YouTube Audioqualität im Test: Wie gut ist sie wirklich?

YouTube Audioqualität im Test: Wie gut ist sie wirklich?

YouTube ist eine weit verbreitete Plattform für Videos aller Art, auch für Musik und Audioaufnahmen. Ein kürzlich aufgeworfene Frage betraf die technische Qualität der Audioausgabe von YouTube (YT) Videos, insbesondere im Vergleich der Audio-Codecs 'opus' und 'aac/mp4'.

Um dies zu beurteilen, wurden Originaldateien (Source) mit den von YouTube bereitgestellten Ausgabedateien verglichen. Die Ralph Vaughan-Williams Society (RVWSoc) stellte freundlicherweise Beispiele zur Verfügung, die Auszüge ihrer auf Audio-CDs verkauften Aufnahmen enthielten. Diese dienten als Grundlage für die Untersuchung der Audioqualität und der Codec-Auswahl auf YouTube.

Verfügbare Audioformate auf YouTube

YouTube bietet eine Vielzahl von Audioformaten für Videos an, darunter:

• aac (mp4a.40.5): Mit unterschiedlichen Bitraten (z.B. 49k, 130k) und Abtastraten (z.B. 22050Hz, 44100Hz).
• opus: Mit Bitraten um die 150k und einer Abtastrate von 48000Hz.

Die Vielfalt der Abtastraten (ASR) fällt auf. Es überrascht, dass ASRs bis zu 22,05 kHz angeboten werden, was bedeutet, dass das YouTube-Audio nur einen Frequenzbereich bis etwa 10 kHz abdecken würde. Da nur eine Quelldatei mit einer von der RVWSoc gewählten Abtastrate hochgeladen wurde, durchlaufen einige der YouTube-Ausgabeversionen bei 48 kHz oder 44,1 kHz zusätzlich eine Sample Rate Conversion (SRC), was die Klangqualität beeinträchtigen kann. Um diesen Faktor zu vermeiden, konzentrierte sich die Analyse auf die YouTube-Ausgabe, die die gleiche ASR wie die hochgeladene Quelle beibehält.

Analyse am Beispiel "Pan’s Anniversary"

Als Beispiel dient das Video "Pan's Anniversary", dessen hochgeladene Version Audio im aac(LC)-Codec mit einer Bitrate von 194 kb/s und einer Abtastrate von 48 kHz enthält.

YT-140 verwendet den gleichen Codec wie die Quelle, ändert aber die Bitrate und die ASR. YT-251 transcodiert den Input aac(LC) in den Opus-Codec, ändert aber nicht die Abtastrate. Die YouTube-Versionen sind nicht zeitlich mit der Quelle synchronisiert. Um Veränderungen durch die ABR zu vermeiden, konzentriert sich der Vergleich auf die Source-Version mit YT-251, bei der der Output den Opus-Codec verwendet, aber die Source-Abtastrate beibehält.

Durch Kreuzkorrelation wurde die zeitliche Ausrichtung der Audio-Samples analysiert. Das Ergebnis zeigte, dass die YT-251 Version eine Verzögerung von 6,5 Millisekunden aufwies. Nach der Korrektur dieser Verzögerung konnte die Differenz zwischen der Source und der YT-251 Version berechnet werden.

Das Ergebnis zeigte, dass es eine Restdifferenz gab, die typischerweise etwa 20 dB unter dem musikalischen Pegel lag. Dies könnte entweder als Verzerrung oder als Folge von Amplitudenänderungen interpretiert werden. Der Crest-Faktor, der das Verhältnis zwischen Peak- und RMS-Pegel misst, unterschied sich ebenfalls zwischen der Source und der YT-251 Version, was auf Veränderungen in der Wellenform hindeutet. Die Analyse des Frequenzspektrums zeigte, dass Details oberhalb von etwa 16 kHz in der YT-251 Version verloren gingen oder durch synthetische Informationen ersetzt wurden.

Analyse am Beispiel "Vaughan-Williams on Brass"

In diesem Fall hatte die Source eine aac Audio mit einer ASR von 44k1. Dadurch konnten Sample Rate Resampling Effekte vermieden werden. Wie bereits beim vorherigen „Pan's Anniversary“-Beispiel war der YT-140-Output von anderer Dauer als die Source und nicht sample-aligned. Der Output wurde so bearbeitet, dass er auf eine sample-aligned Reihe zugeschnitten wurde, die mit dem Timing der Source übereinstimmte.

Die Analyse des Frequenzspektrums zeigte, dass der Output bei knapp 16 kHz abgeschnitten wurde, was niedriger ist als in der 44k1-Abtastrate, aac Input, der bei YouTube eingereicht wurde. Während das YT-251 Output Spektrum bis etwa 20 kHz zu reichen schien, war der Teil oberhalb von etwa 15 kHz möglicherweise nur "Fehler".

Vergleich mit BBC iPlayer

Zum Vergleich wurde ein Audio-Stream der BBC (iPlayer, 320k aac) analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die Fehlerquote im Vergleich zur Quelle geringer war als bei YouTube, insbesondere bei höheren Frequenzen. Die Audioqualität der BBC war insgesamt höher, was aufgrund der höheren Bitrate (320k) zu erwarten war.

Fazit

Die Analyse zeigt, dass die Audioqualität von YouTube-Videos durch die angebotenen Bitraten und Codecs begrenzt sein kann. Während die BBC eine höhere Audioqualität bietet, scheint YouTube Kompromisse einzugehen. Es stellt sich die Frage, ob YouTube durch eine Optimierung der Audio-Parameter die Qualität verbessern könnte, ohne die Benutzerfreundlichkeit zu beeinträchtigen. Weitere Untersuchungen in diesem Bereich wären wünschenswert.

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