... μετά τα 16 bits,... το Χάος

[acoustics]

Re: Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

Επ! Ναι, καλά είδατε, το Noise shaping είναι dither. Είναι μια διαδικασία feedback που ενσωματώνει dither με σκοπό να φτιάξει colored dither με την μεγαλύτερη ποσότητα του θορύβου του σε υψηλές συχνότητες, άρα πολύ λιγότερο ακουστό, ιδίως στους χαλιεντάδες που συνήθως είναι μεγάλης ηλικίας, άρα κουφοί εντελώς στα πρίμα (τζάμπα τα ρίμπον ρεεεεεεε).

Εεεεεεπ! Σ' έπιασα. Γιατί το λες αυτό? (ότι είναι τα ίδια).


Το dither είναι η προσθήκη τυχαίου χαμηλής στάθμης θορύβου (κατάλληλης pdf), που βελτιώνει τη γραμμικότητα της ψηφιοποίησης, μειώνει την αρμονική παραμόρφωση και την ανάλυση κυρίως στα χαμηλής στάθμης σήματα (πλησίον και κάτω του ενός LSB).

Το noise shaping (μεταφορά του θορύβου από το ακουστικό στο υπερηχητικό φάσμα) υλοποιείται με την εφαρμογή βρόχου ανάδρασης γύρω από τον κβαντιστή του διαμορφωτή Sigma-Delta, γεγονός το οποίο μειώνει τα σφάλματα (θόρυβο) κβαντισμού (και dither) μέσα στο συγκεκριμένο φάσμα συχνοτήτων ενδιαφέροντος, επιτυγχάνει υψηλότερη ανάλυση από χαμηλότερης ανάλυσης μετατροπείς, βελτιώνει το SNR (εντός του ακουστικού φάσματος), .....μπλα, μπλα ......

Συνήθως εφαρμόζονται μαζί στους Delta-Sigma, οπότε συνδυάζονται ταυτόχρονα όλα τα πλεονεκτήματα με χαμηλό κόστος.

Το τελευταίο για τους κουφούς ... μάλλον ισχύει.

 

[costas EAR]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

AES3/EBU Reference Design

Ίσως να είναι χρήσιμο.

και ολίγες επιλογές από wapedia, για ανάλαφρο διάβασμα στον ελεύθερο χρόνο: (και τα λινκ που περιέχουν οι εν λόγω σελίδες...)

Digital signal processing
Dynamic range
Programme level
Absolute threshold of hearing
Equal-loudness contour
Hershberger Reinforcement Curves
Mel scale
Weighting filter
Noise shaping
Audio bit depth
ITU-R 468 noise weighting
Aliasing
Direct Stream Digital
Jitter
Quantization (signal processing)
Least significant bit
Most significant bit
AES/EBU
Digital audio
Total harmonic distortion
Audio system measurement

κατώτερα επίπεδα ακοής για άντρες και γυναίκες διαφορετικής ηλικίας.

Το μάξιμουμ δυναμικό εύρος της ακοής μας θεωρείται ότι αγγίζει τα 140db, ενώ το μίνιμουμ όριο (στις καλές συχνότητες) τα 10-20db, αναλόγως ηλικίας. Χρήσιμο λοιπόν δυναμικό εύρος αναπαραγωγής τα 120-130db.

Σε αληθινές στάθμες ένα κρουστό (πχ τύμπανο) στο 1 μ δε ξεπερνάει τα 105-108db, αλλά στιγμιαία αγγίζει τα 130db.

 

[costas EAR]

Απάντηση: Re: Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

Εεεεεεπ! Σ' έπιασα. Γιατί το λες αυτό? (ότι είναι τα ίδια).


Το dither είναι η προσθήκη τυχαίου χαμηλής στάθμης θορύβου (κατάλληλης pdf), που βελτιώνει τη γραμμικότητα της ψηφιοποίησης, μειώνει την αρμονική παραμόρφωση και την ανάλυση κυρίως στα χαμηλής στάθμης σήματα (πλησίον και κάτω του ενός LSB).

Το noise shaping (μεταφορά του θορύβου από το ακουστικό στο υπερηχητικό φάσμα) υλοποιείται με την εφαρμογή βρόχου ανάδρασης γύρω από τον κβαντιστή του διαμορφωτή Sigma-Delta, γεγονός το οποίο μειώνει τα σφάλματα (θόρυβο0 κβαντισμού (και dither) μέσα στο συγκεκριμένο φάσμα συχνοτήτων ενδιαφέροντος, επιτυγχάνει υψηλότερη ανάλυση από χαμηλότερης ανάλυσης μετατροπείς, .....μπλα, μπλα ......

Συνήθως εφαρμόζονται μαζί στους Delta-Sigma, οπότε συνδυάζονται ταυτόχρονα όλα τα πλεονεκτήματα με χαμηλό κόστος.

Ναι, καθώς "Noise Shaping is inherently built into the delta-sigma modulators".

Αλλά το noise shaping πως το κάνει αυτό (τη μεταφορά του θορύβου σε μη ιδιαίτερα ακουστό φάσμα - βάσει των Fletcher-Munson curves - πάνω από τη συχνότητα Nyquist)? Με εφαρμογή θορύβου. Πρώτα βάζει θόρυβο (dither) και μετά με feedback τον ελέγχει και τον πάει εκεί που θέλει. Οπότε τι είναι στην πράξη? Εσύ πες μου τώρα....

Έτσι κι αλλιώς, όλη η θεωρία του dither είναι ακριβώς αυτή: να μετατρέψει έναν ακουστό θόρυβο σε μη ακουστό. Γενικά βέβαια το dither τον "απλώνει" τον θόρυβο, ενώ το noise shaping τον "σπρώχνει" προς τα πάνω. Το "κόλπο" στους ΔΣ είναι ότι μετράνε το θόρυβο στο χρήσιμο φάσμα, οπότε με noise shaping βγάζουν "καλύτερες" μετρήσεις, αλλά αν πάρεις όλο το φάσμα (θέσεις εκτός τα low-pass φίλτρα), δεν διαφοροποιείται καθόλου από το σκέτο νέτο dither-άκι μας. Αλλάζει βέβαια το σκηνικό στο DSD, αλλά αρχίζω και ξεφεύγω... στοπ εδώ.

Α, και δε το λέω εγώ, δες και δες. Το noise shaping αναφέρεται στην παράγραφο 3. 1. ως τύπος dither με το σχόλιο: "Noise shaping is a feedback process that has dither within it. It is typically used in audio work to generate colored dither with most of its energy in the higher frequencies, so less audible." Αυτά που έγραψα πιο πριν σε λαϊκή απλή κι ευκολοδιάβαστη ελληνική γλώσσα, για αυτούς που βαριούνται το διάβασμα στην αγγλικήν...

Φυσικά δεν είναι ακριβώς έτσι. Αλλά πιστεύω να καταλαβαίνεις τι εννοώ.

Επί του θέματος η AES δεν έχει τέτχια διφορούμενα... Ίσως να προτιμάς τέτχια κείμενα, αλλά γενικά είναι πιο βαριά, δε παίζουν για ανάλαφρο ανάγνωσμα...

 

[costas EAR]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

ΔΣ modulation is based on the technique of oversampling to reduce the noise in the band of interest, which also avoids the use of high-precision analog circuits for the anti-aliasing filter. The quantization noise is the same both in a Nyquist converter and in an oversampling converter, but it is distributed over a larger spectrum. In ΔΣ-converters, noise is further reduced at low frequencies, which is the band where the signal of interest is, and it is increased at the higher frequencies, where it can be filtered. This technique is known as noise shaping.

Nyquist–Shannon sampling theorem

 

[sp502]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

Εννοώ πως τα 16bit ορίζουν 65.536 διακριτές τιμές, από αυτές τις τιμές, π.χ. οι πρώτες 2048 προσδιορίζουν το εύρος απο 0db έως -3db, οι επόμενες 2048 το εύρος από -3db έως -6db, οι επόμενες 2048 το εύρος -6db έως -9db, και ούτω καθεξής... με τη λογική του ότι όση διαφορά ακούμε στην ένταση του ήχου δυναμώνοντας από το -6db στο -3db, τόση διαφορά ακούμε και δυναμώνοντας από το -3db στο 0db. Ίσως, βέβαια, μια τέτοια κωδικοποίηση περιείχε πολύ άχρηστη πληροφορία, αφού έχει επίσης SNR 96db και χρησιμοποιεί το μισό όγκο για ό,τι στάθμη έχουμε από -96db έως -48db και τον υπόλοιπο μισό για ό,τι στάθμη έχουμε από -48db έως 0db. Εντάξει, τέλειο δεν είναι τίποτα, αλλά θα μπορούσε να γίνει κάτι ενδιαμέσο του λογαριθμικού και του γραμμικού, ή π.χ. 2048 τιμές για κάθε 3db μέχρι τα -60db και μετά, από τα -60db μέχρι τα -132db (!), 1024 τιμές για κάθε 3db...

Πώς είσαι σίγουρος ότι στο μη γραμμικό σύστημα που περιγράφεις
το SNR θα μπορείς να το υπολογίζεις και να το αθροίζεις σαν να
ήταν επιμέρους γραμμικά συστήματα; Αν ήταν έτσι απλά τα πράγματα
θα είχαμε λύσει πολλά προβλήματα....
Έγραψα και προηγούμενα ότι η πληροφορία που ονομάζεις "άχρηστη" δεν είναι καθόλου άχρηστη.
Τα σήματα δεν είναι σχηματάκια πάνω σε χαρτί. Είναι μαθηματικά.
Και μαθηματικά δεν είναι μόνο οι 4 βασικές πράξεις.
Ρίχτε μια ματιά σε θεωρία κωδικοποίησης, γιατί τα ψηφιακά
συστήματα δεν είναι τόσο απλά όσο παρουσιάζονται πολλές φορές.

Πιστεύω πως ίσως αυτό να φταίει αρκετά για την "πενιχρή" απόδοση του PCM 44,1kHz/16bit. Και η λύση των 96kHz/24bit ή ακόμη και των 352kHz/32bit δεν είναι από μόνη της πανάκεια. Αν δεν φύγουμε από το γραμμικό, ίσως ποτέ δεν προσεγγίσουμε τις πραγματική ακρίβεια που όλοι αναζητούμε στον ήχο.

Άποψή μου είναι και ξέρω ότι λίγοι θα συμφωνήσουν, οι περισσότεροι
που δεν ικανοποιούνται από τα 44.1KHz/16bit δεν έχουν
ακούσει ότι μπορεί να δώσει το συγκεκριμένο format.
Δεν λέω ότι δεν παίρνουμε τίποτα από τα 88.2/96/176.4/192kHz
με 24bit. Απλά ας φτάσουμε πρώτα το "ταπεινό" red book.

Audio Engineering Society - Convention Paper 5538

Τι ξέρουν κι αυτοί της AES... :126:
Κώστα νομίζω ότι δεν μας ακούει κανείς...

 

[acoustics]

Kοιτάζoντας τα χαρακτηριστικά ενός μοντέρνου και υψηλών προδιαγραφών Delta-Sigma audio DAC 192-kHz/32-bit: AK4397

Λοιπόν, THD+N = -103 dB ή 0.0007% (1 kHz, 0 dBFS), δυναμικό εύρος και SNR = 120 dB.

Παρ΄ότι αναφέρει "High Tolerance to Clock Jitter" διαθέτει και βαθυπερατά φίλτρα SCF στην αναλογική έξοδο, κτλ, που είναι όμως όλη αυτή η θεωρητική αναλυτικότητα των 32-bits?

Πρακτικά, φαίνεται να επιτυγχάνει μόνον 20-bits.

 

[sapphire]

Αυτά που έγραψα ισχύουν μάλλον μόνο υπό ιδανικές προϋποθέσεις. Προφανώς και στην πράξη τα πράγματα είναι διαφορετικά. Η αλήθεια είναι πως δεν γνωρίζω τα μαθηματικά της θεωρίας των ψηφιακών συστημάτων, αλλά έχω την εντύπωση πως το PCM 44,1kHz/16bit πριν από 25 χρόνια, μάς εξυπηρέτησε καλά, ίσως επειδή δεν μπορούσαμε να έχουμε κάτι ανώτερο τότε. Σήμερα όμως, τα πράγματα είναι πολύ καλύτερα. Τα DAC υψηλής ανάλυσης κυκλοφορούν ευρέως και, χωρίς να γνωρίζω αν οι μη γραμμικές κλίμακες είναι καλύτερες από τις γραμμικές, πιστεύω πως είναι τουλάχιστον εύκολα υλοποιήσιμες.

Άποψή σου είναι ότι οι περισσότεροι που δεν ικανοποιούνται από τα 44.1KHz/16bit δεν έχουν ακούσει ότι μπορεί να δώσει το συγκεκριμένο format.

Τι πιστεύεις ότι φταίει και δεν ακούμε ό,τι αυτό μας δίνει; Τα studio; Τα dac; Τα ενισχυτικά; Το jitter; Ή κάτι άλλο;

 

[teachertza]

Εγώ να ρωτήσω κάτι...Βάλατε μερικά τέστ.Στα φτηνά στερεοφωνικά-π.χ. το δικό μου- τα κομμάτια απλά δέν ακούγονται.Εκτός αν το ακούγεται είναι με ακουστικά και πειράζοντας το equalizer του ενισχυτή(αναλογικό).Και πάλι δέν ακούγεται κάτι παραπάνω απο ψίθυρος.
Στα ακριβά πάλι κάτι ακούγεται αλλα όχι κάτι φοβερό.Πρέπει να είναι το gain στο τέρμα άρα σε normal στάθμες η πληροφορία είναι κάτω απο το όριο ακουστότητας.Σχεδόν και εκεί το αποτέλεσμα 0.Επίσης ο acoustics είπε για το φαινόμενο της κάλυψης(ή όπως λέγεται) συχνοτήτων που και αυτό μας δείχνει οτι επιστημονικά η τόσο ψηλή ανάλυση για τις χαμηλές εντασεις είναι άχρηστη.
Στις υψηλές εντάσεις να το συζητήσουμε αλλα και πάλι είναι ακραίες περιπτώσεις.

Άρα για να καταλάβω.τί το κακό εχει το 16/44 που το κάνει όμως κακό όπως το αναφέρατε.
Εγώ βέβαια προσπάθησα με απλές απόψεις να εξηγήσω μερικά πράγματα-ακόμα και το σφάλμα του πειράματος.Αυτά με το jitter δέν τα γνωρίζω κατα πόσο επιδρούν στο όλο σέτ.
άρα μένω στην ερώτηση...τί κακό έχει το 16/44 ετσι ώστε πρακτικά το 52/805 να κάνει κάποια διαφορά??

 

[costas EAR]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

Α, να και η Weiss τι μας λέει:

Dithering does not stop here. More elaborate dithering schemes shape the noise such that it is mainly present at higher frequencies where the human ear is less sensitive. The link below is again the 16 bit source quantized to 8 bits with noise-shaped dithering.

Προφανώς, κι ο gkar χρησιμοποίησε noise shaping για να κατεβάσει τη στάθμη τόσο χαμηλά και να ακούγεται τόσο καλά.

Όσο για το 16/44,1 κι εγώ είμαι της άποψης του sp502, δηλαδή πως καθόλου κακό δεν είναι και ελάχιστοι καταφέραμε να πλησιάσουμε τις δυνατότητές του. Κι ας είναι μικρές οι δυνατότητές του. Τα υπόλοιπα μηχανάκια μας δεν ανταποκρίνονται καν σε αυτές τις "ξεπερασμένες" δυνατότητες του audio που πέρασε στο μέσο με προδιαγραφές red book.

Φυσικά, δε χρειάζεται να μείνουμε στις προδιαγραφές του red book για να αναπαράγουμε το red book audio των 16/44,1. Είναι σα να προσπαθούμε να γυρίσουμε 15 χρόνια πίσω. Μπορούμε να το μετατρέψουμε σε 24/96 και να εφαρμόσουμε πάνω του ένα σωρό φίλτρα και dithering και του πουλιού το γάλα. Και φτηνό είναι και εύκολο.

Από την άλλη, το true 24/96 υλικό έχει περισσότερες δυνατότητες, περισσότερη ποιότητα, όλα τα έχει περισσότερα. Φυσικά τα μηχανάκια μας δε μπορούν να ανταπεξέλθουν στις απαιτήσεις αυτού του υλικού (είναι θα έλεγα αδύνατο να το "ξεζουμίσεις") αλλά και μόνο επειδή υπάρχει δίνει ένα boost στην ποιότητα που ακούμε.

Χωρίς αυτό να σημαίνει ότι ποτέ "ξεζουμίσαμε" το 16/44,1.

 

[Timbre]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

http://www.sencore.com/uploads/files/DigAudioChannelStatusBits.pdf

 

[costas EAR]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

http://www.sencore.com/uploads/files/DigAudioChannelStatusBits.pdf

Πολύ καλό! Thanks!

Είναι αναμενόμενο να προηγείται σε δυνατότητες το επαγγελματικό πρωτόκολλο (φαίνονται οι διαφορές), άλλωστε η απόλυτη ομοιότητα μεταξύ spdif κ AES/EBU είναι στα χαρτιά αποτυπωμένη μόνο για consumer συσκευές, κατόπιν οδηγιών της AES.

Γι'αυτό και οι επαγγελματικές κάρτες ήχου έχουν ΟΛΕΣ επιλογή αν η ψηφιακή έξοδος θα είναι σε pro ή consumer πρωτόκολλο.

Εδώ να τονίσω ότι η pro AES/EBU έξοδος είναι ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΑ 24-μπιτη, ακόμα και στο red book audio(16/44.1) με χρήσιμα τα 20bit και προαιρετικά τα 4. Φυσικά και αλλού υπάρχουν διαφορές, όπως -ας πούμε- δεν υφίσταται το copy-bit.

 

[GF]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

http://www.rane.com/pdf/ranenotes/Interfacing AES3 and SPDIF.pdf

 

[costas EAR]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

http://www.rane.com/pdf/ranenotes/Interfacing AES3 and SPDIF.pdf

παλιό, αλλά επίκαιρο...

 

[teachertza]

• Audio format : linear 16 bit default, up to 24 bit expandable

To spdif υποστηρίζει πάνω απο 16/44??Το οπτικό δεν είναι το spdif?

 

[Timbre]

Απάντηση: Re: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

• Audio format : linear 16 bit default, up to 24 bit expandable

To spdif υποστηρίζει πάνω απο 16/44??Το οπτικό δεν είναι το spdif?

http://en.wikipedia.org/wiki/S/PDIF

:126:

 

[Petros_Dalipis]

• Audio format : linear 16 bit default, up to 24 bit expandable

To spdif υποστηρίζει πάνω απο 16/44??Το οπτικό δεν είναι το spdif?

Οχι απαραιτητα, το S/PDIF μπορει να ειναι και ηλεκτρικο με βυσμα cinch.

 

[acoustics]

Παιδιά ...........jitter!!!!!!!!!!!

Το αποφεύγουν να το αναφέρουν όλες οι προδιαγραφές (AES/EBU, SPDIF, Red Book, Κολοκυθο-μπούκ), σαν το διάολο το λιβάνι.
Σαν να μην υπάρχει, λες και δεν καθορίζει τίποτα το σοβαρό.

 

[Sotos65]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

Υπάρχει jitter (σε "ποσότητα" που να επηρρεάζει εμφανώς) στα αρχεία που αναπαράγονται μέσω υπολογιστή;

 

[teachertza]

Re: Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

Υπάρχει jitter (σε "ποσότητα" που να επηρρεάζει εμφανώς) στα αρχεία που αναπαράγονται μέσω υπολογιστή;

Νομίζω οτι το jitter ειναι φαινόμενο που υπάρχει σε φαινόμενα χρονισμού.Επομένως ας μη το συγχέουμε με την δομή ενός Η/Υ οπου η μετάδοση είναι ασύγχρονη.

 

[Sotos65]

Απάντηση: ... μετά τα 16 bits,... το Χάος

Εγώ απλά ρωτάω αν υπάρχει jitter στα αρχεία ήχου όταν αναπαράγονται από υπολογιστή, μιας και τη σημερινή εποχή είναι ευρύτατη η χρήση τους γι αυτή τη δουλειά, είτε ως μικρά media center, είτε ως htpc, laptop ή desktop. Αντιλαμβάνομαι ότι η έννοια του jitter στην αναπαραγωγή του ήχου είναι στενά συνδεδεμένη με συσκευές cd/dvd player που αναπαράγουν δισκάκια CD, και το jitter προέρχεται κυρίως από το σύστημα κίνησης αυτών των συσκευών...