Neues Verfahren zur Restauration von historischen Tondokumenten

Um historische Audioaufzeichnungen, wie Schallplattenaufnahmen oder alte Radiomitschnitte vor dem Alterungs- und Zerfallsprozess des Materials zu retten, haben multimediale Bibliotheken mittlerweile viele Tondokumente digitalisiert - oft jedoch in einer schlechten Tonqualität.

Forschung Menschen Promotion im Gespräch

Matthias Brandt, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Hörtechnik und Audiologie der Jade Hochschule, hat in seiner Promotion ein Verfahren zur automatischen Restauration derartiger Aufzeichnungen entwickelt. Tondokumente, die bereits in digitaler Form vorliegen, können mit dem neuen Programm automatisch von Störgeräuschen befreit werden. Bisher sind Verfahren zur Beseitigung von Störgeräuschen kompliziert, langwierig und teuer. „Unser Programm soll das Brummen, Knacken und Rauschen automatisch beseitigen, ohne dass ein Experte die Aufnahmen einzeln bearbeiten muss“, sagt Brandt. Auch würde sich das Programm für die Bereinigung von großen Datenmengen eignen. „Seit über 100 Jahren kann man Ton aufnehmen“, sagt Brandt. „Da hat sich einiges angesammelt.“

Anspruchsvoll: das „Brummen“ und das „Knacken“

Die Klangqualität soll während der Restauration möglichst gut erhalten bleiben, was einige Herausforderungen birgt. „Schwierig ist es für das Programm zum Beispiel ein „Brummen“ von einem Bass-Ton zu unterscheiden, da beide Töne eine tiefe Frequenz haben“, sagt der Diplom-Elektrotechniker. Daher werde vorab die Annahme getroffen, dass beim „Brummen“ die Intensität des Tons über einen längeren Zeitraum konstant bleibt, während Bass-Töne in der Regel öfter wechseln. Auch würde die Frequenz des „Brummens“, welches oft durch eine Einsteuerung durchs Stromnetz entsteht, im Gegensatz zum Bass-Ton weniger schwanken. 

Ein „Knacken“ herauszufiltern sei ebenfalls anspruchsvoll. „In digitalisierter Form sieht ein Kratzer auf einer Schallplatte ähnlich aus wie der Ton von Regen oder das Anblasgeräusch einer Trompete“, erklärt Brandt. Unsere Ohren seien auch schon bei kleinen Abweichungen sehr empfindlich. „Stimmen oder Instrumente klingen für uns schnell unnatürlich, wenn bei der Restauration etwas schiefgelaufen ist“, so der gebürtige Bremer. „Im Zweifelsfall lassen wir lieber ein leichtes Knacken drin, als zu viel von der Stimme oder Musik rauszufiltern.“

Ein „Goldenes Ohr“ sei für diesen Job zwar nicht notwendig, aber die Fähigkeit, die Störungen wahrzunehmen, ihre Ursache und eine Lösung zu finden und zu hören, ob der Klang verbessert wurde. „Hören, überlegen, ändern, hören und so weiter“, beschreibt Brandt seinen Arbeitsalltag während der Promotionsphase.

Promotion erfolgreich abgeschlossen

Matthias Brandt hat seine Promotion jetzt erfolgreich abgeschlossen und arbeitet als Softwareentwickler bei der Firma AIR Music Technology. Besonders gut gefiel dem 38-jährigen, dass er in seinem Promotions-Projekt seine beiden großen Interessensgebiete Musik und Programmieren vereinbaren konnte. „Ich habe erst über ein Musikstudium nachgedacht, aber wegen der Jobperspektiven habe ich mich für das Studium der Elektrotechnik entschieden. Immerhin kann ich jetzt Programme schreiben, die Musik machen.“

Die Promotion wurde von Prof. Dr. Jörg Bitzer von der Jade Hochschule betreut und von Prof. Dr. Simon Doclo von der Universität Oldenburg wissenschaftlich begleitet. „Matthias Brandt hat mit seiner wissenschaftlichen Arbeit die automatische Audio-Restauration einen großen Schritt voran gebracht“, sagt Bitzer. „Der erfolgreiche Abschluss unterstreicht, wie eine gelungene Kooperation der Jade Hochschule mit der Universität Oldenburg für kooperative Promotionen aussehen kann.“