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16 kbit/s reichen für gar nichts

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  1. 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: /mecki78 14.02.22 - 15:11

    16 kbit/s reichen zwar noch aus um Sprache zu verstehen, aber sie klingt trotzdem beschissen bei dieser Bitrate. Selbst mit AAC HE braucht man mindestens 32 kbit/s um bei reiner Sprache nicht ständig Kompressionsartefakte zu hören.

    Und ja, AAC HE, weil AAC HEv2 bringt hier gar nichts. AAC HEv2 ist einfach nur AAC HE erweitert um ein Verfahren, das ausschließlich dabei hilft, Stereo-Ton mit weniger Verlusten zu komprimieren. Bei einem Mono-Sprachsignal kommt das aber überhaupt nicht zum Einsatz. Und wenn man das Verfahren nicht nutzt, dann hat man nur AAC HE, selbst dann wenn der Stream was anderes sagt, weil dann erhält man genau das gleiche Signal, das ein AAC HE Encoder erzeugt hätte.

    /Mecki

  2. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: kuef 14.02.22 - 17:30

    Das ist richtig. Bei niedrigen Bitraten "downgraded" AAC HE v2 automatisch und letztlich bleibt bei sehr niedrigen Bitraten tatsächlich nur noch AAC übrig.

    Es ist auch garnicht die Frage ob das nun "gut" klingt wenn man einen Kanal mit 16 kbit/s realisiert. Natürlich klingt das dann nicht mehr gut, aber das soll und muss es auch nicht unbedingt. Die Abwägung ist eher ob es ausreicht und Sinn macht. Wenn ich in einem Ensemble noch Platz habe um zum Beispiel ein Programm mit 64 kbit/s zu realisieren, dann kann das für Musik schon recht knapp sein. Gleichwohl ist es möglich und je nach Musik, Anspruch, Empfangsgerät und Nutzern kann die Entscheidung fallen, dann eben ein Vollprogramm mit 64 kbit/s zu realisieren. Aber man kann eben auch vier Informationsprogramme mit je 16 kbit/s stattdessen realisieren, oder zwei mit 32 kbit/s. Das lässt sich auch dynamisch wechseln. Nachts kann ich eine andere Aufteilung wählen als tagsüber.

    Was hier ausreichend und sinnvoll ist, ist immer eine Abwägung. Natürlich wirkt es knausrig mit so kleinen Datenraten zu hantieren und im Point-to-Point Bereich des Internet würde man meist höhere Datenraten wählen, doch auch die bekommt man nicht wirklich kostenlos. Bei einem DAB+ Sendernetz muss man sich immer vor Augen führen, dass man hier hunderte Quadratkilometer abdeckt und tausende von Empfängern versorgt. Im Zweifel kann man dann mit mehreren Informationskanälen in verschiedenen Sprachen zich tausend Autos informieren, die gerade auf der Autobahn hinter einer Vollsperrung stehen.

    Aber zurück zum Thema: 16 kbit/s sind ein Extrembeispiel. Es wird in Einzelfällen aber tatsächlich genutzt und hat einen nicht zu leugnenden Nutzwert. In der Praxis plant man dennoch, soweit möglich, eher mit höheren Bitraten, auch für Wortprogramme. Gerade wenn diese dauerhaft gehört werden, wirken die 16 kbit/s sonst doch weniger angenehm. Der wirkliche Vorteil von DAB+ ist dabei aber stets, dass man die Freiheit hat kurzfristig Kapazitäten abzuspalten, um neue Informationskanäle zu realisieren. Sei es für Großveranstaltungen, die Reisezeit oder für Katastrophensituationen. Genutzt wird dies zwar noch sehr zurückhaltend, aber das rührt schlichtweg von der immer noch dominierenden UKW-Denkweise her, bei der dies eben technisch unmöglich war und man langwierig zunächst hätte neue Antennenanlagen, neue Sender installieren und neue Frequenzen koordinieren müssen. Nur weil man aber 16 kbit/s für solche besonderen Fälle technisch realisieren kann, heißt das eben genau nicht, dass man das auch unbedingt tun muss.

  3. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: /mecki78 14.02.22 - 18:57

    kuef schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Es ist auch garnicht die Frage ob das nun "gut" klingt

    Wenn man es dauerhaft hören soll, dann irgendwie schon, oder?

    Ich hatte das hier nur gepostet, weil ich in letzter Zeit viel mit AAC experimentiert habe und heraus finden wollte, wie niedrig man wirklich gehen kann. Zum einen war ich erstaunt wie brauchbar selbst Stereomusik noch bei 32 kbit/s mit AAC HEv2 klingt - und ja, man hört den Unterschied zu AAC HE und AAC deutlich - zum anderen war ich dann aber auch überrascht wie rapide die Qualität dann unterhalb von 32 kbit/s fällt.

    Man sollte meinen, wenn Stereo Musik, 44,1 kHz, mit 32 kbit/s zwar nicht ansatzweise gut aber noch erträglich klingt, dann müsste doch reinen Sprache auch bei viel niedrigeren Bitraten noch gut klingen. Zum einen ist das nur mono, zum anderen braucht das gar nicht so hohe Frequenzen, da würden schon 16 kHz oder sogar 8 kHz ausreichen. Aber Pustekuchen. Denn durch Mono fällt sowieso HEv2 weg und dann ist mir aufgefallen, wenn ich die Samplingfrequenz z.B. auf 8 kHz reduziere, dann klingen 16 kbit/s schlechter als wenn ich sie bei 44,1 kHz belasse. Und wer meint, letzteres liegt am Encoder, ja, mag sein, aber ich habe sowohl den vom Fraunhofer Institut selber, als auch den von Apple und den von FFMPEG probiert und alle zeigen das gleiche Bild: Sie liefern schlechtere Ergebnisse, wenn ich die Samplingfrequenz vorher reduziere als wenn sie das selber tun (denn natürlich können sie nicht bis 20 kHz retten bei den Bitraten und werfen die hohen Frequenzen zuerst weg).

    Und nur mal so nebenbei: Der Encoder vom Fraunhofer Institut ist bei niedrigen Bitraten qualitativ der beste. Der von Apple liegt erst so ab 64 kbit/s in etwa gleich auf. Dafür hat der von Apple den Vorteil, dass er doppelt so schnell beim Encoding ist und das durch die Bank. Und der von FFMPEG ist der langsamste und qualitativ auch mit Abstand der schlechteste. Erst ab 96 kbit/s liefert der überhaupt brauchbare Ergebnisse.

    Und ich mag da empfindlich für sein, aber mich stören die Kompressionstarifakte von AAC besonders. Ja, eine Telefonverbindung liefert oft nur Frequenzen bis 4 kHz, was noch schlechter klingt, aber sie ist (zumindest bei mir) frei von Artefakten. Ich kann also eher jemanden lange am Telefon zuhören als mir einen Podcast mit 16 kbit/s anhören. Beides klingt bescheiden, aber letzteres kann ich nicht auf Dauer ertragen.

    Interessant ist, dass AAC in meinem Tests viel besser abgeschnitten hat als OGG Vorbis und man aber Vorbis mit niedriger Samplingfrequenz retten kann. Wenn Vorbis zu viele Artefakte hat und man dann statt 44,1 kHz nur noch 22,05 kHz nutzt, dann klingt es auf einmal wieder viel besser. Genau das was ich bei AAC auch erwartet hätte, dort aber nie funktioniert hat. Und von Opus war ich eher enttäuscht. Wenn AAC nicht mehr brauchbar war, dann war es Opus bei gleicher Bitrate. Angeblich soll Opus ja besser ein bei niedriger Bitrate, aber davon habe ich nichts bemerkt. Es hat lediglich andere Kompressionsartefakte, die manche als weniger störend empfinden könnten, weil sie "weicher" daher kommen, aber deswegen klingt es nicht wirklich besser.

    Daher ist aus meiner Sicht AAC aktuell der beste Audiocodec, den wir haben und ist vor allem im hohen Bereich (so ab 160 kbit/s aufwärts) über jeden Zweifel erhaben. Es gibt ein paar Songs, mit den kann ich jeden MP3 Encoder in die Knie zwingen, selbst bei 320 kbit/s. Sie schaffen es da einfach nicht, keine Artefakte zu produzieren. Keine Ahnung was an dem Sound so besonderes ist, aber irgendwie gehen ihnen da immer die Bits aus. VBR AAC hingegen nutzt für die ca. 210 kbit/s und ich kann nichts erkennen. Da ist kein Unterschied zum Original. Und AAC könnte ja sogar noch höher gehen; VBR limitiert nicht die Bitrate nach oben, aber anscheinend ist das gar nicht nötig. Und 210 ist schon extrem. Die meisten Lieder sind schon bei ca. 180 kbit/s komplett transparent. Das also Apple ihre Songs als AAC mit 256 kbit/s vertreibt, ist schon kompletter Overkill.

    /Mecki

  4. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: Teian 14.02.22 - 20:36

    Schonmal den Opus Codes ausprobiert? Der ist IMHO besser als AAC und dazu noch OSS

  5. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: 486dx4-160 14.02.22 - 22:52

    Teian schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Schonmal den Opus Codes ausprobiert? Der ist IMHO besser als AAC und dazu
    > noch OSS

    Opus ist definitiv der derzeit beste Audio-Codec, besonders für niedrige Bitraten und/oder geringe Latenz.

  6. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: kuef 15.02.22 - 06:04

    >> Es ist auch garnicht die Frage ob das nun "gut" klingt
    >Wenn man es dauerhaft hören soll, dann irgendwie schon, oder?

    Vielleicht habe ich es missverständlich ausgedrückt. 16 kbit/s klingen natürlich nicht mehr gut und für dauerhaftes Hören wäre es vermutlich immer zu wenig. Es kommt aber in manchen Ausnahmefällen zum Einsatz bei denen kein dauerhaftes Hören angenommen wird, also reine Informationskanäle die Spracheverständlichkeit, aber keinen guten Klang als Ziel haben. Das kann man vergleichen mit einer Lautsprecherdurchsage. Für Wortprogramme die man durchgehend hört strebt man eher 64 kbit/s.

    Insgesamt kann man sicher sagen: Mehr Datenrate ist bezüglich Klang natürlich immer schöner. DAB+ erlaubt es auch in der Datenrate extrem hoch zu gehen und dann kommen alle Features von AAC HE v2 auch voll zum tragen. Nur wird man das halt selten nutzen, weil es dann eben andere Programme verdrängt oder zusätzliche Frequenzkoordinierung für weitere Ensembles nötig macht.

    Macht man sich aber mal bewusst mit welch niedrigen Datenraten teils bei anderer Sprachübertragung gearbeitet wird im Telefoniebereich, bei Voice- und Videokonferenzlösungen, dann wirken 16 kbit/s garnicht mehr so abwegig. Es kommt hier immer auf die Details an und darauf was man erreichen will. Dass Videokonferenzen gut klingen, würde wohl keiner behaupten, aber es reicht eben aus und ist ein notwendiger und hilfreicher Kompromiss um Datenraten einzusparen. Dennoch sind mit Pandemiebeginn die Datenmengen via Internet explodiert. Insofern ist klar gewesen, dass man auch hier nicht beliebig die Qualität und Datenrate nach oben schrauben darf, sondern man möglichst clevere Kompromisse für möglich niedrige Datenraten suchen muss.

    Gleichzeitig gibt es auch im Bereich von Videokonferenzen Anwendungsfälle die deutlich höhere Datenraten benötigen. "Micdrops" zum Beispiel hat deshalb eine Plattform während Pandemiezeiten aufgebaut um Künstlern die Chance zu geben Interaktive Videokonferenzen mit hoher Klangqualität zu realisieren, weil man hier natürlich nicht gerne für etwas bezahlen will, was dann bei der Übertragung erheblich an Qualität einbüsst und für solche speziellen Fälle macht es ja auch Sinn. Aus dem gleichen Grund werden Programme mit hohem Anspruch bei DAB+ auch mit deutlich höherer Datenrate übertragen. Und dennoch wird es immer auch Hörer geben, die mit ihrem Equipment eine noch höhere Qualität nutzen könnten und nicht zufrieden sind mit dem was angeboten wird. Radio ist hier eben doch ein Massenmedium, bei dem man hohen Aufwand betreiben muss, aber dafür auch eine schier unbegrenzte Menge an Hörern im Empfangsgebiet parallel versorgen kann, allerdings eben immer nur mit dem gleichen Programm. Insofern ist es systembedingt, dass man hier Kompromisse für die große Mehrheit der Hörer anstrebt.

  7. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: Teian 15.02.22 - 10:33

    486dx4-160 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Teian schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Schonmal den Opus Codes ausprobiert? Der ist IMHO besser als AAC und
    > dazu
    > > noch OSS
    >
    > Opus ist definitiv der derzeit beste Audio-Codec, besonders für niedrige
    > Bitraten und/oder geringe Latenz.

    Ist auch mein Empfinden. Aber auch die Bandbreite für die der Codec super Ergebnisse erzielt ist beeindruckend. Die Kombination von Opus (Verlustbehaftete Komprimierung) und FLAC (Verlustfreie Komprimierung) beides Patent & Lizenzfrei sowie OSS ist eine wunderbare Entwicklung für die Gesellschaft

  8. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: WinnieW 15.02.22 - 11:52

    AAC ist schon gut, aber
    es geht hier bei dieser News um DAB+,
    und das bringt bei AAC zwei Einschränkungen

    1. Bei DAB+ wird ausschliesslich AAC mit konstanten Bitraten (CBR) genutzt, keine variablen Bitraten (VBR)

    2. die max. Bitrate für AAC beträgt bei DAB+ 192 kbit/s.

  9. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: /mecki78 16.02.22 - 16:30

    Teian schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Schonmal den Opus Codes ausprobiert?

    Siehe meinen vorherigen Post. Ich zitiere hier nochmal:

    >> Und von Opus war ich eher enttäuscht. Wenn AAC nicht mehr brauchbar war, dann war es Opus bei gleicher Bitrate [auch nicht]. Angeblich soll Opus ja besser ein bei niedriger Bitrate, aber davon habe ich nichts bemerkt. Es hat lediglich andere Kompressionsartefakte, die manche als weniger störend empfinden könnten, weil sie "weicher" daher kommen, aber deswegen klingt es nicht wirklich besser.

    Und bei hohen Bitraten spielt es keine Rolle. Transparent ist transparent.

    /Mecki

  10. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: /mecki78 16.02.22 - 16:41

    WinnieW schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > 1. Bei DAB+ wird ausschliesslich AAC mit konstanten Bitraten (CBR) genutzt,
    > keine variablen Bitraten (VBR)

    In meinen Tests habe ich auch nur CBR genutzt, denn es ging dabei um die Frage, wie viel Bits ich für die Tonspur in einem Video aufwenden muss, wenn das Video als ganzes eine gewisse Bitrate nicht überschreiten soll und das funktioniert nur, wenn wenn beide CBR sind. Denn wäre nur Video CBR, wie sollte dann die Gesambitrate CBR sein, wenn Audio es nicht ist? Und wenn beide VBR sind, dann könnte der Video Encoder zwar die Bits dynamisch zwischen Audio und Video verteilen, nur wem soll er hier den Vorzug geben? Beide wollen natürlich immer möglichst viel Bits bekommen und hier automatisch eine brauchbare Verteilung bekommt kein mir bekannter Encoder hin.

    > 2. die max. Bitrate für AAC beträgt bei DAB+ 192 kbit/s.

    Was im Normalfall für CD Transparenz reicht. Falls es Musik gibt, die bei 192 kbit/s AAC nicht transparent ist, dann habe ich sie noch nicht gefunden oder meine Ohren können sie nicht erfassen. Und wie gesagt, Songs die bei 320 kbit/s MP3 nicht transparent sind, die habe ich bereits gefunden, aber für die hat AAC keine 192 kbit/s gebraucht um transparent zu sein.

    /Mecki

  11. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: /mecki78 16.02.22 - 16:48

    486dx4-160 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Opus ist definitiv der derzeit beste Audio-Codec, besonders für niedrige
    > Bitraten und/oder geringe Latenz.

    Wie ich bereits im zweiten Post hier geschrieben hatte: Ich habe Opus auch probiert und konnte keine Verbesserung zu AAC feststellen. Bei Bitraten bei denen AAC ständig Artefakte hatte, hatte Opus genauso Artefakte und klang kein Stück besser. Opus produziert lediglich andere Artefakte, genauso wie Vorbis andere Artefakte produziert, aber ich empfinde die nicht weniger störend. Und ab dort, wo Opus kaum noch deutlich hörbare Artefakte mehr produzierte, produzierte AAC bei mir auch keine mehr im Test.

    Und AAC hat zwei Vorteile über Opus: Zum einen braucht sowohl der De- als auch den Encoder bei mir viel weniger CPU Zeit als der von Opus. Zum anderen ist AAC auf mobilen Geräten (SmartPhones und vielen Tablets) im Normalfall hardwarebeschleunigt und braucht daher dort fast keine CPU Zeit und nur sehr wenig Batteriestrom. Opus ist nicht, das muss alles die CPU machen und entsprechend viel Strom braucht das dann auch z.B. beim Musik hören.

    Mag sein das Opus einen Vorteil bei der Latenz hat, das spielt aber bei einer Videotonspur genauso wenig eine Rolle wie bei Musikdateien. Das mag eine Rolle spielen, wenn man den Codec für VoIP oder Videotelefonie einsetzt, aber für diesen Einsatzzweck ist AAC ja auch nie ausgelegt worden.

    /Mecki

  12. Re: 16 kbit/s reichen für gar nichts

    Autor: /mecki78 16.02.22 - 16:53

    Teian schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > und dazu noch OSS

    AAC ist auch OSS. Die AAC Implementierung vom Fraunhofer Institut liegt genauso im Quelltext vor wie die von FFMPEG und beide stehen auch unter einer freien Lizenz und können somit auch in eigenen Projekten verwendet werden.

    Ich glaube du meintest hier "frei von Patenten", was aber nichts mit OSS zu tun hat. Closed Source kann genauso frei von Patenten sein wie Open Source von Patenten betroffen sein kann. Das eine hat gar nichts mit dem anderen zu tun.

    /Mecki

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