Warum ist mein Audio so leise? Dezibel, Gain und Clipping erklärt

Du hast das Meeting, die Vorlesung oder die Sprachnotiz aufgenommen, und beim Abspielen musst du deinen Laptop auf volle Lautstärke drehen, nur um die Worte zu verstehen. Dann kommt eine Benachrichtigung in normaler Lautstärke und haut dich fast vom Stuhl. Nur deine Datei ist leise.

Drehst du sie aber zu weit auf, fängt die Stimme an zu knistern. Dieser Artikel erklärt, warum dein Audio so leise ist, was das Lauterdrehen mit der Datei macht und wie weit du gehen kannst, bevor sie kaputtgeht.

Warum eine Aufnahme am Ende leise ist

Digitales Audio hat eine feste Obergrenze. Jedes Sample in der Datei ist eine Zahl, und es gibt eine größte Zahl, die das Format speichern kann. Diese Obergrenze heißt 0 dBFS (Dezibel relativ zur Vollaussteuerung, englisch „full scale“). Jeder Pegel in einer Aufnahme wird als Abstand unterhalb dieser Grenze gemessen. Eine Stimme mit Spitzen bei −18 dBFS liegt also 18 Dezibel unter dem Maximum.

Ein Handy- oder Laptopmikrofon weiß nicht, ob du gleich flüstern oder schreien wirst, also lässt es oben viel Platz. Wenn du weit vom Mikrofon entfernt sitzt, leise sprichst oder der Eingangspegel niedrig ist, rutscht die Stimme noch weiter nach unten. Das Ergebnis ist technisch einwandfrei und auf kleinen Lautsprechern praktisch unhörbar.

Dieser Abstand zwischen dem lautesten Moment in der Datei und der Grenze von 0 dBFS heißt Headroom. Eine leise Aufnahme ist fast immer eine Aufnahme mit zu viel davon.

Die Lehrerin, deren Unterrichtsstunde niemand hört

Eine Lehrerin nimmt auf ihrem Laptop eine 40-minütige Unterrichtsstunde für Schüler auf, die gefehlt haben. Am Abend hört sie sie sich an: Sie kann sich hören, gerade so, mit dem Laptop auf voller Lautstärke. Am nächsten Morgen melden drei Schüler, die Aufnahme sei „kaputt“: Auf ihren Handys bleibt sie stumm. Sie ist nicht kaputt. Ihr lautester Moment erreicht etwa −15 dBFS, und ihre Stimme liegt deutlich darunter.

Was das Lauterdrehen wirklich bewirkt

Die Lautstärke einer Datei anzuheben nennt man Gain anwenden, ebenfalls in Dezibel gemessen. Gain multipliziert jedes Sample mit demselben Faktor, sodass leise und laute Stellen gemeinsam nach oben Richtung Grenze wandern. Dezibel sind logarithmisch:

• +6 dB verdoppelt ungefähr die Größe der Wellenform.
• Etwa +10 dB empfinden die meisten Hörer als „doppelt so laut“.
• +3 dB ist eine kleine, aber hörbare Anhebung.

Der entscheidende Punkt: Gain verschiebt alles um denselben Betrag. Wie viel Gain bei einer Datei sicher ist, bestimmt deshalb ihr einzelner lautester Moment, nicht ihr durchschnittlicher Pegel. Liegt die Spitze der Stimme bei −15 dBFS, kannst du bis zu 15 dB hinzufügen, bevor die Spitze an die Grenze stößt.

Warum es knistert, wenn du zu weit gehst

Gehst du über diesen Punkt hinaus, wissen die Samples, die über 0 dBFS landen würden, nicht wohin. Die Datei kann keine Zahl speichern, die größer als ihr Maximum ist, also werden diese Samples an der Grenze flach abgeschnitten. Das ist Clipping, und du hörst es als Knistern, Brummen oder raues Rauschen auf jeder lauten Silbe.

Deshalb kann ein einziger lauter Moment alles ruinieren. Eine leise Vorlesung mit einem Husten direkt neben dem Mikrofon hat vielleicht eine Spitze bei −2 dBFS, während die Stimme bei etwa −20 liegt. Reiner Gain kann nur 2 dB hinzufügen, bevor der Husten clippt.

Die übliche Lösung ist ein Limiter. Ein Limiter beobachtet das Signal und senkt nur die Momente ab, die die Grenze überschreiten würden, alles andere bleibt unberührt. Die Stimme bekommt ihre volle Anhebung, und der Husten wird knapp unter 0 dBFS abgefangen, statt flach abgeschnitten zu werden. Treibst du einen Limiter sehr stark an, klingen die lauten Momente gequetscht, aber für die gelegentliche Spitze in einer Sprachaufnahme macht er den Unterschied zwischen brauchbar und ruiniert.

Gain kann außerdem die Stimme nicht vom Hintergrund unterscheiden: Raumbrummen und Rauschen steigen um denselben Betrag. Eine Anhebung macht eine leise Aufnahme hörbar, nicht sauberer.

Der Podcaster, dessen Folge zu Rauschen wurde

Der Gast eines Podcasters klang schwach, also zog er die Lautstärke in seinem Editor ganz nach oben und exportierte. Jetzt zerfällt jedes Lachen in ein knisterndes Rauschen. Der Editor hat die Spitzen über 0 dBFS gedrückt, und die Datei hat sie flach gespeichert. Dreht er diesen Export wieder leiser, bekommt er nur ein leiseres Knistern.

„Kompression“ bedeutet bei Audio zwei verschiedene Dinge

Wenn du Hilfe bei leisem Audio suchst, wird dir garantiert jemand sagen, du sollst es „komprimieren“. Das Wort steht für zwei Ideen, die nichts miteinander zu tun haben.

Dynamikkompression verringert den Abstand zwischen den leisen und lauten Teilen einer Aufnahme, wodurch sie insgesamt lauter klingen kann. Ein Limiter ist eine extreme, schnelle Form davon.

Dateikomprimierung macht die Datei kleiner, meist durch eine niedrigere Bitrate bei einer MP3. Sie verändert, wie viel Platz das Audio braucht, nicht wie laut es ist.

Ist deine Datei leise, brauchst du Gain, mit einem Limiter, der die Spitzen abfängt. Ist deine Datei zu groß zum Mailen oder Hochladen, brauchst du die andere Art.

Eine leise Datei sicher lauter machen

Der Lautstärkeverstärker von MyTools baut auf den Ideen oben auf. Wenn du eine Datei hinzufügst, liest er den Spitzenpegel aus und zeigt ihn neben dem Dateinamen an, sodass du deinen Headroom siehst, bevor du einen Wert wählst. Du verstärkst die Audio-Lautstärke mit einem Gain-Regler und hältst dann Vergleichen gedrückt, um das Original mit der verstärkten Version zu vergleichen. Der Limiter ist standardmäßig aktiv und hält die Ausgabe knapp unter 0 dBFS. Alles läuft in deinem Browser, ein privates Meeting oder eine Vorlesung wird also nie hochgeladen.

Wie die Lehrerin ihre Unterrichtsstunde zurückbekommt

Die Lehrerin zieht die Unterrichtsstunde in den Verstärker und sieht eine Spitze von etwa −15 dB. Diese Spitze ist der Moment, in dem sie gegen den Tisch gestoßen ist; ihre Stimme liegt tiefer. Sie stellt den Gain auf +18 dB, lässt den Limiter an und hört sich eine Minute mit Vergleichen an. Ihre Stimme spielt jetzt in normaler Lautstärke über einen Handylautsprecher, und der Stoß gegen den Tisch, der 3 dB über der Grenze gelandet wäre, wird knapp darunter gehalten, statt zu knacken. Sie teilt die neue Datei, und die Mails über die „kaputte Aufnahme“ hören auf.

Wie der Podcaster die Folge rettet

Der geclippte Export lässt sich nicht reparieren, weil die Spitzen dieser Wellenformen weg sind. Also geht der Podcaster zurück zur Originalaufnahme seines Gastes und schickt sie mit aktivem Limiter durch den Verstärker, sodass das Lachen unter 0 dBFS abgefangen statt abgeschnitten wird. Der Gast ist jetzt so laut wie seine eigene Stimme, ohne das Rauschen.

Und wenn die verstärkte Folge danach zu groß für das Upload-Limit seines Hosters ist, ist das ein Job für die andere Art der Kompression: Er kann die Audiodatei komprimieren und auf eine niedrigere Bitrate bringen, ohne den Pegel anzutasten, den er gerade korrigiert hat.

Kurz gesagt

Dein Audio ist leise, weil die Aufnahme zu viel Headroom unter der Grenze von 0 dBFS gelassen hat. Die lauteste Spitze entscheidet, wie viel Gain du hinzufügen kannst, und wenn du über die Grenze gehst, entsteht Clipping, das sich nicht rückgängig machen lässt. Verstärke von der Originaldatei aus und lass einen Limiter an, der die Spitzen abfängt.

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Datei nach dem Verstärken zu groß? Audio komprimieren → ist auch gleich da.