24/192 digitales Audioformat und warum es keinen Sinn macht. Teil 2


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24/192 digitales Audioformat und warum es keinen Sinn macht. Teil 2

16 bit vs. 24 bit Audio

Perfektes Hören oder erbliches Geschenk

24 bit

Wenn ich viele Briefe erhalte, sehe ich, dass viele Menschen an die Existenz einzigartiger Menschen mit außergewöhnlichem Gehör glauben. Gibt es wirklich solche Leute mit “goldenen Ohren”?

Es hängt davon ab, was Sie als außergewöhnliches Gehör bezeichnen.

Die gesunden Ohren junger Menschen hören besser als die Ohren älterer oder beschädigter Ohren. Einige Menschen sind außergewöhnlich gut ausgebildet, um alle Nuancen von Klang und Musik zu hören, von denen die meisten Menschen nicht einmal wissen, dass sie existieren. In den 90er Jahren konnte es alle MP3-Encoder erkennen (sie waren zu dieser Zeit alle ziemlich schlecht) und es konnte dies in einem Doppelblindtest beweisen [2].

Wenn eine Person gesunde Ohren hat und gut trainiert ist, um Geräusche zu erkennen, würde ich sagen, dass ihr Gehör außergewöhnlich ist. Menschen mit unterdurchschnittlichem Hörvermögen können jedoch möglicherweise Details bemerken, die unerfahrenen Zuhörern entgehen. Außergewöhnliches Hören ist größtenteils eine Frage des Trainings, nicht der Fähigkeit, über den Hörbereich gewöhnlicher Sterblicher hinaus zu hören.

Hörforscher würden gerne jemanden mit außergewöhnlichem Hörvermögen und der Fähigkeit finden, außerhalb des Hörbereichs zu hören, um die Forschungsergebnisse zu testen und aufzuzeichnen. Ich habe nichts gegen gewöhnliche Menschen, aber jeder Wissenschaftler möchte eine Person mit genetischen Besonderheiten finden, um einen erstklassigen Artikel zu schreiben. Wir haben solche Leute in 100 Jahren des Testens nicht gefunden, also existieren sie wahrscheinlich nicht. So leid. Aber wir werden weiter nach mehr suchen.

Liebe zum Farbspektrum

Sie sind vielleicht skeptisch gegenüber allem, was ich gerade geschrieben habe, weil es gegen alle Marketing-Taktiken verstößt. Nehmen wir stattdessen an, die Menschen haben eine Begeisterung für Farbe und weichen vom Thema Klang ab.

Die obige Abbildung zeigt eine grobe Skala der Empfindlichkeit von Stäbchen und Zapfen im menschlichen Auge im Vergleich zum sichtbaren Spektrum. Diese Sinne reagieren auf Licht in überlappenden Spektralbändern, genau wie die Haarzellen der Ohren so eingestellt sind, dass sie überlappende Schallfrequenzbänder wahrnehmen.

Das menschliche Auge sieht einen begrenzten Bereich von Lichtwellen, die als sichtbare Strahlung bezeichnet werden. Hier ist eine direkte Analogie zum Hörbereich von Schallwellen. Wie das Ohr hat das Auge empfindliche Zellen (Stäbchen und Zapfen), die Licht in verschiedenen, aber überlappenden Frequenzbändern einfangen.

Die sichtbare Strahlung beginnt mit einer Frequenz von ungefähr 400 THz (dunkelrot) und reicht bis zu 850 THz (dunkelviolett) [3], aber die Sehschärfe nimmt im Laufe des Lebens ab. Außerhalb dieses ungefähren Bereichs kann die Intensität des in Ihre Augen eintretenden Lichts Ihre Netzhaut verbrennen. Es stellt sich also heraus, dass die Reichweite selbst für junge, gesunde und genetisch begabte Menschen recht anständig ist, eine Reichweite, die einem breiten Spektrum des Audiospektrums entspricht.

Nehmen wir an, dass es in unserer hypothetischen Welt, in der es eine Begeisterung gibt, das sichtbare Spektrum von Videoaufnahmen zu erweitern, eine Gruppe von Menschen gibt, die glauben, dass diese Einschränkungen nicht großzügig genug sind. Sie glauben, dass Video nicht nur das visuelle Spektrum ist, sondern auch Infrarot- und Ultraviolettstrahlung. Wenn wir mit dem Vergleich fortfahren, nehmen wir an, dass der aktivste Teil der Gruppe (der stolz darauf ist!) Auch behauptet, dass dieses Streuspektrum nicht ausreicht und das Video natürlicher erscheint, wenn dort Mikrowellen und Röntgenstrahlen erreicht werden. Für diejenigen, die ein “Auge ist ein Diamant” haben, wird der Unterschied enorm sein, nur Tag und Nacht!

Das ist natürlich lächerlich.

Niemand kann Röntgenstrahlen sehen (nicht Infrarot, nicht Ultraviolett, nicht Mikrowelle). Egal wie stark eine Person an das glaubt, was sie kann, die Netzhaut verfügt einfach nicht über die notwendigen Werkzeuge, um sie wahrzunehmen.

Hier ist ein Experiment, das jeder durchführen kann: Nehmen Sie die Apple IR Remote [TV]. Die LED sendet eine Wellenlänge von 980 nm aus, was ungefähr einer Frequenz von 306 THz entspricht, die nahe am Infrarotspektrum liegt. Wellen dieser Länge liegen nicht so weit außerhalb des sichtbaren Bereichs. Bringen Sie die Fernbedienung mitten in der Nacht mit ausgeschaltetem Licht in den Keller oder in den dunkelsten Raum und lassen Sie Ihre Augen sich an die Dunkelheit gewöhnen.

Das Bild oben ist eine Apple TV Infrarot-Fernbedienung, die mit einer Digitalkamera aufgenommen wurde. Obwohl der Emitter hell genug ist und die Frequenz der Strahlung nahe an der Frequenz des roten Teils des sichtbaren Spektrums liegt, ist Infrarotstrahlung für das menschliche Auge vollständig unsichtbar.

Können Sie sehen, wie die LED der Fernbedienung aufleuchtet, wenn Sie die Taste [4] drücken? Nein? Noch ein kleiner Blick? Probieren Sie einige andere Fernbedienungen aus, von denen viele Infrarot im Bereich von 310 bis 350 THz verwenden.


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24/192 digitales Audioformat und warum es keinen Sinn macht. Teil 1

24/192 digitales Audioformat und warum es keinen Sinn macht. Teil 1

Bit Depth

Leider macht es keinen Sinn, Musik rund um die Uhr aufzunehmen. Die Wiedergabetreue überschreitet die Formate 16/44 oder 16/48 nicht dramatisch, nimmt jedoch sechsmal mehr Speicherplatz ein.
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Bit Deph

Frühere Schlagzeilen berichteten, dass der Musiker Neil Young und der Apple-Gründer Steve Jobs über einen möglichen Start eines Dienstes zum Herunterladen von Musikformaten in “kompromissloser Studioqualität” diskutierten. Die meisten Zeitungen, Magazine und Benutzer äußerten sich recht optimistisch über die Aussichten eines digitalen Musikformats mit 24-Bit-Signalquantisierung bei einer Abtastfrequenz von 192 kHz.

Leider macht es keinen Sinn, Musik rund um die Uhr aufzunehmen. Die Wiedergabetreue überschreitet die Formate 16/44 oder 16/48 nicht dramatisch, nimmt jedoch sechsmal mehr Speicherplatz ein.

Heutzutage gibt es mehrere Probleme im Zusammenhang mit der Audioqualität und der “Anwendung” der Verbreitung digitaler Musik. Das 24/192-Format löst keines von ihnen auf. Solange alle dieses Format als Allheilmittel betrachten, werden wir im Bereich Musik keine Verbesserung sehen.

Beginnen wir mit den schlechten Nachrichten

In den letzten Wochen habe ich mit intelligenten Wissenschaftlern gesprochen, die an das Musikformat 24/192 glauben und nicht verstehen, wie jemand damit nicht einverstanden sein kann. Sie stellten gute Fragen, die es wert sind, im Detail beantwortet zu werden.

Ich habe mich auch gefragt, was eine solche aktive Unterstützung für digitales Audio mit hoher Abtastrate verursachen könnte. Die Antworten zeigten, dass nur wenige Menschen die Grundlagen der Signaltheorie oder des Abtasttheorems (Kotelnikov- oder Nyquist-Shannon-Theorem) verstehen, was nicht überraschend ist. Missverständnisse über Mathematik, Technologie und Physiologie wurden in den Reden vieler Fachleute mit umfassender Erfahrung in der Audiotechnologie deutlich. Einige haben sogar argumentiert, dass Kotelnikovs Theorem nicht erklärt, wie digitales Audio funktioniert [1].

Desinformation und Vorurteile spielen nur in den Händen von Scharlatanen. Lassen Sie uns die Grundlagen erläutern, warum das 24/192-Format keinen Sinn ergibt, bevor wir andere gültige Ideen vorstellen.

Meine Herren, herzlich willkommen! Deine Ohren!

Das Ohr hört mit Hilfe von Haarzellen zu, die sich auf der resonanten Basilarmembran in der Cochlea des Innenohrs befinden. Jede Haarzelle ist genau auf einen bestimmten engen Frequenzbereich abgestimmt, der durch die Position der Zelle auf der Membran bestimmt wird. Die Spitze der Empfindlichkeit liegt in der Mitte des Frequenzbereichs, der in beide Richtungen allmählich abnimmt und eine asymmetrische kegelförmige Form annimmt, die die Frequenzbereiche benachbarter Zellen überlappt. Wir hören keinen Ton, wenn keine Haarzellen auf diese Frequenz eingestellt sind.

Die linke Seite der Figur zeigt einen Querschnitt einer menschlichen Schnecke mit einer Basilarmembran (beige Farbe). Die Membran ist so ausgelegt, dass sie je nach Eingangsfrequenz an verschiedenen Stellen entlang ihrer Länge in Resonanz ist: Hohe Frequenzen schwingen näher an der Basis und niedrige Frequenzen am gegenüberliegenden Ende. Die Abbildung zeigt die ungefähren Positionen verschiedener Frequenzen.

Die rechte Seite ist ein schematisches Diagramm der Reaktion von Haarzellen entlang der Basilarmembran als Gruppe überlappender Signale.

Der Vorgang ähnelt einem analogen Funkempfänger, der das Frequenzsignal, auf das er eingestellt ist, von einem nahe gelegenen Radiosender empfängt. Je mehr die Empfänger- und Senderfrequenzen nicht übereinstimmen, desto instabiler und verzerrter ist das Signal, unabhängig von seiner Stärke. Es gibt obere (und untere) Pegel des Frequenzbereichs, über die Haarzellen keine Signale empfangen können und wir nichts hören können.

Abtastrate und hörbares Frequenzspektrum

Ich bin sicher, Sie haben schon oft gehört, dass Frequenzen von 20 Hz bis 20 kHz der hörbare Bereich des menschlichen Ohrs sind. Es ist sehr wichtig zu verstehen, wie Wissenschaftler solche Zahlen erhalten haben.

Zunächst messen wir die “Hörschwelle” für eine Gruppe von Hörern über den gesamten Audiobereich. Auf diese Weise können wir eine Kurve erstellen, die den leisesten Klang darstellt, den das menschliche Ohr bei einer bestimmten Frequenz hören kann, gemessen unter idealen Bedingungen in gesunden Ohren. Eine schalltote Umgebung, eine genaue Kalibrierung der Zuchtausrüstung und eine strenge statistische Analyse sind ein einfacher Teil des Experiments. Die Hörkonzentration geht sehr schnell verloren, daher muss der Test durchgeführt werden, während das Subjekt nicht müde ist. Infolgedessen gibt es viele Pausen und Pausen, und das Testen kann je nach Methodik mehrere Stunden bis mehrere Tage dauern.

Was ist das DSD-Musikformat?

Was ist das DSD-Musikformat?

DSD

Was ist das DSD-Musikaufnahmeformat?

DSD

Was ist das PCM-Audioaufnahmeformat?
Wo kann man Musikaufnahmen im DSD-Format herunterladen oder kaufen?
Das DSD-Format wird immer beliebter, da die Internetverbindungen schneller werden und Haushaltsgeräte immer leistungsfähiger werden. Und wenn vor 10 Jahren das MP3-Format bei Computern und Playern bedingungslos dominierte, gibt es heute immer mehr Liebhaber von Musik, die mit hoher Qualität aufgenommen wurde. Kürzlich haben mich mehrere Dutzend Leute gefragt, wo ich Musik im DSD-Format herunterladen soll. Das hat mich wirklich überrascht, denn mir hatte mir noch niemand diese Fragen gestellt. Es ist gut, dass die Leute anfangen, Qualität über Kompaktheit von Audiodateien zu schätzen.

Was ist das DSD-Musikaufnahmeformat? Was sind DSD-Dateien?
Um uns klar vorzustellen, was DSD-Dateien sind, müssen wir ein etwas anderes Format kennen: PCM.

Ich entschuldige mich für die Tatsache, dass die Videolektion auf Englisch ist, leider gibt es auf Russisch keine guten Videos, die die Methode zum Aufzeichnen von Daten im digitalen Format im PCM-Format erklären. Selbst mit Grundkenntnissen der englischen Sprache werden Sie fast alles verstehen, da das Video illustrative Zeichnungen enthält.

Was ist das PCM-Audioaufnahmeformat?
PCM ist eine Pulscodemodulation, die zur digitalen Darstellung von analogen Signalen verwendet wird. Es ist die Standardform von digitalem Audio in Computern, CDs, digitaler Telefonie und anderen digitalen Audioanwendungen. PCM ist ein unkomprimiertes Audioformat, das verlustfreie Audiodaten speichert und häufig als Eingabe für andere Arten von Audiodateien dient. Beispielsweise wird CD-Musik im PCM-Format mit einer Auflösung von 16 Bit / 44,1 kHz gespeichert.

Das DSD-Format wurde 1999 von Sony und Philips entwickelt und sollte das Standard-CD-Format ersetzen. Zu dieser Zeit hieß es Super Audio CD oder SACD. Heute heißt dieses Format DSD.

Möglicherweise sind Sie von Zeit zu Zeit auf den Namen des DXD-Formats gestoßen, und nein, dies ist kein Tippfehler. Dies ist ein anderer Dateityp. DXD steht für Digital eXtreme Definition und wird verwendet, wenn das ursprüngliche DSD-Signal in 24-Bit / 352-kHz-PCM konvertiert wurde. Wir können sagen, dass DXD ein sehr hochauflösendes PCM ist.

Aber zurück zu DSD, wie gut ist es? Die What Hi-Fi-Site hat dieser Frage endlich ein Ende gesetzt und gesagt:

„Es gibt keine genaue Methode oder Möglichkeit, PCM- und DSD-Formate aufgrund unterschiedlicher Codierungsalgorithmen einzeln zu vergleichen. Wenn Sie jedoch eine allgemeine Vorstellung benötigen, entspricht DSD in der Aufnahmeauflösung in etwa der PCM-Auflösung von 24 Bit / 88,2 kHz. . Der Dynamikbereich für DSD beträgt etwa 120 dB. Im Vergleich dazu darf der Dynamikbereich für eine CD-Aufnahme 96 dB nicht überschreiten, während eine 24-Bit / 192-kHz-Aufnahme theoretisch einen Dynamikbereich von bis zu 144 dB haben kann. ”

Wo kann ich Musikaufnahmen im DSD-Format herunterladen oder kaufen?
Wir haben sehr kurz darüber gesprochen, wie sich DSD-Musikaufnahmen von anderen unterscheiden. Kurz gesagt, Qualität. Heutzutage sind DSD-Aufzeichnungen von höchster Qualität. Wenn Ihr Gerät die Wiedergabe von DSD-Musik unterstützt, empfehle ich, nur diese Aufzeichnungen anzuhören. Selbst bei Kopfhörern mit mittlerer Reichweite werden Sie einen Unterschied feststellen, ganz zu schweigen von High-End-Kopfhörern.

Audio pcm was. Digitaler Sound: DSD vs PCM Teil 3

Audio pcm was. Digitaler Sound: DSD vs PCM Teil 3

What is DSD Audio? [Sound Quality, DSD vs PCM]

Rufen Sie ein “Ziffern” -analoges Signal ab

Die Digitalisierung eines analogen Signals ist jedoch die halbe Miete. Um digitale Musik zu hören, müssen Sie die Konvertierung rückgängig machen. Lassen Sie uns zunächst sehen, wie eine digitale DSD-Sendung in Ton umgewandelt wird. Wie wir bereits wissen, handelt es sich bei diesem Stream um ein hochfrequentes Bi-Level-Signal (2,8 MHz oder mehr). Der Durchschnittswert dieses Signals ändert sich mit der Audiofrequenz. Das heißt, wenn der Ansatz zur Lösung des Problems so einfach wie möglich ist, müssen Sie alle Hochfrequenzkomponenten des DSD-Streams herausfiltern und nur ein nützliches Tonsignal (Frequenzen bis 20 … 22 kHz) zurücklassen. Dies erfolgt mit einem analogen Tiefpassfilter (LPF). Der einfachste LPF ist eine RC-Kette.

Wie Sie sehen können, sieht das resultierende Diagramm nur vage wie die ursprüngliche Sinuskurve aus. Vergessen wir jedoch nicht, dass wir das einfachste Filter “angewendet” haben. Durch die Verbesserung der Filterschaltung kann ein Hochfrequenzrauschen fast vollständig vermieden und ein analoger Klang mit Indikatoren guter Qualität erzielt werden.

Um ein analoges Signal von einem digitalen PCM wiederherzustellen, reicht nur ein analoger Tiefpassfilter nicht aus. Sie müssen zuerst die digitalen Daten entschlüsseln. Hierzu werden Digital-Analog-Wandler (DACs) verwendet. Sie sind von unterschiedlicher Art, aber es würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, sie alle zu beschreiben. Lassen Sie uns auf die 2 häufigsten Arten der Tontechnologie eingehen. Dies ist zunächst der sogenannte Ladder-Typ-DAC (auch Multibit genannt). Wie Sie wahrscheinlich vermutet haben, wandelt ein solcher DAC einen digitalen PCM-Datenstrom in einen Strom von Audiosignalwerten um, die in der Grafik wie eine Leiter aussehen (Abbildung 6). Wie bei DSD ist es unbedingt erforderlich, einen analogen Filter zu verwenden, um das Joggen auszugleichen.

Oft verwenden diese Wandler eine Zwischenüberabtastung des digitalen PCM-Signals bei höheren Frequenzen (z. B. 192 kHz): Dies reduziert die “Schritte”, was eine Vereinfachung der analogen Filterschaltung ermöglicht.

Der zweite DAC-Typ, Delta-Sigma, verwendet eine Überabtastung bei noch höheren Frequenzwerten bei gleichzeitiger Reduzierung der Bittiefe auf ein Bit. Sieht es nicht nach irgendetwas aus? Dies ist ein bekanntes DSD-Signal! Wir haben bereits diskutiert, wie ein solches Signal weiterverarbeitet und in ein analoges umgewandelt werden kann.

PCM- und DSD-Anwendung, Vor- / Nachteile
Wo finden wir die einzelnen Codierungsmethoden? Das PCM-Format ist weit verbreitet: CDDA-Discs, DVD-Audio, MP3-Dateien, FLAC, ALAC, AAC, Ton in Filmen usw. Es ist einfacher zu sagen, wenn es sich nicht um PCM handelt. Super Audio CD-, DSD-, DSF- und DFF-Dateien liegen im DSD-Format vor. Was ist besser? Aus welchem ​​Format erhalten wir einen besseren Klang?
Die Artikel, die dem DSD-Format gewidmet sind, beschreiben viele Vorteile gegenüber PCM. Sind jedoch alle beschriebenen Vorteile wahr, oder handelt es sich um Mythen, die für Laien erfunden wurden, die die technische Komponente zur Wiederherstellung des vom PCM-Format dicht besetzten Marktes nicht verstehen? Lassen Sie uns die Liste kurz überprüfen.

Schlussfolgerungen
Sollten Sie sich also für DSD oder PCM entscheiden? Es gibt keine einzige Antwort und es kann auch nicht sein: PCM 24 Bit 92 kHz und DSD128 sind sich beispielsweise in ihren Qualitätsmerkmalen sehr ähnlich, und diese Merkmale sind besser als die Geräte, auf denen diese Formate abgespielt werden, was a bedeutet Eine weitere Verbesserung der Qualität digitaler Formate für die Wiedergabe in dieser Phase ist nicht praktikabel. Bei der Bewertung der Klangqualität in verschiedenen hochauflösenden Formaten treten subjektive Empfindungen in den Vordergrund, da das menschliche Gehirn nicht von derselben Qualität verzehrt wird: dem Design der Geräte, ihren Kosten und vor allem dem Wohlbefinden und dem Wohlbefinden Die Stimmungen des Hörers wirken sich viel stärker auf das Gefühl aus, Musik zu hören. Wählen Sie daher, was Ihnen persönlich gefällt, und setzen Sie Ihre Meinung nicht anderen auf. Viel Spaß beim Zuhören!
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