Re: [A-DX] Datenreduktion beim Perseus

[Christof Proft <christof.proft@xxxxxx>]

Hallo,

> in Anbetracht der sehr großen Datenmengen die eine Perseusaufnahme
> erzeugt, drängt sich der Gedanke nach einer intelligenten Reduzierung
> des Speicherverbrauches auf. Ich habe zwar selbst keinen Perseus,
> vermute aber dass die Datenmenge einer bestimmten abgetasteten
> Bandbreite im voll belegten 49m Band dieselbe wie im leergefegte 13m
> Band ist. 

Das ist sie. Die Datenmenge ist proportional zur Samplingrate und 
-frequenz. Auch wenn Du Stille aufnimmst, indem Du einen 
Abschlußwiderstand auf den Antennenanschluß setzt, erzeugst Du die 
gleiche Datenrate wie im 49m-Band.

> Nimmt man ein bestimmtes Spektrum auf, so nimmt man doch zwangsläufig
> jede Menge Informationen über nichtvorhandene Stationen(Rauschen) auf.
> Das erscheint mir unwirtschaftlich. Es könnte doch der Bereich, in dem
> überhaupt keine Station sendet bzw. in dem keine Station zu hören ist
> bezüglich der Aufnahme außen vor bleiben.
> Bekannt ist dieser Ansatz von MPEG1Layer3 (MP3)- was ich vom
> Gesamtspektrum sowieso nicht hören kann, fliegt aus der Aufnahme raus.
> Auf Perseus gemünzt, das Signal (genauer die belegte Bandbreite) einer
> Station, die nicht sendet oder deren Signal so schwach ist, dass sie
> nicht aufnehmbar ist brauche ich auch nicht aufzeichnen.
> Ich möchte diesen Gedanken mal in den Raum stellen. Bitte klärt mich
> auf, wenn ich einem völligen Trugschluß unterlegen sein sollte (aber
> lasst Nachsicht walten).

Trugschluß. Bei der Aufzeichnung sampelst du das gesamte Spektrum auf 
400 kHz Breite und schreibst die Daten vom Perseus aus direkt in eine 
Datei. Die Demodulation erfogt erst in der Software, hierbei wertet man 
entweder den Datenstrom vom Perseus oder eben die vorher aufgezeichnete 
Datei aus.
Gehe ich nun mit dem verlustbehafteten Codec MPEG1Layer3 (MP3) da ran, 
entferne ich Informationen, die ich zur Demodulation benötige. Daher 
funktioniert das so nicht.

Folgendes kann man zur Anschauung  probieren, wenn man eine Software zur 
DRM-Demodulation auf dem Rechner und einen entsprechenden RX hat 
(alternativ geht natürlich auch eine vorhandene DRM-ZF-Aufzeichnung):
Man zeichne damit eine gut empfangbare DRM-Sendung auf, diese wird von 
der Software als *.wav-Datei weggeschrieben. Nun kann man diese Datei 
als Quelldatei zum Demodulieren des DRM-Signals verwenden. Diese 
Möglichkeit hatte man im Testbetrieb von DRM geschaffen, um 
Aufzeichnungen von verschiedenen Orten vergleichen, aber auch, um 
Demodulationssoftware testen zu können.
Wenn alles ok ist, kann man mit dem *.wav-File als Quelle die 
DRM-Aufzeichnung hören.
Jetzt schickt man die Datei durch den mp3-Codec, damit wird sie um 
einiges kleiner. Gleichzeitig wird man feststellen, daß man kein DRM 
mehr aus dem File demodulieren kann.

Was ist geschehen? Der MP3-Codec ist darauf optimiert, Daten so zu 
reduzieren, daß dabei ein realistischer Höreindruck verbleibt. Das setzt 
natürlich voraus, daß ein Audiofile mit dem üblichen Frequenzgang 
vorliegt, nicht ein ZF-Mischprodukt wie das DRM-ZF-File. Lasse ich 
darauf den MP3-Codec los, rasiert er mir Informationen heraus, die ich 
zur Modulation brauche. Da MP3 verlustbehaftet ist, komme ich auch nicht 
mehr auf den Vorzustand zurück, d.h. ich kann nicht die wav-Datei 
bitgenau aus der mp3 rekonstruieren, sondern ich bekomme allenfalls 
etwas, was sich in etwa so anhört wie das Original.

Es gibt allerdings auch verlustlose Codecs, z.B. den FLAC (Free Losless 
Audio Codec):

http://de.wikipedia.org/wiki/Flac

Hiermit läßt sich die ursprüngliche Datei bitgenau rekonstruieren, 
allerdings ist das Verfahren ebenfalls auf Audio-Dateien optimiert, 
inwieweit auch andere Formate damit komprimierbar sind, entzieht sich 
meiner Kenntnis. Der Rchenaufwand zum Komprimieren ist hoch, die Datei 
läßt sich auf etwa 60% der Ursprungsgröße verkleinern (mp3 schafft 10-20%).

Nun kommt das nächste Problem: Die Perseus-Datei ist eine Samplingdatei, 
wird daher auch als *.wav gespeichert, da sie prinzipiell dem gleichen 
Format enspricht. Die Parameter sind aber ganz anders.

Wenn ich sample, d.h. analoge Frequenzen digitalisiere, muß die Frequenz 
mit der ich das tue (Samplingfrequenz), mindestens doppelt so hoch sein, 
wie die maximal aufzuzeichnende Frequenz.

Dies sind beispielsweise:

CD: Samplingfrequenz 44,1 kHz für max 20 kHz Audio
DSR: Samplingfrequenz 32 kHz für max 15 kHz Audio (DSR sollte UKW 
ergänzen, als max Audiofrequenz wurden die 15 kHz vom UKW-Rundfunk 
übernommen)
DAT: Samplingfrequenz 48 kHz für max 22 (?) kHz Audio

Der Perseus hingegen zeichnet 400 kHz auf, die A/D-Wandlung und die 
Signalisierung für den USB erfolgt im Gerät selbst.
Damit benötige ich dann schon über 800 kHz Samplingfrequenz. Wie Nico 
das realisiert hat, weiß ich nicht, anscheinend ist der DSP im Gerät 
weitestgehend variabel parametrierbar, sonst könnte er nicht jetzt recht 
kurzfristig Software für 800 kHz Bandbreite (Samplingfrequenz über 1,6 
MHz [!]) entwickeln.

Nun bekomme ich also über meinen USB ein Digitalsignal zugespielt. Wenn 
ich das direkt demoduliere, hole ich mit ein Stück mit max 10 kHz 
Bandbreite raus und rechne mit der Software daran herum. Der Rest der 
Information geht in den Orkus.
Wenn ich aufzeichne, schreibe ich das Digitalsignal weg, ohne es zu 
bearbeiten. Höre ich dabei, gilt Obiges. Beides ist von der 
Rechenleistung her vertretbar.

Möchte ich nun direkt komprimieren, muß ich mir vergegenwärtigen, daß 
dies verlustfrei zu erfolgen hat. Ich habe eine Samplingfrequenz von 800 
kHz, damit scheidet auch der FLAC bereits aus, der auf Audio hin 
optimiert ist, Frequenzen siehe oben. Inwieweit der Ansatz überhaupt 
machbar ist, wird von der erforderlichen Rechenleistung abhängig sein.

Wahrscheinlich wird sich das Kompressionsproblem mit dem Preisverfall 
der Speichermedien eh erledigen.

vy73

Christof
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