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Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser

Es gibt eine einfache Methode zur Überprüfung, ob digital überspielte Audiodaten mit den originalen übereinstimmen: den so genannten Nulltest.

Dabei legt man die originalen und die kopierten Audiodaten in einer DAW auf parallele Spuren. Dabei ist genau darauf zu achten, dass sie 100%ig samplegenau (zeitgleich) auf der Zeitachse liegen. Bei einer digitalen Kopie ohne Bearbeitung ist das leicht, indem man die vertikale Ausdehnung der Wellenformdarstellung extrem zoomt, sodass die einzelnen Samples in Balkenform sichtbar werden. An der Wellenformdarstellung kann man genau erkennen, ob die Daten samplegenau synchron liegen. Dann invertiert man auf einer der beiden Spuren die Phase (Polarität) und spielt die Mischung aus beiden Spuren ab. Sofern die Kopie mit dem Original 100%ig identisch ist, sollte absolut nichts zu hören sein.

Dieser Test könnte von Nutzen sein, wenn man daran zweifelt, ob die CD aus dem Presswerk genauso klingt, wie das abgelieferte Master. So etwas kann (praktisch in seltenen Fällen) vorkommen, wenn das Presswerk z. B. das Glasmaster (möglicherweise aus Zeitgründen) in hoher Geschwindigkeit erstellt und/oder die als Master eingeschickte CD aufgrund schlechter Brennqualität bei einer Kopie in hoher Geschwindigkeit Lesefehler verursacht.

Egal wie unwahrscheinlich so etwas ist – der Nulltest wird jeden noch verbleibenden Verdacht aus der Welt schaffen, wenn man beim Nulltest absolut nichts hört.

Mehr praktischen Nutzen ...

... bringt ein Nulltest, wenn man das Testprinzip z. B. für das Prüfen der Übertragungsgenauigkeit von Audiodaten in einer Verkettung digitaler Geräte anwendet. Hierbei können durch Jitter oder durch Timing- bzw. Framing-Fehler anderen Ursprungs verursachte Verzerrungen, Klangverfärbungen, Rauschen oder andere Beeinträchtigungen der Daten am Ende der Signalkette stattfinden, die man durch einen Nulltest gut erkennen kann. Demgegenüber wäre ein einfacher A/B-Hörvergleich der Audiodaten anstrengender und anfälliger für Fehleinschätzungen.

Eine noch andere Anwendung könnte darin bestehen, den Effekt einer Klangbearbeitung aus der Perspektive der Differenz zwischen ursprünglicher und bearbeiteter Version hörbar zu machen. Viele PlugIns (z. B. Denoiser oder FFT-Filter) bieten zwar neben dem Standby die Funktion "Invers", wobei der aus dem Audiomaterial "herausoperierte" Anteil angehört werden kann. Aber diese Funktion gibt nur einen Teil der Wahrheit wieder!

Als Beispiel habe ich auf diese Weise mal die hohe Störfrequenz isoliert, die beim Mastern aus dem Beispiel "Pop" (siehe hier im Downloads-Bereich) entfernt wurde. Bei der ungemasterten Version wurde diese Frequenz bei ca. 16 kHz identifiziert und war trotz radikaler Filterung in einem FFT-Filter mit der Funktion "Invers" kaum wahrnehmbar. Ein 16 kHz-Ton ist für viele Menschen, wenn überhaupt, kaum noch als Ton mit einer klar erkennbaren Tonhöhe erkennbar.

Nach der Bearbeitung zeigte das Spektrogramm eine vollständige Beseitigung der Störfrequenz, während klanglich so gut wie kein Unterschied zwischen bearbeiteter und unbearbeiteter Fassung wahrnehmbar war.

Interessant ist nun aber, was der Nulltest zwischen beiden Versionen ergeben hat:
Das dabei wahrgenommene Differenzsignal erreicht einen Pegel von ca. -45 dBFS und es erklingt darin (sehr leise) ein Pfeifton, dessen Tonhöhe bei etwa 2.667 Hz liegt.

Hinweis: Sie müssen Ihr Abhörsystem extrem laut einstellen oder den Pegel der Audiodatei extrem anheben, um das Differenzsignal deutlich wahrnehmen zu können! Außerdem sollten Sie dazu ein möglichst hochwertiges Abhörsystem verwenden (DAC, Monitore). Auch spielen Samplerate-Konvertierungen und damit eventuell verbundene Verzerrungen/Interferenzen eine wesentliche Rolle für die Wahrnehmbarkeit des hier beschriebenen Phänomens.

Betrachtet man die Wellenform des Signals, dann sieht man auch ein Pulsieren in der (hörbaren) Frequenz zwischen 2.660 und 2.670 Hz (asynchron auf linkem und rechten Kanal). Ein Wellendurchgang in dieser Frequenz bei einer Samplerate von 44,1 kHz besteht aus durchschnittlich ca. 16,56 Samples (siehe markierter Bereich aus 17 Samples). Ein Wellendurchgang eines 16 kHz-Tons besteht bei 44,1 kHz Samplerate wiederum aus durchschnittlich nur 2,76 Samples. (Kein Wunder also, dass man auch mit fitten Ohren so einen Ton bei dieser Samplerate kaum noch als Ton identifizieren kann.)

Dass darüber hinaus in der Nulltest-Datei über das gesamte Frequenzspektrum hinweg noch der Mix (das eigentliche Nutzsignal) sehr leise wahrnehmbar ist, liegt an geringfügigen Pegelunterschieden in der 2. Stelle hinterm Komma zwischen beiden im Nulltest aneinandergelegten Versionen. Die Pegel mussten dafür ohnehin etwas angeglichen werden (+0,8 dBFS für die bearbeitete Fassung).

An diesem Beispiel wird deutlich, welche Veränderungen eine Bearbeitung auch durch hochwertige PlugIns am Klang bewirken können, die vom "Invers"-Signal des PlugIns nicht dargestellt werden. Andererseits zeigt sich damit auch, wie hilfreich ein Nulltest sein kann, um sicher zu gehen, dass z. B. so ein radikaler Eingriff ins Frequenzband keine inakzeptablen Nebenwirkungen mit sich gebracht hat.

© 2013 by W. Fiedler

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