THEMA: Esu Loksound-Dateien Warum in wav, wann kommen sie in mp3 ?

Hallo,


Bevor Du hier mit dem Wort "Unfug" um dich wirfst solltest Du dich mal sehr eindringend damit beschäftigen wie MP3 funktioniert: https://de.wikipedia.org/wiki/MP3#Datenkompression

Grüße,
Rico

Mein Senf zum Thema:

Ein Song, der bereits in MP3 vorliegt, wird durch die Konvertierung auf WAV natürlich nicht besser, weil der Datenverlust, der bei der Abspeicherung als MP3 entstand, nicht rückgängig gemacht werden kann.

Wenn schon, müsste man den umgekehrten Weg gehen: Original-Aufnahme als WAV abspeichern und dann die WAV-Datei in MP3 konvertieren und schauen, was dabei rauskommt.

Meine Erfahrung: MP3 *kann* gut tönen, wenn die Kompression mit Vernunft vorgenommen wurde - z.B. beim Umwandeln einer CD in MP3. MP3 *muss* aber nicht gut tönen - und tut es auch oft nicht, z.B. bei Songs die aus dem Internet heruntergeladen werden können, ist die Kompression oft viel zu stark eingestellt. Resultat: Der Ton wird "blechern". Hi-Fi ist anders.

Felix

Hallo,

genau! Der einzige Unfug besteht darin, die Lösungsweg der Firma ESU als Unfug zu bezeichnen...

meint
Roger

tagchen,

mein Quark dazu:

Es wäre mal an der Zeit über 5.1 Raumklang nachzudenken, nen dicker Subwoofer im Schlepptender
wäre mit Sicherheit ein Ohrenschmaus )

Grüße
Uwe

Hi !

Hier mein Beitrag Marschmusik und Eisenbahn sogar mit einem Kuss   

https://www.youtube.com/watch?v=3RvNgfVig-o

Gruß Thomas

Hallo,

um mp3 zu decodieren bräuchte der Sounddecoder entweder einen Hardware Decoder Chip, einen Prozessor mit Medien-Codec-Peripherie (Qualcomm ARM) oder einen sehr leistungsfähigen Prozessor. Probiert das mal mit einem Arduino mit AVR Atmega Prozessor - ein ESU Decoder ist technisch gesehen quasi ein Arduino UNO

Das einzige was ESU machen könnte, wäre eine Importfunktion mit automatischer mp3 Decodierung, wofür man allerdings beim Fraunhofer Institut Lizenzgebühr in klenen Münzen einwerfen muss, es sei denn man nutzt einen Open-Source "Nachbau" Codec (von den manche nicht so gut sind). Intern braucht man halt ein simples PCM Codiertes Format im Flash Rom, das man nur zyklisch auf das PWM-Register (D/A Wandlung mit PWM, Class D Verstärker) schieben muss. Das lässt sich am einfachsten aus WAV konvertieren.

Ob ein Audioclip rauschfrei ist oder nicht, liegt am Programminhalt und nicht am Codierungsverfahren, wobei mit abnehmender Bitrate der Klirrfaktor steigt und mit abnehmender Sampling Rate die nutzbare Audiobandbreite sinkt. Beim Resamplen ergeben sich dann hörbare Artefakte. Deshalb klingen die manche Soundclips (vermutlich schon älter und resampled) schlechter als andere.

Grüße, Peter W.

Nachtrag: Das erinnert mich an den Fred betreffend die Verwendung von PNG für Pixelgrafiken...

Hallo,
ich kann Peters Ausführungen nur bestätigen. MP3 zu dekodieren ist keine triviale Angelegenheit für einen "normalen" Prozessor, das braucht eine ganze Menge Rechenleistung. Ich erinnere mich noch an meine Amiga-Zeiten, da gings auf einer High-End-Maschine ganz gut, solange die Bitrate nicht zu hoch war. Viel mehr schaffte die Kiste dann aber nicht, der war recht gut ausgelastet. WAV dagegen war kein Ding.

Kleine MP3-Player usw. lösen das Problem, indem sie einen Spezialchip für solche Aufgaben haben (der meist im Prozessor integriert ist). Diese Chips sind speziell für diese Aufgaben gemacht und erledigen sie sehr effizient, können aber nichts anderes. Deswegen können Handys heutzutage auch problemlos HD-Videos abspielen etc. In Software auf dem Hauptprozessor wäre das erheblich langsamer.

Die Lizenzfrage wird ebenfalls dazu beitragen, dass kein MP3 verwendet wird.

Viele Grüße
Carsten

..und übrigens, Detail am Rande: Auf der guten alten Audio-CD ist WAV drauf! Ja, auch das hat etwas mit der Rechenleistung zu tun - die war nämlich damals, als die CD erfunden wurde, schlicht noch nicht verfügbar in dem Zielsegment (Consumer HiFi).

Felix

Hallo,

jain - ja, die CDDA enhält unkomprimierte quantisierte Audiodaten und nein, die sind nicht als WAV (sequentiell byteweise, ohne CRC) gespeichert sondern als spiralförmig (ähnlich der Schallplatte) aufgefädelte Pitches, die bei der optischen Abtastung einen nicht-fehlerfreien, nicht eindeutig reproduzierbare, kontinuierlichen Bitstream ergeben der mittels Fehlerkorrektur und Interpolation von einem Signalprozessor Chip wieder so gut wie möglich "hingebastelt" wird. Am PC werden die Tracks durch das CDFS Dateisystem als WAV abgebildet und beim Dateizugriff on-the-fly so extrahiert.

Sorry für den Tech-Sprech...

Grüße, Peter W

Rechenleistung an sich ist heute auch nicht mehr das Problem, es gibt genug Prozessoren die über MP3 nur müde lächeln. Aber die Kombination aus Rechenleistung, Größe und Preis machts dann problematisch. Leistungsfähige Prozessoren gibt es zwar auch schon in klein, aber für Spur N oder gar Z ist das klein immer noch riesig. Man könnte sich jetzt natürlich seinen eigenen Chip designen, der eben auf die ganzen überflüssigen IOs verzichtet, die ein leistungsfähiger Prozessor zu 99% mitbringt, und die Hauptgrund für das Platzproblem sind... aber dann wäre man im absolut unbezahlbaren Bereich.

Da wäre es wohl wesentlich simpler statt den Prozessor zu ändern einen größeren Speicher an den vorhandenen zu packen. Fällt aber bei Spur N auch wieder aus, denn da ist für einen zusätzlichen externen Speicher kein Platz mehr. Und intern sind 32MB für die kleinen Prozessoren schon massig. Technisch ginge da mehr, nur wird das halt in kaum einem Anwendungsfall solcher Prozessoren gebraucht, und wenn doch spricht nichts dagegen externen Speicher anzubinden. Somit wären wir auch wieder bei der Spezielanfertigung die keiner zahlen will.

Bei Spur 0 und aufwärts sieht das natürlich ganz anders aus. Da bringt man dann auch 'nen 0815-ARM mit zusätzlichem Flashspeicher unter, der bei Bedarf die ganze Fahrt quer durch die USA als hochauflösende Tonspur enthält. Nur wäre das dann auch wieder eine ganz eigene Entwicklungslinie, der Entwicklungsaufwand und damit die Kosten würden also sowohl für die kleinen als auch für die großen Decoder steigen. Das wird der Markt aber nicht hergeben...

Gruß,
  Daniel

Folks!
PeterW hat's ohnehin schon schön erklärt. Es ist noch zu ergänzen, daß derzeit Prozessoren die MP3 umwandeln können nicht nur teuer sind sondern auch viel Strom brauchen. Das wird zum Problem wenn man den Decoder puffern muss. Das ist nötig um kurze Kontaktschwierigkeiten zu brücken und RailCom Lücke oder HLU Lücke zu überleben. Ein schnelles Neustarten des MP3 Wandlers wird wohl auch eher länger dauern als es akustich unbemerkt bleiben würde.

Über die Zeit erwarte ich aber das Signalprozessoren kleiner und leistungsfähiger werden, bei sinkendem Strombedarf. Dann ist soetwas in einem Decoder nurchaus vorstellbar. Nur halt leider 2018 noch nicht so leicht.

Zum Rauschen: hier gibt es mehrere Gründe. Wenn dei Abtastrate zu klein ist verliert man hohe Frequenzen. Wenn die Auflösung der Analogwerte zu gering ist kommt es auch zu einem Rauschen. Diskussionen darüber gab es beim Übergang von Schallplatte zu CD. Heutzutage wirft man 90% der CD Daten weg und wandelt auf MP3 unter Aufgabe von viel Information. Die Hörgewohnheiten von vielen Audiokonsumenten sind an MP3 angepasst, bemerken gar nicht den Verlust. Ganz im Gegenteil wenn man nicht komprimierte Versionen vorspielt sind viele unangenehm berührt und meinen das klingt aber sonderbar. Man merkt das nur nur bei guten MP3's und unkomprimierten Aufnahmen, MP3s mit niedrigen Raten bemerken auch weniger audiophil gebildete. Das Rauschen aber, ist tatsächlich unterschiedlich zwischen 8Bit oder 16Bit Auflösung, das kann man technisch leicht nachweisen und auch sichtbar machen. Da wird viel Tamtam gemacht, über Dinge die dennoch unhörbar sind in der praktischen Anwendung. Selbst bei guten Lautsprechern in H0 oder Gartenbahn Bereich ist die Widergabe aber ungenügend um das Rauschen zu hören. In N sind die Lautsprecher noch begrenzter um so weniger hört man die Unterschiede. Schließlich ist im Club der alten Säcke ohnehin alles was über 10kHz ist kaum mehr warzunehmen somit ein Streit um des Kaisers Bart.
-AH-

Heutzutage ist der Speicher so billig das mp3 für die Anwendung in einem Sounddecoder wenig Sinn macht. Wenn sich mehrere Samples überlagern müssten sie auch zeitgleich dekomprimiert werden.
Mit einem Tonbearbeitungsprogramm kann man die mp3 Vorlage aufbereiten. Rauschen und klirren kann man so sehr gut entfernen.

Gruss
Matthias

Hallo!

MP3 ist viel viel viel viel schlechter als wav.  

WAV ist unkomprimiert. Warum will man mp3 wenn man wav haben kann???

CD Qualität ist 44.1 kHz bei 16 Bit. Tonstudio unvergleichlich höher. Entspricht defakto wav
Ich hab in meinen 96khz bei 32bit floitingpoint

Ps.: mp3 heist nur umgangssprachliche so, nur als Anmerkung.

Lg

Hallo,

MP3 Player können das schon länger. Das Encodieren sollte nun jetzt nicht mehr das Problem sein.
Jetzt der nächste Punkt. Bei diesen kleinen Quäcklautsprechern hört man doch nie raus ob's MP3 oder WAV ist.

Gruß
Flo

Hallo Flo,
wie ich oben schon schrieb, verwenden MP3-Player Hardware-Decoder, also Spezialchips für diese Aufgabe. Der zusätzliche Platzbedarf für diesen Prozessor (ganz zu schweigen von den Kosten) steht in keinem Verhältnis zum Nutzen.

Hallo Hänsel,
du bist ja ein ganz toller... Du weißt aber schon, dass es heute auch verlustfrei komprimierende Audio-Codecs gibt und man sich nicht die Platte mit riesengroßen WAVs vollknallen muss? Am PC mag das ja heute kein großes Problem mehr sein, mobil ist Speicher aber immernoch ein Thema.

Die Bezeichnung MP3 hat sich überall durchgesetzt, weil "MPEG 2 Audio Layer 3" doch etwas sperrig ist.

Viele Grüße
Carsten

die wenigsten MP3-Player werden heute noch Spezial-Decoder verwenden, da ein einfacher ARM das problemlos mit seiner CPU schafft, selbst ein simpler wie im Raspberry Pi. Aber wie weiter oben geschrieben ist ein ARM nunmal in einem Lokdecoder fehl am Platz.

Eine hoehere Bittiefe wuerde dem Sounddecoder vermutlich mehr bringen als eine hoehere Abtastrate, da viele Geraeusche in dem Bereich eh im niedrigen kHz-Bereich liegen

@Arnold:
Stromverbrauch vom ARM ist durchaus auch sehr niedrig zu halten, Startup-Thematik ist vor allem dann ein Problem wenn man ihn - wie haeufig halt der Fall - mit einem entsprechend umfangreichen Betriebssystem betreibt.  Groesse und Preis sind da eher die Argument gegen den.

@Haensel:
wenn du schon klugscheissen wilst, dann solltest du auch wissen das WAV auch nur ein Container ist, in dem alles moegliche drin sein kann. Meist ist das dann zwar PCM, also unkomprimiert, aber ueber Bitrate wie auch Bittiefe sagt das trotzdem noch nichts aus, da gehen genauso 8kHz 8Bit wie auch 192kHz 32 Bit. Und natuerlich kann jemand behaupten er braeuchte letzteres bei einem Lokdecoder mit Quaeklautsprecher, genauso wie mancher behauptet er braeuchte goldene Lautsprecherkabel mit festgelegtem Sauerstoffanteil... aber derjenige ist dann halt selbst schuld

@Maylander:
bei einem uC bist du erstmal auf den Speicher beschraenkt den er mitbringt. Du kannst natuerlich ein externes Flash anbinden... das sollte aber zum einen seriell erfolgen, nicht wie bei den meisten Flash-Speichern parallel, denn sonst gehen viel zu viele Leitungen drauf und der Prozessor muss entsprechend wachsen, zum anderen braucht der zusaetzliche Chip nunmal trotzdem Platz, der jetzt schon nicht vorhanden ist.

Gruss,
  Daniel

Guten Morgen,

ein "einfacher" ARM, so wie ihn Daniel in #17 am Anfang angesprochen hat, ist deutlich simpler als das, was im Raspberry Pi verbaut ist (abgesehen vom Urtyp mit einem ATmega644). Man muss hier zwischen Microcontrollern und Microprozessoren unterscheiden. In einem Lokdecoder ist ein Microcontroller verbaut. Das könnte durchaus ein "einfacher" ARM sein, z.B. einer mit einem Cortex-M0 als Kern. Die laufen dann mit einigen zehn MHz. Sowas kostet deutlich unter 1 €. Von der Lesitungsklasse ist das aber weit weg von den Microprozessoren, die in einem Raspberry oder ähnlichen Boards stecken.
Mit einem Cortex-M0 wird man sich mit MP3-Dekodieren schwer tun.

Grüße,
Dietmar

Hallo,

wer möchte kann sich das auch mal graphisch anschauen, wie die Abtastrate die Tonqualität beeinflusst. Und beim Zusammenmischen von Tönen multiplizieren sich diese Artefakte, sie addieren sich nicht nur. Da geht es zwar um Orgeln, und die Lautsprecher sind ca. 100x so teuer wie so ein popeliger Minilautsprecher, aber die Technik bleibt gleich...

http://www.sonusparadisi.cz/en/blog/do-not-load-in-16-bit/

Grüße,
Rico

Folks!
Zu den Vorpostings wegen MP3 decodieren. In den Lokdecodern hat man ein Rechenzeit Problem und noch viel schlimmer für den Sound ein Stromverbrauchsproblem. Als klassischer IT'er ist Strom ohnehin vorhanden kommt ja aus der Steckdose- somit braucht man sich darum nicht sorgen. Bei uns im Modell vom Gleis, scheinbar auch immer vorhanden. Nur was macht man mit dem hohen Stromverbrauch wenn man 500mS - das ist schon durchaus kurz - beim Überfahren eines Weichenherzens überbrücken muß? Da sind einige 'zig mA bereits enorm viel! Woher soll der kommen? Hat man den Platz für so einen Kondensator im Modell?

Daher setzt man auf Datenformate die wenig Rechen Leistung und Strom benötigen.
-AH-