Normalisierung (Audio) – einfach erklärt

Begriff und Ziele

Normalisierung bezeichnet in der Audiotechnik den Vorgang, die Amplitude analogen oder digitalen Audiomaterials zu vergrößern oder zu verkleinern, sodass sie innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt. Die Amplitude beschreibt dabei die Größe beziehungsweise Aussteuerung des Audiosignals.

Normalisierung hat im Wesentlichen zwei Gründe: Erstens müssen technische Rahmenbedingungen bei der Übertragung oder Speicherung eingehalten werden. Zweitens soll die Lautheit, also die vom Menschen empfundene Lautstärke, an einen bestimmten Ziel- oder Sollwert angepasst werden.

Ein technisches Ziel kann sein, ein Signal bis zur maximal möglichen Amplitude auszusteuern. Nach einer Verringerung der Wortbreite lassen sich dadurch ein guter Signal-Rausch-Abstand und geringe Quantisierungsfehler erreichen.

Lautheitsanpassung in der Praxis

Bei der Lautheitsanpassung wird die wahrgenommene Lautstärke verschiedener Audiostücke angeglichen. Empfehlungen wie EBU-R 128, ITU BS.1770 und Replay Gain beschreiben Verfahren beziehungsweise Zielwerte für diese Anpassung.

Besonders häufig wird Normalisierung bei Radiosendern für Popmusik eingesetzt. Sie gleicht den Lautheitseindruck zwischen verschiedenen Titeln an, damit Hörer während leiserer Titel die Lautstärke am Empfangsgerät nicht nachregeln müssen.

Oft wird die Normalisierung mit einer Verringerung des Dynamikumfangs durch einen Audio-Kompressor verbunden. Ein Audio-Kompressor verringert automatisch die Lautheitsunterschiede innerhalb eines Musikstücks.

Verfahren in Audiosoftware

Software zur Audio-Signalverarbeitung kann die mathematischen Vorgänge der Normalisierung meist automatisch ausführen:

Bei der Angleichung nach maximaler Amplitude wird die Stelle mit dem größten Absolutwert des Signals gesucht. Danach wird das gesamte Audiomaterial so weit verstärkt oder abgeschwächt, dass dieser Wert dem gewünschten erlaubten Maximalwert entspricht.
Bei der RMS-Normalisierung (Root Mean Square) wird nicht der maximale Signalwert, sondern der Effektivwert (RMS) des Audiomaterials berücksichtigt.
Bei der Lautheits-Normalisierung wird die Lautheit nach einem bestimmten Algorithmus berechnet und auf einen Zielwert geändert. Bei EBU-R 128 beträgt der Target Level −23 LUFS. Diese Methode orientiert sich am menschlichen Lautheitsempfinden. Dadurch können mehrere Musikstücke angeglichen und Lautheitssprünge an Übergängen in Hörfunk und Fernsehen vermieden werden.