Audiorestauration

Aufgrund ewiger Nachfragen auf anderen Boards mache ich dann jetzt mal'n Workshop zum Thema AUDIO-RESTAURATION


Jo, dazu klären wir doch erstmal, was unser Problem ist. Naja, und um das zu raffen, schauen wir uns die beiden analogen Verfahren zur Schallspeicherung mal genauer an.

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Das Magnettonverfahren nutzt das Induktionsgesetz aus. (Physik 7. Klasse ) D.H., dass ein Stromdurchflossener Leiter ein Magnetfeld erzeugt. Wenn man jetzt ein Magnetisierbaren Stoff in das Magnetfeld hält, richten sich die Moleküle nach dem Magnetfeld des Leiters aus. Diese Magnetisierung bleibt auch nach entfernen des Magnetfeldes bestehen. Führe ich jetzt diesen magnetisierten Stoff wieder an einem Leiter vorbei, erzeugt er wiederum eine Spannung in besagtem Leiter. Schauen wir uns mal verschiedene Feldlinien von verschiedenen Leitern an.





Bei der Spule im Ringformat verlaufen die Feldlinien nur noch innerhalb des Rings. Damit könnte man noch nix anfangen. Versieht man die Spule jetzt aber mit einem kleinen Spalt, so entsteht in ihm eine besonders hohe Feldstärke. Das macht man sich zunutze, um Magnetbänder zu polarisieren.


Da sich Magnetfeld und Spannung nicht parallel linear verhalten (sog. Hysteresisschleife), muss das Nutzsignal mit Hilfe einer Vorspannung in einen linearen Bereich gebracht werden. Früher hat man das Band einfach mit einer Gleichspannung "vorgespannt", dabei traten aber erhebliche Verzerrungen und Rauschen auf (gerade mal 40 dB S/N). Deshalb entwickelte man eine Vorspannung mit Hilfe einer extrem hochfrequenten Spannung, die vom Tonkopf aufgrund des Spaltes nicht mehr abgetastet wird. Zum Abgleich dieser Spannung dient der "BIAS"-Regler an manchen Tapedecks. Erhöht man die Spannung, so sinkt zwar der Klirrfaktor, aber auch die Aussteuerbarkeit im Bereich 16 kHz (brilliante Höhen) nimmt rapide ab. Umgekehrt nat dasselbe Also ist die Vorspannung immer ein Kompromiss zwischen Verzerrungen und Brillianz. Okay. Soviel zur Aufnahme. Ist auch nicht sooo relevant...


Jetzt wird's interessanter, jetzt geht's um die Wiedergabe. dabei führt man nun das schon magnetisierte Band am Tonkopf vorbei. Die Magnetisierung des Bandes erzeugt jetzt ein Magnetfeld im Tonkopf. Dieser muss echt supergenau justiert sein, sonst gibt's hier schon die ersten Probleme. Wenn der Tonkopf abgenutzt ist, so vergrössert sich der Spalt in der Spule, wodurch eine Absenkung des Höhenbereiches entsteht, da der Kopf Frequenzen über einem bestimmten Wert nicht mehr "lesen" kann. Ist der Tonkopf verunreinigt, hat das Band einen zu grossen Abstand zum Tonkopf, was Verzerrungen, Mumpf und Pegelabfall zur Folge hat. Steht der Tonkopf nicht sekrecht zum Band, wie in folgender Abbildung, so bekommt man die allergrössten Probleme.





Wie man sieht, vergrössert sich der effektive Kopfspalt um einiges, somit sind Höhenverluste vorprogrammiert. Ausserdem wird ein Kanal im Verhältniss zum anderen ein wenig verzögert ausgelesen, damit verschiebt man nicht nur das Stereobild, man erhält auch eklige Kammfiltereffekte, wie sie bei einem Phaser oder Flanger auftreten.


Tenor der ganzen Geschichte: Macht das Tapedeck ordentlich sauber und gleicht den Tonkopf vorher ab! Da wohl kaum einer ein 2-Kanal Speicheroszilloskop und 'n Testband zuhause hat, macht's einfach nach Gehör. Dazu 'n Referenztape nehmen, was auf einem 100% guten Gerät aufgenommen wurde und dann mit Hilfe der Einstellschraube (ganz kleiner Kreuzschlitz, normalerweise ist ein kleines Loch in der Frontklappe, wenn nicht im Normalfall die Tapeklappe nach oben von der Halterung abziehen) in Bezug auf Höhenbereich und Phasenschweinereien abgleichen. Erst danach lohnt sich eine Überspielung von Audiomaterial auf HD.


Welche Rauschunterdrückung bei der Aufnahme verwendet wurde, ist unerlässlich zu wissen. Dolby und Dolby B fügen der Aufnahme einen bestimmten Höhenbereich hinzu, der bei der Wiedergabe wieder 'rausgefiltert wird. Dolby C und SR und andere Systeme arbeiten Dynamisch. Die Filter funktionieren ähnlich, aber immer nur dann, wenn auch Rauschen auftreten könnte. Gibt man eine solche Aufnahme ohne Dolby wieder, schwankt das Signal ständig unglaublich im Höhenbereich. Genauso schwankt das Signal auch, wenn man eine normale Aufnahme in der Position Dolby C wiedergibt.


Andere Probleme rühren von altem oder defektem Bandmaterial her. Z.B. gibt es den Kopiereffekt. Dabei werden die magnetischen Moleküle einer Bandschicht auf dem Wickel durch die direkt angrenzenden Bandschichten mit deren Signal polarisiert. Das geschieht natürlich erst nach langer Zeit und auch nur sehr schwach. Wer aber schonmal Stimmen auf seinen Tonbandaufzeichnungen in der Musik gehört hat, sollte das mal checken Ausserdem können ganze Stücke der Magnetschicht durch Alterung oder äussere Einwirkung ganz abplatzen. Da muss natürlich ein normaler Homecomputer passen. Möglich ist so eine "Reparatur" aber trotzdem, ganz fette Rechner können aus dem umgebenden Schwingungen das fehlende Stück generieren.

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Mit Nadeltonverfahren beschreibt man u.a. die normale Schallplatte. Auf diesem Medium kann man die Daten in Form von Rillen speichern, die dann mit einer Nadel wieder abgetastet werden können. Dazu verwendet man eine Kombination aus "Seiten-" und "Tiefenschrift". Bei dem einen Vorgang bewegt sich der Schneidestichel zur Seite, beim anderen wird die Rille in vertikaler Richtung ausgelenkt. Um die Monokompatibilität zu gewährleisten, wird in der Seitenschrift die Summe aus dem linken und dem rechten Kanal geschrieben und die Tiefenschrift wird mit der Differenz aus links minus rechts getrieben. Bei extrem lauten gegenphasigen Bassignalen können dadurch aber richtige "Löcher" auftreten, was im Masteringstudio UNBEDINGT beachtet werden muss, sonst ist die Pressung im A#+~*. Andere Probleme bei dieser Art der Schallspeicherung:


Bei zunehmender Frequenz muss die Stichelschnelle erhöht werden, um die Rille in der Breite voll auszunutzen. Klingen tut das wie eine extreme Höhenanhebung. Das wird bei der Wiedergabe durch einen Entzerrer-Vorverstärker wieder ausgeglichen.


Die effektive Rillenlänge nimmt nach innen immer weiter ab. Das hat zur Folge, dass die letzten Titel einer LP immer ein wenig verzerrt und dumpfer klingen als die Ersten.


Bei zu starken Höhen kann der Schneidestichel zerstört werden. daher muss beim LP-Mastering auf eine extrem präzise Höhenwiedergabe geachtet werden. So'n Stichel kostet nämlich RICHTIG Geld


Bei der Wiedergabe ist auch wieder für eine möglichst neue Nadel zu sorgen, da alte Abnehmer Verzerrungen und Höhenveluste verursachen. Auch die Platte supersauber halten!! Das Ding mit 'ner klitschnassen Platte funktioniert tatsächlich, da das Knistern elektrostatische Entladungen sind, die damit ausgemerzt werden. Wie die Platte das übersteht, dafür übernehme ich aber keine Garantie Knacker in der Platte rühren von Staubkörnchen her, über die die Nadel "drüberspringen" muss, daher auch das tieffrequente Knacken. Genauso Kratzer. da muss die Nadel "drüberhüpfen". Je kleiner das Korn oder der Kratzer, umso hochfrequenter das Knacken. Das Brummen entsteht meist durch falsche Erdung und ist ein Netzbrummen von 50Hz. Rauschen, klar, die Nadel, der Vorverstärker, die Platte selbst, falsche Anpassung der Entzerrer, alles am Nadeltonverfahren rauscht es ist aber ein anderes Rauschen, als Bandrauschen. es ist dynamischer und damit schwerer zu killen. Rumpeln entsteht durch Bewegungen des Plattenspielerchassis und ist ein sehr tieffrequentes Störsignal. Also schööööön saubere Platten unter 'ner schöööön neuen und sauberen Nadel... Das Auflagegewicht so einstellen, dass die Nadel gerade so ein wenig gestaucht wird. Alles darunter würde Verzerrungen verursachen, da die Platte nicht genau genug abgetastet würde, (Wie 'n Sportwagen mit weichem Fahrgestell, der hat auch null Bodenkontakt), ausserdem ist das Ding dann bei jeder Erschütterung am Springen. Alles darüber ändert den Winkel der Nadel zu extrem, damit werden bestimmte Bereiche nicht mehr vernünftig abgetastet. Ausserdem wird die Platte mehr als nötig beschädigt. Wichtig ist auch die Einstellung des Winkels des Systems zur Platte. Den Fehlerwinkel soll die nächste Grafik verdeutlichen.





Hier sieht man schön den Unterschied zwischen dem Winkel innen und aussen. Die müssen beide so senkrecht wie möglich sein. Ist der "verdreht", treten unerwünschte Stereophonie- und Panoramaprobleme auf. Gegen Rumpeln den Plattenspieler möglichst schwingend mit der Umgebung verbinden.

Gleichlaufschwankungen sind auch ätzend. Dagegen am besten mit 'ner Flasche Nähmaschinenöl und Spiritus für den Riemen vorgehen.

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Und was sind das nun genau für Störsignale?


Rauschen kann man sich als ein Dauersignal auf allen denkbaren Frequenzen vorstellen. Dabei ist weisses Rauschen im Pegel gleichmässig über dem gesamten Frequenzbereich und rosa Rauschen fällt im Pegel pro Oktave (Frequenzverdopplung) um den Faktor 0,7. Dieses Signal wurde eingeführt, um das Rauschen ein wenig unserem Frequenzgang des Ohres anzupassen. Weisses Rauschen klingt sehr Höhenlastig. Rauschen entsteht überall, wo's um elektrische Leiter geht. Vor allem Magnetband rauscht. Auch wenn alle polarisierbaren Teilchen ausgerichtet sind, bleibt ein Bandrauschen übrig. Das lässt meistens nicht mehr als 60 dB S/N zu. Ist das Rauschen nur in einem geringen Frequenzbereich zu vernehmen, kann man diesen einfach mit steilflankigen EQ's absenken. Meist beeinflusst das aber das Nutzsignal viel zu stark. Besser funktioniert da die Methode, dass die Geräte das Rauschsignal anhand bekannter Strukturen identifizieren. Da es eine konstante Energie darstellt, kann man es dann einfach vom Nutzsignal abziehen. Manche Geräte lassen Filter zu, um einige Frequenzbereiche unbearbeitet zu lassen. Diese Methode arbeitet mehr oder weniger gut, manche Geräte liefern damit erstaunliche Ergebnisse. Andere beeinflussen aber derart den Klang, dass danach nur noch Mumpf übrigbleibt. Da hilft dann nur noch die Fingerprint-Methode. Dabei versucht man, eine möglichst lange Passage mit nur Störsignalen dem Gerät als Fingerabdruck zu geben. Dieses Signal kann dann meist ohne Probleme aus der Aufnahme entfernt werden.


Knistern, Knacken und andere Nervtöter: Wie gesagt, Knistern entsteht durch elektrostatische Aufladungen des Vinyls. Ist ein Hochfrequentes und sehr kurzes Signal mit extrem steilen Flanken, was in geringeren Pegeln und richtig häufig auftritt. Ist für Software echt nicht einfach zu erkennen, das Störsignal! Knacken ist Tieffrequenter als Knistern und tritt nicht so dermassen schnell hintereinander auf. Daher etwas einfacher zu bearbeiten. Auch hier ziemlich steile Flanken, aber meist hohe Pegel, daher gut zu Filtern. Ploppen ist noch tiefer als Knacken und tritt bei sehr grobkörnigen Verunreinigungen von Vinyl auf. Dadurch, dass es ein sehr langes Signal mit nicht so steiler Flanke ist, ist es schwierig, dieses Signal eindeutig zu erkennen. Software, die das behebt, ändert auch oftmals das Einschwingverhalten sehr perkussiver Instrumente. genau hinhören!!


Brummen ist ein Netzbrummen, was hier in Europa bei 50 Hz liegt. Nur diese Frequenz steilflankig zu killen wäre sinnlos, da soviele Schweinereien in der Netzspannung mit drin sind, dass sich viele Harmonische auf den 50 Hz befinden. Wenn dann noch 'n Schaltnetzteil aus den 50 Hz wasweissich nicht alles macht, können diese Verzerrungen auch mal bis in den Mittenbereich gehen. Und das mit 'nem ordentlichen Pegel. Doch auch dieses Signal ist eines mit recht konstanter Energie und kann daher per Fingerprint ganz gut gefiltert werden.


Verzerrungen sind in den meisten Fällen kaum zu beheben. Es gibt einige Geräte, die versprechen kurze, digitale Übersteuerungen ausgleichen zu können, aber ob das so klappt... Analoge Verzerrungen, z.B. durch Bandsättigung, spielen sich manchmal nur in bestimmten Frequenzbereichen ab, manchmal sogar nur auf ganz bestimmten Frequenzen. Da kann man dann mit dem Equalizer ein wenig nachhelfen. Doch auch hier leidet das Nutzsignal natürlich wieder...


So. Genug davon. Ist aber wichtig, damit Ihr versteht, welche Schwierigkeiten überhaupt auftreten und warum. Nach dem Text ist auf jeden Fall klar, was man VOR der Aufnahme auf's HD-System beachten muss und wo welche Störungen herkommen.

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Okay. Wie rücken wir denen jetzt Zuleibe? wenn sie erstmal als WAVE auf der HD liegen, am besten mit einer Pluginfähigen Audiosuite. Sowas wie Wavelab. Oder Protools. Oder was auch immer. Übrigens... WIN on CD 3.8 ist laut der c't 'n Geheimtipp was Audiorestauration angeht. Das Denoising-Modul soll irre gute Dienste leisten!


Alles andere kann man natürlich nur mit einer amtlichen Editiersoft machen. Als allererstes würde ich nach einer Tapeaufnahme mal checken, ob irgendwo 'ne Tonkopfbedingte Verzögerung auftritt. Das sieht man nat nur, wenn man die Waveform auf max. Auflösung bringt, und sich dann relevante Signale sucht, die eigentlich grundsätzlich in der Mitte laufen. Sowas wie die Bassdrum, in 99% der Fälle auch die Snare. Die ist aufgrund ihres Spektrums meist deutlich präziser. Jau, und dann mal schauen, ob da Phasenverschiebungen zwischen den Kanälen aufgetreten sind. In dem Falle antesten, ob das Verzögern eines Kanals eine Besserung bringt. Wie das geht, ist nat. von Programm zu Programm verschieden. man kann's aber auch mit einem Plugin mal testen, meist haben die Effekte aber nicht alle erforderlichen Parameter, und die dann auch noch aufgelöst bis in Microsekunden... daher: Handarbeit wie immer, wenn's amtlich werden soll...


Am Besten nimmt man das Material mit möglichst langen Rauschpassagen auf, um nachher viel Material für einen Fingerprint zu haben. Damit sind wir auch beim Thema Plugins. Gibt viele Plugz und Softwaren auf dem Markt, die das bewerkstelligen. Da ich nicht so die grosse Auswahl habe, mit der aber wirklich Glücklich bin, greife ich mal auf Fachliteratur zurück und schreibe 'ne Auflistung aller momentan gebräuchlichen Progz in einer Zusammenfassung auf. Wer das genauer braucht, ich hab's aus der c't 01/2001.

Durch die Bearbeitung mit diesen Geräten kann der Höhenbereich leiden. Dagegen einfach mit 'nem Exciter oder Enhancer angehen. Die Dinger helfen auch bei Höhenverlusten durch alte Tapes und Bassarmut der Plattenspielernadel. Evtl. Änderungen an dem Frequenzgang per EQ sind danach angesagt. Bloss nicht zuviel, das hat mal irgendwann gut geklungen!! danach würde ich alle Dateien normalisieren und per Limiter auf eine gleichmässige Lautheit bringen.


Die wirklich amtlichsten Ergebnisse bekommt Ihr, wenn Ihr die Dateien in zwei Mono-Dateien splittet, und jede für sich bearbeitet. Danach wieder zusammenfügen und staunen

Bloss nicht eine Einstellung machen und glauben, der letzte Song auf der Scheibe knistert genauso wie der erste!! Hatten wir ja oben schon geklärt...

Nehmt mehrere Geräte des gleichen Typs mit jeweils anderen Einstellungen, um unterschiedliche Knackser, Klicker und Plopper zu filtern.

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Kurz noch ein paar Begriffe an den Geräten:

Threshold ist der Pegel, ab dem ein Gerät überhaupt erst bearbeitet. Alles darunter wird ungehindert durchgelassen.

Attack ist die Zeit, die das Gerät braucht, um überhaupt zu registrieren, dass der Threshold überschritten ist (vgl. Kompressoren-Workshops)

Release ist die Zeit, die das Gerät braucht, um zu raffen, dass der Pegel unter den Threshold zurückgefallen ist (auf hier vgl. Kompressoren)

Ambience lässte bestimmte Pegel und Frequenzen unangetastet, um die "Durchsichtigkeit" einer Aufnahme zu erhalten


Ratio oder Reduction ist die Verminderung des Störsignals in dB


jau. das war's nun eigentlich. vielleicht noch ein paar beispiele... und zwar, dass es bei der Restauration nicht immer nur um alte Vinyl- oder Tapeaufnahmen geht, sondern auch um verpfuschtes aufgenommenes Material, schlechtes Studioequipment, miese Aufnahmesituationen, etc. Ein paar Beispiele:

Der Micropreamp rauscht, wie'n Wasserfall. Der Sache wie jedem Bandrauschen auch begegnen.

Das Micro produziert bei Berührung kleine elektrostatische Entladungen, die als Knistern wahrzunehmen sind. Klar, wie beim Plattenknistern, Decrackler/Declicker und gut.

Die Klimaanlage in der Kirche hat die Orgelaufnahme versaut. Schon schwieriger. Konstantes Signal? Dann Noise-Reduction per Fingerprint. Das Ding schaltet sich an und aus? Neu aufnehmen

Jau, wie ihr seht, geht Audiorestauration mal wieder vieeel weiter...

Viele Grüsse, boom.