Phasenkorrelation

Definition

Die Phasenkorrelation zwischen dem linken und dem rechten Kanal ist der Korrelationskoeffizient der beiden mittelwertfreien Signale:

r = Σ L[n] · R[n] / √( Σ L[n]² · Σ R[n]² )

Der Wert liegt zwischen −1 und +1:

• +1: Die Kanäle sind bis auf einen Pegelfaktor identisch (Mono-Signal);
• 0: Die Kanäle sind unkorreliert (sehr breites Stereo, zwei unabhängige Aufnahmen);
• −1: Die Kanäle sind identisch mit entgegengesetzter Polarität; in Mono summiert löschen sie sich aus.

Für zwei Sinuswellen derselben Frequenz und Amplitude mit der Phasenverschiebung φ, gemessen über eine ganze Zahl von Perioden, gilt r = cos φ: 90° → 0; 180° → −1. Echtzeit-Korrelatoren berechnen r über ein gleitendes Fenster von einigen hundert Millisekunden; Multiband-Korrelatoren berechnen r pro Frequenzband. Das Goniometer (Vektorskop) zeigt dieselbe Größe grafisch an, indem es M = (L+R) auf der vertikalen Achse und S = (L−R) auf der horizontalen zeichnet.

Korrelation, Side/Mid-Verhältnis und Mono-Pegelabfall hängen zusammen: Bei Kanälen gleicher Leistung gilt P_S / P_M = (1 − r) / (1 + r), und der Pegelabfall in Mono beträgt 10 · log10((1 + r) / 2) dB.

Parameter und Einheiten

• Wert: dimensionslos, von −1 bis +1.
• Integrationsfenster: 100–300 ms bei Echtzeit-Metern; gesamte Datei bei zusammenfassenden Messungen.
• Referenzwerte für einen vollständigen Mix: Mittel +0,3/+0,9; kurze Einbrüche Richtung 0 bei breiten Effekten sind normal; anhaltende negative Werte deuten auf ein Problem hin.
• Umrechnungstabelle (Kanäle gleicher Leistung):

Musikalische Funktion

Die Korrelation zeigt sofort Polaritätsumkehrungen, Laufzeiten zwischen Mikrofonen, zu stark aufgedrehte Widener und Synthesizer mit gegenphasigen Oszillatoren an. Ein Mix mit positiver Korrelation behält bei der Mono-Wiedergabe seine Balance; ein Mix mit Korrelation nahe 0 oder negativer Korrelation verliert Energie, vor allem in den Bässen und in der Stimme, auf Smartphones, Bluetooth-Lautsprechern und Club-Anlagen.

Praxisbeispiel

• Mikrofone der Bassdrum: Kick In und Kick Out mit entgegengesetzter Polarität. In der Mitte summiert löschen sie sich unterhalb von 200 Hz teilweise aus; panort man die beiden Mikrofone vorübergehend eines nach links und eines nach rechts, zeigt der Korrelator negative Werte. Kehrt man die Polarität eines Mikrofons um, wird die Korrelation wieder positiv, und der Bass der Bassdrum steigt um 4–6 dB.
• Gitarre mit zwei Mikrofonen in unterschiedlichen Abständen: 1 ms Verzögerung ergibt φ = 180° bei 500 Hz, also Auslöschung bei 500, 1500, 2500 Hz in der Summe. Richtet man die Spuren um 1 ms aus, verschwindet die Auslöschung.
• Vollständiger Mix: r = 0,65 über die gesamte Datei → Side/Mid −6,7 dB und Mono-Abfall −0,84 dB: gesunde Werte für einen Pop-Mix.

Häufige Fehler

• Nur den Mittelwert des gesamten Stücks ablesen: Eine kurze Passage mit r < 0 (ein Pad, ein Riser) bleibt im Mittel verborgen.
• Meinen, eine Korrelation nahe +1 sei immer ein gutes Ergebnis: Sie bedeutet auch einen Mix ohne Breite.
• Niedrige Werte korrigieren, indem man den ganzen Mix in Mono macht, statt an der verantwortlichen Spur einzugreifen.
• Die Korrelation einer duplizierten Mono-Spur bewerten: Sie beträgt immer +1 und liefert keine Information.
• Polarität und Phase verwechseln: Die Polaritätsumkehr kippt das Signal bei allen Frequenzen, die Phasenverschiebung hängt von der Frequenz ab.

So überprüfst du es

• Analyse der App: Stereokorrelation, über die gesamte Datei mit der Formel des Korrelationskoeffizienten berechnet; Pegelabfall bei Mono-Summierung und Side / Mid (Gesamtenergie) vervollständigen die Diagnose; die Breite pro Band zeigt, in welchem Bereich sich der seitliche Inhalt konzentriert.
• Nach Abschnitten: Exportiere die verdächtigen Abschnitte (Breaks mit breiten Pads, Riser) getrennt und analysiere sie in der App, um die lokalen Werte zu sehen.
• Echtzeit-Meter: Voxengo Correlometer (Multiband), iZotope Insight, Wave Candy im Vektorskop-Modus.
• Polarität: Vergleiche mit der Polaritätsumkehr-Taste der Spur die Korrelation und den Pegel der Bässe in den beiden Stellungen.