeutet 48Khz hörbarer Bereich(von dem der Mensch nur 20khz hört),32 Bit bedeutet 4294967296 Dynamikstufen (von denen der Mensch um die 40000 wahrnimmt)
Na wenn das kein Overkill ist. Die aus meiner sicht überflüssigen 19 Mbit/s kann man da doch besser ins Bild investieren.
Mit ordentlicherlicher verlustfreier Komprimierung lässt sich das natürlich noch ein paar Byte drücken, macht natürlich sinn, da nicht jede Scene die volle Bandbreite erfordert, wir haben ja in Filmen auch dynamisch schwache Scenen.
Einzig das 8 Kanal Setup find ich gut, und das könnte man ja auch noch erweitern zur besseren Ortung der Töne, hier kann man noch aufstocken, aber irgendwann ist da dann auch die Grenze erreicht.
Gruss Matthias