Diferencia RMS en WAVs y MP3s de misma fuente

Como sabía que hay un recorte de frecuencias supuse que podría haber algo así.
Se los presento como si fuera un trabajo de investigación (o más o menos eso)

Diferencia de RMS entre WAVs y MP3s

OBJETIVO:
Determinar la si hay diferencia RMS entre WAVs y MP3s

MATERIAL, METODO y DISEÑO:

Selección de discos originales.

CD1: "Enrique Guzman 20 de colección". 1993
CD2: "Enrique Guzman grabaciones orginales". 1991
CD3: "Los cinco latinos 20 grandes canciones". 1993

Todas las canciones se extrajeron digitalmente con el adobe audition.
En total n=52
Se guardaron como WAV (Windows PCM mismo que llamamos "Audio sin compresión para efectos del

trabajo")
Se tomó nota del "Average RMS power" de cada lado (L y R) del WAV y se sacó el promedio usando

Exell.
Se guardo como MP3 usando el codec MP3PRO desarrollado por Fraunhofer IIS y Thomson que viene con

el nombre MP3/mp3PRO. a 128 hbps, 44100 Hz, Stereo (11.0:1)
Se cerraron todas los archivos
Se cargaron los MP3 previamente mencionados
Se tomó nota del "Average RMS power" de cada lado (L y R) del MP3 y se sacó el promedio usando

Exell.

Se usó la prueba T de student pareada (para evitar artefactos motivo de ser discos distintos) para

determinar si hay diferencia entre el nivel RMS de las canciones antes y después de la conversión.

RESULTADOS

Muestra = 52
Average RMS de los WAV = -18.76
Average RMS de los MP3 = -18.84
Resultado de la t de Student: p=0.001314

DISCUSION
Me da pereza revisar bibliografía al respecto. Aún no lo hago. Es más, aquí entramos todos

nosotros.

Entonces estadísticamente hablando el MP3 cambia los RMS promedio haciéndolo más bajo por 0.08. Lo

que no se nota al oído (al menos yo no lo noto, aparte del hecho que suena feo...)
Revisando las frecuencias que se ven en el análisis de espectro del adobe audition usando un FTT

size de 8192 se ve un corte de frecuencias 15.8 KHz con rezagos hasta 16.2 KHz. Más allá de eso no

hay nada. En los bajos no veo nada distinto.
Asumo que ese recorte de frecuencias es el responsable de la pérdida de tal cantidad de RMS.

El asunto es que en relación de cada medida individual los cambios en los datos "RMS promedio" son

tanto para arriba como para abajo. Simplemente varían sin poder predecir hacia donde ni cuanto.

¿Acaso el codec hace algo más que cortar frecuencias?
¿Tendrá una compensanción amplificando todo el wav de acuerdo a lo que corta?
¿Algunas frecuencias influyen más en el valor promedio de RMS que otras? supongo que siguiendo la

curva de Fletchen (o algo así) será cierto pero no sé...
(justo aquí viene la revisión de literatura que no he hecho.. jeje)
De todo esto... ¿Cuandos RMS promedio debe variar un tema para que sea perceptible?
Espero sus comentarios.

Datos curiosos
Average RMS CD1 = -19.89
Average RMS CD2 = -21.43
Average RMS CD3 = -16.03
Como lo hacían antes ¿no?

CONCLUSION:
La transformación a MP3 de 128 kbps disminuye el volumen de los tracks, pero esta disminución es

practicamente imperceptible para la oreja.

Obs. Grupo WAV Grupo MP3
L R Prom L R Prom
1 19,18 20,3 19,74 19,33 20,4 19,87
2 20,88 20,5 20,69 20,99 20,6 20,80
3 19,7 21,13 20,42 19,9 21,12 20,51
4 20,1 21,82 20,96 20,29 21,82 21,06
5 19,68 21,63 20,66 19,89 21,1 20,50
6 18,89 19,81 19,35 19,03 19,9 19,47
7 16,83 17,39 17,11 16,96 17,42 17,19
8 18,31 20,43 19,37 18,47 20,53 19,50
9 22,62 21,93 22,28 22,73 20,07 21,40
10 18,69 19,11 18,90 18,81 19,16 18,99
11 17,81 18,63 18,22 17,97 18,73 18,35
12 19,09 20,78 19,94 19,24 20,88 20,06
13 21,19 21,42 21,31 21,3 21,47 21,39
14 17,68 17,89 17,79 17,77 17,94 17,86
15 19,26 20,08 19,67 19,43 20,2 19,82
16 21,4 22,49 21,95 21,54 22,59 22,07
17 19,56 20,37 19,97 19,69 20,48 20,09
18 19,67 19,26 19,47 19,78 19,38 19,58
19 19,3 19,64 19,47 19,47 19,74 19,61
20 21 20,07 20,54 21,13 20,23 20,68
21 20,28 19,86 20,07 20,4 19,98 20,19
22 20,01 20,19 20,10 20,16 20,33 20,25
23 21,07 20,92 21,00 21,18 21,03 21,11
24 22,56 21,99 22,28 22,65 22,1 22,38
25 22,26 21,96 22,11 22,38 22,08 22,23
26 20,97 20,32 20,65 21,08 20,46 20,77
27 22,7 22,44 22,57 22,85 22,59 22,72
28 23 23,86 23,43 23,19 24,01 23,60
29 19,84 20,32 20,08 20,01 20,46 20,24
30 20,2 20,72 20,46 20,37 20,86 20,62
31 22,34 23,68 23,01 22,5 23,8 23,15
32 21,5 21,24 21,37 21,14 20,85 21,00
33 15,77 15,67 15,72 15,85 15,77 15,81
34 15,31 15,11 15,21 15,38 15,28 15,33
35 14,82 14,85 14,84 14,91 14,94 14,93
36 15,1 15,03 15,07 15,17 15,12 15,15
37 15,95 15,93 15,94 16,04 16,02 16,03
38 17,29 17,26 17,28 17,38 17,35 17,37
39 16,32 16,29 16,31 16,4 16,37 16,39
40 14,97 14,82 14,90 15,07 14,96 15,02
41 17,66 17,8 17,73 17,79 17,91 17,85
42 16,07 16,2 16,14 16,18 16,28 16,23
43 17,76 18,76 18,26 18 18,18 18,09
44 16,15 16,36 16,26 16,37 16,43 16,40
45 16,23 15,79 16,01 16,36 15,94 16,15
46 15,05 14,86 14,96 15,14 14,97 15,06
47 17,24 17,15 17,20 17,32 17,25 17,29
48 15,43 15,36 15,40 15,53 15,49 15,51
49 18,04 17,78 17,91 18,13 17,9 18,02
50 14,51 14,29 14,40 14,64 14,45 14,55
51 15,46 14,92 15,19 15,58 15,06 15,32
52 15,79 16,15 15,97 15,89 16,22 16,06
18,76 18,84

Tstudent 0,001314

Ug... el tercer mensaje salió horrible.

Bueno, si lo leen espero comenten porque no soy experto ni mucho menos sobre el tema.

Ya me tiene podrido el CFML Runtime error que tira la página =(

Esta bueno lo que hiciste.
Para mí el mp3 ya es demasiado viejo., salió hace 1500 años y ya hay formatos muchisimos mejores, pero bueno, es así. El ogg esta piola, incluso el wma suena mucho mejor a mismos kbps que el mp3 feo.

Por otro lado, como todo formato de compresión basado en perdida de calidad, no es solo un filtro low-pass., es un proceso bastante complejo, que no solo cambia el espectro según kbps, agrega una distorsión bastante fea a las frecuencias altas como "fritura"., arruina el ataque de los sonidos, y tambien deforma la imagen estereo.
Todo esto sin duda impacta en los RMS., pero igualmente 0.08db promedio es realmente demasiado poco.

Por tus preguntas.,
"¿Acaso el codec hace algo más que cortar frecuencias? "
Si, totalmente, como dije., no es un low-pass y listo, fijate en wikipedia o similares., que es un proceso bastante complejo de analisis y descomposición del audio, para luego ser reconstruido.
Pensa que a 44.1Hz / 128kbps ocupa 12 veces menos que un WAV., con lo cual si fuera un simple corte de frecuencias., equivaldria a un wav de 3.5Khz.

"¿Tendrá una compensanción amplificando todo el wav de acuerdo a lo que corta? "
Si, pero no creo que puedas compensar linealmente basado en los db de atenuación obtenida, más cuando es un margen tan chico de diferencia de RMS.

"¿Algunas frecuencias influyen más en el valor promedio de RMS que otras?"
Hasta donde yo se no, la curva de la que hablas esta referida al oido humano y como percibe las distintas frecuencias, no a las relaciones de db de señales dentro de un sistema electrónico.

Bueno, más allá de la dudosa certeza de lo que acabo de escribir, jaja, espero que algo de todo este gran chamuyo te sirva, y si pensas otra cosa tirala así discutimos.

Saludos Nork!

Acordate que cuando convertis a mp3 te agrega un minúsculo silencio al comienzo., eso en un tema de 5 minutos me hizo obtener un rms de 0.001db menos que el original =P

Yo creo que deberías hacer el mismo análisis pero con un disco grabado después del 2000, por ejemplo, U2, Sting, Madonna, algo así, porque al analizar el material remasterizado de Enrique Guzman, es probable que la grabación original fue analoga, las frecuencias más altas deben andar por los 8 o 9 Khz, en cambio un disco más reciente trae frecuencias más altas, los agudos de las grabaciones digitales actuales son más nitidos y estos se estropean al convertir a MP3, eso si representaría una diferencia mayor al analizarse.

HOla:

Me parece muy piola el ensayo.

También me parece bastante esperable el resultado...por la forma que trabaja el mp3.

Yo también hubiera mirado que pasaba con los otros parametros que dá la estadistica del cool edit.

...y no hubiera estado mal usar unos archivos de control guardados en .WAV......como la dif es tan pequeña, para descartar alguna boludez que pueda meter, sin querer o queriendo el soft. (algún fade, o algo asi)

Slds!!!

Bueno bueno yo los voy a hacer mas criollo, vos estuviste usando mp3 pro, ok, el mp3 pro tiene una forma de comprimir mas copada que el mp3 comun es por eso que la diferencia es tan poco, no me preguntes la parte tecnica porque realmente desconozco como hace para esmascar frecuencias, pero por algo que pongo las manos en el fuego es que un mp3 "comun" a 128 kbps tiene una diferencia bastante notoria a un wav, sin ir mas lejos fijate en el brillo del tema, y en la dinamica, pero bueno esto es un foro y cada uno opina como le parece sin ofender ni agredir, saludos y paz, muy interesante el post

Holas a todos...

Gracias por darse el trabajo de leer lo que postee.

Mr Charles,
Se que los demás codecs son mejores pero el MP3, creo yo, sigue siendo el más popular y me dio ganas de hacer eso... Ahora... el bajón de 0.08 db es como PROMEDIO con significancia estadística (Osea que no es champa que haya pasado así). Hay algunas conversiones donde en lugar de bajar los RMS subían a pesar de los cortes y todo eso.

JAC,
posiblemente tengas razón, pero el espectro de las canciones que te menciono era completo a´si que lo use... (eran los que tenía a la mano originales también)

Hiendaudio.
No usé otros WAVs porque no me percate si había algún detalle más en la conversión como el pequeño espacio que pone al principio el MP3... que, bueno, no he visto que lo ponga...
Lo de los demás parametros que bota el Adobe Audition se me vino a la mente cuando estaba por la mitad de las mediciones y me dió pereza volver a hacerlas... Pero como dices hubiera sido más interesante hacerlo así.

Djyordy... toda la ra´zon.. el mp3 128 suena feo...

Saludos!

Si, pensar que la tecnologia mp3 se creo en 1986 , que groso el tipo que la desarrolló., demasiado groso.