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Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Grundlagen der Tontechnik, Literatur- und Linktips

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loopbreaker
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Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon loopbreaker » 22.11.2017, 16:43

Hi. Folgende Frage liegt mir schon lange sehr am Herzen, hoffte sie mir selbst beantworten zu können, aber komme nicht wirklich weiter.

Hab von euch gelernt, wenn man die Bittiefe eines Signals reduziert, nimmt das Quantisierungsrauschen zu.
Wenn man von 32bit Float auf 24 bit Fixpoint wandelt auch.

Aber wie ist es, wenn man von 64bit float auf 32bit float konvertiert? da entsteht doch auch Quantisierungsrauschen, oder? (Denke schon da ja gerundet werden muss, dabei ein Signal entsteht und man das wohl Schlussendlich Quantisierungsrauschen nennen wird)

"Muss" man bei 64bit float auf 32bit float auch dithern? (hab aber noch kein Plugin gesehen was das kann // gibt es FloatinPoint Dithering Plugins?)

Mir geht es um theoretisches Verständnis, nicht ob es praktisch relevant ist, wobei:
Mit meinen Cubase8.5 rendere ich "immer" (wenn es sinn macht) in 32bit Float (auflösung der Audio engine)
und nur bei Aufnahmen über den Wandler, verwende ich 24bit Fixpoint b.z.w. Flac. (Die meisten meiner Sounds kommen aus Plugins // hab leider selten die Gelegenheit Jemanden Aufzunehmen, außer mich selbst...)
Jetzt befürchte ich, nach meiner "Logik (ohne Qualitätsverlust rendern)" müsste ich in Cubase 9.5, dann mit 64bitFLOAT Rendern (weil das die Auflösung meiner Cubase 9.5 Audio engine sein wird), was ich aber wahrsch. aus Speichertechnischen Gründen nicht machen werde, auch wenn Cubase es anbieten sollte...

Cubase 9.5 hat jetzt 64bit Signalfluss, options Hackerl...

LG

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Tonzauber
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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon Tonzauber » 22.11.2017, 20:30

Schon das Dithern von 24 auf 16 Bit ist eine eher akademische Übung (ja, ok, Verzerrungen bei Fade in/out zu Digital 0 bei ~-90dBfs wären denkbar)
bei 32 Bit zappelt das least significant bit bei theoretischen - 192dBfs herum.... Da hast du zumindest 60dB analoges Rauschen drüber wenn Du einen guten Wandler hast ;)
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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon hafi69 » 23.11.2017, 08:20

Du kannst nichts von 64 auf 32 Bit Quantisieren, daher stellt sich diese Frage nicht.
Du verwechselt hier die Bittiefe von Audiodateien mit dem Processing von DAWs.

Außerdem "muss" man überhaupt nicht dithern.
Das ist eine Frage der Ästhetik für Leute die
das Gras wachsen hören.
(Immerhin: Hier kann es tatsächlich einen Unterschied geben, aber der ist eher akademisch.)

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon loopbreaker » 23.11.2017, 09:52

na sicher, wenn man ein Audio Datei mit 64bit Float pro Sample, in ein Audiofile mit 32bit Float umwandelt hat man den Fall.

und in der DAW drinnen ist es von Datentyp her wohl auch nichts anderes: z.B. in den C Datentyp Float kann man ein 32bit-Audio-Sampel speichern, und im Datentyp Double ein 64 bit Audio-Sample, unabhängig ob es um Audiodateien oder "DAW Processing" geht.

Und auf einen Spectrumanalyser mit einen Sinus sieht man sehr wohl den positiven Effekt des Ditherings. (bei Fixpoint Bittiefenreduktion b.z.w. von Float auf Fixpoint // Float Bittiefenreduktion weiß ich nicht)

(Video sollte bei 12m 24s losgehen wo er das mit den Dithering herzeigt:
https://www.youtube.com/watch?v=cIQ9IXSUzuM&feature=youtu.be&t=12m24s


_____________________________________________________________

Tonzauber hat geschrieben:Schon das Dithern von 24 auf 16 Bit ist eine eher akademische Übung (ja, ok, Verzerrungen bei Fade in/out zu Digital 0 bei ~-90dBfs wären denkbar)
bei 32 Bit zappelt das least significant bit bei theoretischen - 192dBfs herum.... Da hast du zumindest 60dB analoges Rauschen drüber wenn Du einen guten Wandler hast ;)


Danke!!!

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon hafi69 » 23.11.2017, 10:05

Warum sollte man ein Audiofile mit 64 Bit produzieren?
Schon 24 Bit gegen weit über den tatsächlich genutzten,
technisch möglichen Dynamikbereich hinaus.

Das Video ist da tatsächlich eine sehr gute Informationsquelle...

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon hafi69 » 23.11.2017, 10:09

Und auf einen Spectrumanalyser mit einen Sinus sieht man sehr wohl den positiven Effekt des Ditherings.

Es sagt aber auch, dass schon bei 16 Bit die harmonische Verzerrung ohne Dither unhörbar ist. Das ist das entscheidende Detail bei der Sache.

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon loopbreaker » 23.11.2017, 12:15

loopbreaker hat geschrieben:...
Mir geht es um theoretisches Verständnis, nicht ob es praktisch relevant ist, ...

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon hafi69 » 23.11.2017, 13:10

Dann ist ja jetzt beides hinreichend geklärt:
Es gibt keinen Verlust und man muss nicht dithern.
Ebenso ist es vollkommen sinnlos Floating-Point-Mixe zu erstellen,
egal ob 32 oder neuerdings utopische 64 Bit.

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon Wolfus » 23.11.2017, 14:49

Die Auflösungsgrenze bei Floating Point ist die der verwendeten Mantisse. Diese ist außer im Bereich der nicht normalisierbaren direkten Null-Umgebung (Das ist ein Fall für sich, aber vor allem, weil je nach Rechenverfahren der CPU die Bearbeitungszeit explodieren kann) aber immer sehr weit vom Signal,
23 und 52 Bit von der (weggelassenen) führenden 1, damit im schlechtesten Fall (Voll ausgesteuerte 24 Bit Fix Point gegen 32 Bit Floating Point) genauso gut aber sonst immer genauer als 24 Bit Fix Point (nachgesehen bei Wikipedia, Floating Point, IEEE). Das ist weit weg von irgend einem Belang.

Ein Unterschied zwischen den Formaten kann allerhöchstens beim Akkumuliern von Zwischenergebnissen vieler Berechnungen mit extrem vielen niedrigen Beiträgen entstehen (Auslöschung, z.B. bei extremen Filtern wie Notch), nicht bei Ausgabe oder einfachen Operationen (Mischung & Co) auf fertigen Endergebnissen.
'Though nothing shows, someone knows. I wish that one was me. (Procol Harum, Quite Rightly So)

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon loopbreaker » 02.01.2018, 11:06

Danke!!!

Eine Frage hab ich noch:

Wenn man ein 32bitFP Signal was über 0dbFS liegt, normalisiere. Wird dann, diese 32bitFP normalisierte Signal, auch exakt 1:1 als 24bit ausgegeben?
oder gibt es auch Unterschiede unter 0dbFS, in 24bitFixPoint und 32BitFloatingPoint? (denke schon, sonst müsste man ja nicht dithern, bei einer NICHTübersteuernden 32bitFloat mix, wenn man ihn als 24bitFix exportiert...)

LG

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon loopbreaker » 02.01.2018, 22:54

OK. Ja eh klar. Wenn alle Werte unter 0dbFS gleich wären, müsste man ja nicht dithern.

loopbreaker hat geschrieben:...gibt es auch Unterschiede unter 0dbFS, in 24bitFixPoint und 32BitFloatingPoint?...

Ja

Danke für Eure Hilfe!

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon andrew.levine » 29.07.2018, 13:12

Hallo hafi69,

hafi69 hat geschrieben:Dann ist ja jetzt beides hinreichend geklärt:
Es gibt keinen Verlust und man muss nicht dithern.
Ebenso ist es vollkommen sinnlos Floating-Point-Mixe zu erstellen,
egal ob 32 oder neuerdings utopische 64 Bit.


Ich speichere alle finalen Stereo- oder Surround-Mixe in der Original-Samplerate als 32 Bit Float. Dann dither ich auf 16 Bit für das DDP, auf 24 Bit für den Release als HR Flac, schicke die auf 48 kHz heruntergesampelte Datei in das Encoding (aac, mp3,...).

Liebe Grüße,

Andrew

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon hafi69 » 30.07.2018, 09:01

OK.
Und warum?

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon andrew.levine » 30.07.2018, 15:59

hafi69 hat geschrieben:OK.
Und warum?


Warum nicht? ;-)

Na ja, ich werfe ungern Informationen weg, wenn es nicht sein muss. Der 32 Bit Float Downmix ist das Ergebnis nach der Mischung, und wenn ich z.B. nachträglich Pegelkorrekturen, etwaiges Processing der Summe etc. vornehmen möchte geschieht das ohne jedwede klanglichen Einbußen. Dither kommt erst ganz zum Schluss.

Liebe Grüße,

Andrew

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Re: Quantisierungsrauschen (bei Floating Point)

Beitragvon juppy » 31.07.2018, 00:37

andrew.levine hat geschrieben:
hafi69 hat geschrieben:OK.
Und warum?

Na ja, ich werfe ungern Informationen weg, wenn es nicht sein muss. Der 32 Bit Float Downmix ist das Ergebnis nach der Mischung, und wenn ich z.B. nachträglich Pegelkorrekturen, etwaiges Processing der Summe etc. vornehmen möchte geschieht das ohne jedwede klanglichen Einbußen. Dither kommt erst ganz zum Schluss.


Wenn eine Produktion abgeschlossen ist, dann ist Ende.

Außer einem Musiker (man erinnere sich an Zorbas Array),
der eine Veredelung seiner früheren Aufnahmen von einem
Vodoopriester durchführen lassen wollte, hat nie einer mei-
ner Auftraggeber nach dem alten Material gefragt.

Und keiner meiner Kunden zahlt für den Aufwand, gemein-
same Produktionen alle paar Jahre auf neue Medien umzu-
kopieren, weshalb ich mir letztlich auch wenig Gedanken
um eine dauerhafte Archivierung mache.
Das fertige Produktion in der Endauflösung /-abmischung
/-schnitt wird aufgehoben, der Rest irgendwann gelöscht ...

Ich hätte auch keine Lust, mich bei einer alten Produktion
noch einmal in die Aufnahme einzuarbeiten, um Korrekturen,
die damals niemand für nötig hielt, nachträglich einzubringen.


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