DIGITALE COMPACT CASSETTE (DCC) VERSUS MINI DISC

De strijd om de hegemonie bij de nieuwe audiomedia

Datareductie als gemeenschappelijke noemer

Het leven voor de van muziek via geluidsdragers genietende muziekliefhebber wordt er niet eenvoudiger op. Het naast elkaar bestaan van de CC (Compact Cassette), Compact Disc (CD), Digitale Compact Cassette (DCC), Mini Disc (MD) en Digitale Audio Tape (DAT) verwart de consument momenteel. En dat niet louter door de nieuwe afkortingen, maar juist door de productvormen, -systemen en hun onderlinge onuitwisselbaarheid. Wat die muziekliefhebber vooral nodig heeft om van zijn hobby – goede muziek beluisteren via een mooie stereo installatie – te genieten is vooral zekerheid en rust. Maar ook een technologie die niet morgen reeds is verouderd en waarvoor geen software meer te koop is.

Gemeen hebben de nieuwe media het begrip datareductie, gepaard gaande met een reeks nieuwe afkortingen als MASCAM, MUSICAM, ATRAC en PASC. Tijd dus voor een nadere uitleg, een bestandopname en wat conclusies.

De markt dicteert

Aan de basis van de nieuwe ontwikkelingen staan bikkelharde marktfeiten en prognoses. In fig. 1 en 2 zijn deze in statistiekvorm weergegeven. Behalve in ontwikkelingslanden is de LP vrijwel dood. Ook de verkoop van compact cassettes loopt terug; die van de CD stabiliseert. Hoogste tijd dus om nieuwe speeltjes, met name voor de doe-het-zelvers te ontwikkelen om leven in de brouwerij te bewaren. Zegt de industrie.

Miniaturisatie is troef

Zoals de wegen door het toegenomen autoverkeer in een permanente staat van verstopping gaan verkeren, zo dreigen de audiovisuele hulpmiddelen in soort en tal ook dichtslibverschijnselen te gaan vertonen. Zeker wanneer de industrie en de consument streven naar modieuze miniaturisatie met behoud van een hoogwaardige geluidskwaliteit voor mobiele toepassingen bij personal audio (autoradio, draagbare radio, beide met cassette- of cd speler, maar met name ook Walkman en Discman).

Maar ook op zoek naar nieuwe, betere vormen van radio uitzendingen en –ontvangst in bijna cd-kwaliteit met behulp van aardse of satelliet zenders/ontvangers (DAB, Digitale Audio Broadcast of DSB, Digitale Satellite Broadcast) met mobiele ontvangst is het dringen geblazen voor de medium opslag.

Nieuwe benadering

Deze hele ontwikkeling van "Hoe krijg ik meer, betere informatie ondergebracht in een kleinere ruimte?" vergt een heel nieuwe benadering. De weg van de muziek van het muziekinstrument via de microfoons en enige black boxes (het recorder/mengpaneel/versterkercomplex) naar de luidsprekers en de oren wordt daarbij niet langer alleen door technologische zin voor perfectie bepaald, maar is daarbij gebaseerd op wat we werkelijk waarnemen, horen. Het gaat om een eerder fysiologische benadering, stoelend op de eigenschappen van het menselijk gehoororgaan, op ervaringsfeiten uit de perceptie en de psychoakoestiek.

Wanneer het om audio gaat, bestaat een uitstekende mogelijkheid om de in het ideale geval grote datastroom flink te beperken. We zijn namelijk best in staat om met behulp van een fractie van het volledige geluid toch dat complete patroon waar te nemen. Zo nemen experts bijvoorbeeld aan dat slechts 26,6% van de bij een uitvoering van Mozarts beroemde blazerserenade geproduceerde geluiden daadwerkelijk hoorbaar is.

Toverwoord datareductie

Omdat bij verkleining van de opslagruimte met behoud van kwaliteit en speelduur de nieuwe media begrensd zijn, gaat men bijvoorbeeld bij DC en MD datacompressie toepassen. Voor de volledige doorgifte van al het opgenomene staat bij de CD een datastroom van 2,5Mbit/s ter beschikking. Bij DCC is de maximum capaciteit slechts 768kbit/s (ongeveer een kwart daarvan) zodat met behulp van tenminste viervoudige datareductie veel efficiënter moet worden verwerkt en gecodeerd (fig. 3 en 4). De ene helft van de noodzakelijke reductie wordt gehaald uit slimme psycho-akoestische codering, de andere uit een effectievere adaptieve notatie (bit toewijzing aan anders open plaatsen). Er is om te beginnen weinig fantasie voor nodig om in te zien dat een met volle capaciteit vastleggen van pauzes, rusten en andere stiltes in de muziek zinloos is. Uit frequentie analyses van muziekwerken blijkt trouwens dat het totale toonhoogte/luidheid diagram zelden geheel wordt gevuld. Fig. 5 geeft wat momentopnamen uit concrete muziekwerken. Ook het stereo effect biedt ruimte voor reductie omdat tussen beide kanalen nogal wat overlapping optreedt.

De praktijk

Bij DCC wordt de hoeveelheid data met het PASC systeem (Precision Adaptive Sub-band Coding) in vergelijking tot bij de CD tot ongeveer een kwart teruggebracht. Bij de MD gaat die reductie met ATRAC (Adaptive Transform Acoustyic Coding) nog verder tot een vijfde van de oorspronkelijke datastroom en DAB gaat met MUSICAM (Masking Pattern adapted Universal Subband Integrated Coding And Multiplexing) het verst: tot een zevende van het origineel.

Al deze systemen identificeren de hoorbare audiocomponenten en coderen deze zo effectief mogelijk door overeenkomstig de amplitude van het muzieksignaal bits toe te wijzen. Onhoorbaar materiaal wordt weggelaten. De kunst is natuurlijk om precies te bepalen wat rustig zonder schade kan worden geëlimineerd.

Beperkingen van het gehoor maken het mogelijk

Om de mogelijkheden van datareductie nader te bekijken, moeten we een uitstapje maken naar de fysiologie van het gehoor. Audio perfectionisten vergeten te vaak dat het buitenoor weliswaar functioneert als een analoge mechanische versterker, maar dat achter het trommelvlies een digitale filtering en codering plaatsvindt. Beide delen van het oor zijn in hoge mate niet-lineair in hun reactie op frequenties en amplitudes en ze passen een fikse compressie toe op gedeelten van een complexe golfvorm.

In theorie zou het oor/hersensysteem geen enkel verlies aan informatie waarnemen als die compressie precies zou kunnen worden nagebootst door de elektronica. Die simulatie is het streven bij datareductie.

Oorgevoeligheid

Een eerste uitgangspunt voor datareductie vormen daarom de bekende Gletsjer Manzoni oorgevoeligheidscurven (fig. 6 en 7). Ze tonen een in de jaren dertig uit de vorige eeuw empirisch vastgestelde perceptierelatie van het oor voor fluctuaties in amplitude (luidheid) en frequentie (toonhoogte.

Zo werd aangetoond dat onze oren het gevoeligst zijn voor de middentonen. Naar de hoge en in veel sterkere mate naar de lage tonen toe loopt die gevoeligheid terug.

Een andere bekende eigenschap van het oor is die van het simultaan maskeren. Een luide toon met een bepaalde frequentie kan een zachtere toon met een nabijliggende andere frequentie onhoorbaar maken (fig. 8). Iedereen kent wel voorbeelden uit het dagelijks leven: bij veel omgevings- of verkeerslawaai is het onmogelijk om een gesprek goed te volgen en gaat men zelf onwillekeurig harder spreken.

Audio datareductie richt zich dus allereerst op de gehoordrempel waarboven het geluid pas echt waarneembaar wordt. Die drempel wordt vervolgens dynamisch aangepast aan het maskeringseffect van de luidste frequenties. Om dat te realiseren wordt de digitaal bemonsterde audio golfvorm zelf nogmaals bemonsterd. In de techniek hiervan bewandelen ATRAC en PASC verschillende wegen, maar in principe gaat het om hetzelfde doel.

ATRAC en PASC reduceren de data op drie manieren:

1)      Door volkomen onhoorbaar geluid geheel weg te laten.

2)      Door geluid dat door luider geluid elders in het klankspectrum wordt gemaskeerd ook weg te laten; Fig. 9 geeft dat weer.

3)      Door de resterende, wèl hoorbare geluiden vast te leggen, maar dan met zo weinig mogelijk bits zonder ruis of vervorming te veroorzaken.

Om een PASC coder te maken, is het nodig om een manier te vinden om snel en nauwkeurig elke geluidscomponent te analyseren en classificeren om te bepalen of hij boven of onder de geluidsdrempel valt en of hij al dan niet wordt gemaskeerd. Dan moet een manier worden gevonden om bits toe te kennen aan de resterende hoorbare geluiden. Dergelijke complexe analyses en bewerkingen kunnen heel goed door razendsnelle computerchips worden gedaan.

De MD producten….

Intussen staan DCC en MD producten in menige winkel te pronken. Maar net als toen jaar geleden bij de introductie van de CD zijn de bijbehorende soft- en hardware voorlopig nog slechts in homeopathische doses leverbaar.

We weten nu ook meer van de uiteindelijke producten en prijzen. Met de MD lijkt men voorlopig vooral te mikken op de jongeren en de mobiele audiomarkt. MD is ook letterlijk veel sneller in het gebruik. Net als de CD speler reageert een MD recorder of –speler in een oogwenk op opdrachten en maakt met een display duidelijk zijn werking zichtbaar. Het product heeft met zijn op de floppy disc uit de computer gebaseerde werking een technologisch veel geavanceerder achtergrond dan de op de goede, oude en trage compact cassette gebaseerde DCC. Sony is de tot nu toe enige fabrikant die draagbare zowel als stationaire MD apparaten levert, Discmanachtigen. Maar dra zullen meer – voornamelijk uit het Verre Oosten stammende – fabrikanten volgen. In een later stadium zullen MD spelers ook worden ingebouwd in gettoblasters, autoradio's en dergelijke. Mooi zijn verder bijvoorbeeld de 'rangeermogelijkheden'. Op de disks kunnen afzonderlijke nummers makkelijk worden verplaatst, gewist of worden getiteld.

… en de DCC dito's

Philips heeft dus het conservatievere product met een geringer aanbod aan hardware, nog nauwelijks Walkmanachtigen, maar wel met een groter aanbod aan voorbespeelde cassettes. Een voordeel van de DCC recorder is de uitwisselbaarheid met normale analoge compact cassettes. Wie dus beschikt over een behoorlijk bestand aan zelf opgenomen of voorbespeelde 'oude' cassettes is in het voordeel met DCC: men hoeft niets reddend te kopiëren. Ook Dolby B en C worden gewoon verwerkt, alleen analoog opnemen is via de DCC apparatuur niet meer mogelijk.

In alle mechanische disciplines – starten, opname, weergave, zoeken, snel omspoelen – is DCC griezelig traag, doch wel nauwkeurig. Ook de display functies zijn nog wat aan de beperkte kant, zeker wanneer men nieuwe opnamen van titels wil voorzien. Het display zelf kan bijvoorbeeld maar maximaal 12 karakters aan. Een voordeel is wel dat de apparaten met "automatic reverse" werken en dat de bandjes niet met een hiaat in de weergave hoeven worden 'gekeerd'.

In de gemodificeerde, voor digitale verwerking geschikte vorm, hebben de bandjes een extra aandrukviltje gekregen om het band/kopcontact met de negen microscopisch smalle geluidssporen te garanderen. Een extra poetstampon moet als voorbehoedmiddel eventueel stof en slijpsel (van oude cassettes) opvangen.

Aan het begin van elke blanco cassette wordt eerst onder andere de inhoudscodering aangebracht. Dat vergt ongeveer een halve minuut. Met die vertraagde start moet men rekening houden om geen nare verrassingen te beleven. Maar daarna verloopt het proces perfect. Ook wordt vooraf op het display nog gevraagd of een galvanische of een optische digitale ingang wordt gebruikt bij opname. In geval van twijfel wordt naar analoog omgeschakeld. De "Append" voorziening zorgt dat het eerstvolgende blanco bandgedeelte voor een nieuwe opname wordt gelokaliseerd. Net als bij DAT kunnen titelnummers opnieuw worden gerubriceerd.

Software

In de beginfase is slechts een miniem aantal voorbespeelde MD plaatjes leverbaar. Het gaat voornamelijk om poprepertoire van onder andere Mike Oldfield, de Simple Minds, Roxette, de Rolling Stones, Sinead O'Connor, Michael Jackson, George Michael; qua prijs is het moois globaal vergelijkbaar met de dienovereenkomstige CD's. Alleen Denon beschikt voorlopig over wat klassiek repertoire: symfonieën van Mahler door Inbal, Vivaldi's Vier jaargetijden door I solisti italiani.

Blanco schijfjes hebben een speelduur van respectievelijk 60' (MDW-60) en 74' (MDW-74) en kosten ƒ25 c.q. ƒ30.

De aan 3,25" harde computer diskettes herinnerende schijfjes hebben 64mm diameter, zijn stevig en goed beschermd opgeborgen. Ze kunnen dus alleen niet met een CD speler worden weergegeven.

Het aanbod aan voorbespeelde DCC cassettes van Philips, Decca, DG, Archiv en Teldec is in deze beginfase stukken groter. De productie vindt in een nieuwe fabriek in Amersfoort plaats. Het repertoire aanbod pop en klassiek groeit snel en voor onbespeelde banden zorgen Philips en BASF nu reeds. Ze hebben speelduren van 45, 60, 74 en 90 minuten en kosten naar gelang hun lengte ƒ12,50 tot ƒ20. Deze nieuwe DCC cassettes zijn beter tegen invloeden van buitenaf beschermd dan hun voorgangers en mooier verpakt.

Gemeen hebben de voorbespeelde MD en DCC exemplaren dat kopiëren binnen het digitale domein geen zin heeft. De MD- en DCC recorder nemen wel de tijdcode en de stop/start indices van DAT bandjes en CD's over tijdens het kopiëren.

Praktische vergelijking

Bij een vergelijking van klinkende opname/weergave resultaten werd gebruik gemaakt van zowel eigen opnamen als van voorbespeeld materiaal. Niet zo verwonderlijk bleken de CD en DAT producten bijna voortdurend de reductiekunstenaars de baas te zijn, al was dat bij DCC minder markant dan bij MD. Soms leek de DCC versie zelfs omgekeerd wat beter te klinken. De MD was in bijna alle gevallen de minste. De CD en DAT opnamen reproduceerden strakkere, sonoorder bassen, haalden het laatste ragfijne gordijn tussen muziekpodium en luisteraar geheel weg en gaven menselijke stemmen meer glans en body.

DCC hield in deze vergelijking dus nog beter stand dan MD. Dit laatste medium klonk minder ruimtelijk, agressiever, vermoeider met zwakkere bassen. Bovendien traden andere effecten op: menselijke stemmen verbleekten, de ruimtelijke weergave stortte enigszins in, basattaques verloren wat aan contour en er traden ruissliertjes op die vroeger kenmerkend waren voor de krachtige dynamische manipulaties. Waar DCC op boventoonrijke piano en attaques bliksemsnel en gaaf reageerde, maakte MD van een in goede conditie verkerende Steinway bijna een elektrische piano. Felle aanslagen werkten wat loom, de bassen vertoonden slapte. Blaasinstrumenten maakten een wat grofkorrelige indruk. Dat alles waarschijnlijk een gevolg van modulatievervorming. Met MD lijken de hoge tonen – en daarmee eventuele ruis – bekrachtigd.

Bij een vergelijking met de weergave van een traditioneel goed cassettedeck bleek DCC eigenlijk altijd beter te klinken, MD niet steeds. Een duur oud analoog deck met nauwkeurige inmeetmogelijkheden voor de gebruikte bandsoort, HX-Pro schakeling en Dolby B ruisonderdrukking is echter beslist nog niet te versmaden.

Voorlopige conclusie

Het eindoordeel liegt er niet om. Gerekend naar de stand van dit moment kan DCC het gehoormatig heel behoorlijk opnemen tegen CD en DAT, maar is in mechanisch opzicht helaas vrij primitief en traag. MD daarentegen is in klankopzicht nog duidelijk de mindere van CD en DAT en dus ook van DCC, maar heeft qua bedieningsgemak en (snelle) hanteerbaarheid alle voordelen van de CD aan zijn kant. Voor de minder kritische popliefhebber met een Discman is het MD medium waarschijnlijk een uitkomst.

Maar het gaat hier zoals gezegd slechts om eerste impressies. Het gaat bij beide nieuwkomers op de mediamarkt immers om 'technical products in progress'. Het datareductie gedeelte is nog in voortdurende ontwikkeling en we mogen zowel van PASC als van ATRAC verwachten binnen afzienbare tijd verbeterde versies 2, 3 en meer te zien (en vooral te horen). In die zin hebben we met 'open end' systemen te maken welke voor voortdurende verbetering in aanmerking komen.

(1991)