CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit, DSD?

[OSX]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

THD mõõtmine muide ei ole määratud signaali nivooga, mõõdetakse vaid harmooniliste osakaalu. Tõsi, eks nad upuvad mürasse kui nende osiste nivoo on sedavõrd madal.
THD+N (ja SINAD) arvestab otseselt müra tasemega, mitte THD.

Vahepeal juhtus nii et kuulasin Rahvusooperi etendust sisuliselt helipuldist kus nuppe toksis Lehar Lepler, lauljad olid läbi digimikrite (ja läbi Sony Wirelessi) lisatud saali võimendusse ning orkester asus lavaaugus - st otsest heli kuulajateni ei saanudki jõuda. Ja ühtäkki tabasin end mõttelt et mis HiRez - live event on tänapäeval selline et mikid on lõigatud ca 6khz juurest ning kogu järelejäänud "mahl" asetses vahemikus 200Hz -4kHz.
Et kui keegi oleks seda sündmust salvestanud siis kas ta oleks midagi võitnud avaramast sagedusribast... bittidest kindlasti.

[moi]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Mul on muideks väga tihti olnud tunne, et see ainus õige muusika on live ja ilma igasuguse elektroonika vahelesegamista, kõrv kohe puhkab. Ainult harva satub midagi sellist niimoodi esitatama, et ka muusikaliselt huvitav oleks...

[OSX]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Teises teemas juhtus nii -

See 16 ja 24 bit erinev moonutuste tase ongi see sama kvantimismüra, ainult madalam kvantimismüra lubabki 24 biti puhul paremat THD-d mõõta.

Kas aga ainuüksi see ei anna eelist 24bitisele süsteemile? Kui juba mõõta lubab paremini, kas siis kuulates oleks ikka kehvem? Ja kui moonutused on väiksemad (olgu selle põhjus mis iganes) siis kas sellevõrra võiks olla heli "puhtam"?

Mis punktis üldse lisandub n.ö. kasulikule "helile" kvantimismüra? Kas see lisandub ainult kaasnevalt A/D ja/või D/A protsessile? Selles valguses siis digitaaldomeenis tekitatud "heli" - kas see omab koheselt ka kvantimismüra või lisandub see paratamatult alles D/A käigus?

[moi]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Seal teises teemas sai juba korra kirjutatud: Sellele mürale tuleb veel lisada analoog filtri müra (parimal juhul ka kuni 120 dB, siia alla tuleb ka pasiivelementide müra, näiteks 2k takisti termomüra sagedusribas 100kHz on 114 db 20 kraadi C juures) ning lisada siis veel juurde võimendi müra tase, mis väga heal juhul on 100 dB (aga seda mõõdetakse maksimaalse väljundsignaali suhtes, millega reaalselt kuulamist ei toimu). Kokku liites saab puhtalt elektroonikast kätte 24 biti materjalist seega umbes 100 dB, mis on väga lähedal 16 biti teoreetilisele maksimumile.
Võta näiteks oma arvuti helikaart ja mõõda loop ühenduses tema endaga siinuse THD-d 16 bit ja 24 bit signaalidega, erinevus tuleb ilmselt suht väike, mitte 48 dB nagu kvantimismüra erinevuste järgi võiks teoreetiliselt tulla.

Kvantimismüra on digi signaalis alati, sõltumata sellest mis moel see saadud on, AD kaudu või otse digis genereeritud.

[ihvike]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Mis punktis üldse lisandub n.ö. kasulikule "helile" kvantimismüra? Kas see lisandub ainult kaasnevalt A/D ja/või D/A protsessile? Selles valguses siis digitaaldomeenis tekitatud "heli" - kas see omab koheselt ka kvantimismüra või lisandub see paratamatult alles D/A käigus?

Kõigepealt tuleks hoopis alustada sellest, et mis signaaliga me salvestades üldse tegeleme. Lindistame näiteks ruumis või vabas õhus mikrofone või instrumente või vinüülimängija või lintmaki väljundit. Millised on selle signaali parameetrid? Kui suur on dünaamiline ulatus, SNR? Ikka on paratamatult kusagil piir, kust algab müra, lihtsustades juhuslik müra, mis A/D protsessis toimib juba naturaalse ditherina. Üldjuhul võib väita, et tavalised muusikalised signaalid, mida salvestatakse, ei kasuta ka 16 biti dünaamilist ulatust ära, kaootiline müra on kõrgemal kui -96 dB, ja seega on dither naturaalselt olemas. Ehk siis tavalise salvestatud muusika lindistamisel ja mahamängimisel on 16 bitti sõna otseses mõttes läbipaistev, originaalist eristamatu, kuna selle ahela omamüra (loomulikult, kui tegu on tänapäevase kvaliteetse seadmega) on väiksem kui algsignaalil ja dünaamiline ulatus suurem kui algsignaalil ning loomulik dither väldib moonutuste tekke. Jama tekib alles siis, kui on vaja selle salvestusega peale mahamängimise ka midagi muud teha. Ja siis tuleb mängu 24 bitti. 24bitiselt salvestades saab vältida müra kuuldavat kumuleerumist nivoode muutmisel ning erinevate trackide kokkumiksimisel. Efektide lisamisel ja töötlemisel konverditakse 24bitine algfail veel nagunii vähemalt 32bitiseks, tegelikult vist kasutatakse isegi kuni 72 bitti. Kui aga rääkida digitaaldomeenis tekitatud "helist", siis see võib olla nii koos ditheriga või ilma. Juhul kui on tegu 16bitise generaatoriga, siis peab dither olema, vastasel juhul on moonutused ilmsed. Kui tegu on 24bitise generaatoriga, siis on dither vajalik alles siis, kui tekib tarvidus see signaal 16bitisesse lõppformaati konvertida. Ja sel juhul on see jällegi vältimatu samm. Ja loomulikult on rohkem bitte vaja siis, kui (ka 16bitises lõppformaadis toote kuulamisel) helitugevust muudetakse digitaalselt.
Leidsin ühe lihtsamalt kirjutatud hea artikli ditheri kohta - http://www.earlevel.com/main/1996/10/20/what-is-dither/

See 16bitise A/D/A ahela n-ö läbipaistvus on ju tegelikult testitud värk, nii Ivori kui Meyeri ja Morani testis. Mõlema puhul võib lihtsalt jätta kõrvale kõik muu jama ja keskenduda ainult sellele, et oli muusikaline analoogsignaal, ühel juhul vinüülimängijast, teisel juhul SACDmängijast ning sellele signaalile lisati 16bitine A/D/A ahel. Ja kui kogu see kõrgsageduslike signaalide ja kõlarite jne teema kõrvale jätta, siis vähemalt ühte võib nende testide puhul üsna julgelt väita - see 16bitine ahel ei lisanud neis testides omalt poolt kuuldavaid moonutusi.

[moi]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

.. lihtsustades juhuslik müra, mis A/D protsessis toimib juba naturaalse ditherina. Üldjuhul võib väita, et tavalised muusikalised signaalid, mida salvestatakse, ei kasuta ka 16 biti dünaamilist ulatust ära, kaootiline müra on kõrgemal kui -96 dB, ja seega on dither naturaalselt olemas...

See on liiga suur lihtsustus, müra peab olema nn. õige, et ta toimisk ditherina, tema nivoo nimelt ei tohi olla kuigi suur ja tal peab olema sobiv spektraalne jaotus, enamasti on igasuguste mikrite ja muude analoog allikate müra palju suurem ja mitte õige spektraalse jaotusega.

Ehk siis tavalise salvestatud muusika lindistamisel ja mahamängimisel on 16 bitti sõna otseses mõttes läbipaistev, originaalist eristamatu, kuna selle ahela omamüra (loomulikult, kui tegu on tänapäevase kvaliteetse seadmega) on väiksem kui algsignaalil ja dünaamiline ulatus suurem kui algsignaalil ning loomulik dither väldib moonutuste tekke.

Seda ainult teoreetiliselt, prakitkas ei osata nii häid asju ehitada ja ega mingi süsteemi läbipaistvust ei määra ainult dünaamiline ulatus või müra tase. Dither pole ka mingi ime relv moonutuste vastu, ta lubab lihtsalt kuskil kuni 10 dB vähendada müra taset.

[ihvike]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

moi, ma olen nii aru saanud, tegelikult ei pea müra olema õigel nivool, piisab sellest, kui ta on kõrgemal/sama kui LSB, ehk siis 16 biti puhul kõrgemal kui -96 dB. Õigel nivool peab ta olema downconvertimisel, selleks et müra lisataks võimalikult vähe, aga piisavalt. Juhul kui analoogallika (või signaali!) omamüra tase on madalamal, kui LSB, siis tuleks 16bitisel salvestusel kasutada ditherit A/D sisendis, ehk siis sisendsignaalile tuleb ditheri müra lisada. Tundub, et salvestusseadmed teevad seda nagunii automaatselt, või siis annavad võimaluse seda sisse-välja lülitada. Sobiv spektraalne jaotus ei ole ka esmatähtis, tähtis on see, et ta oleks juhuslik müra. Täiesti tavaline mikrofonide-salvestussüsteemide-analoogallikate ja lindistuspaikade omamüra on ju ikka laias laastus valge müra. Ja lõppudelõpuks on see dither tähtis ikka ainult siis, kui tegu on suure dünaamilise ulatusega. Kuivõrd palju on sellist muusikat, mille puhul ditheri puudumisest oleks võimalik üldse aru saada (ehk siis 24bitine algmaterjal ilma ditherita 16 bitiseks konverditud) - tasub järgi proovida. See, kui -50 -60 dB peal on siinuses moonutust kuulda (ja selleks on see signaal 0 dBFSiga võrreldes ebaloomulikult üles võimendatud), ei tähenda kaugeltki seda, et see oleks tavalise muusikaga mingi probleem.

Läbipaistvus on mitmete kuulamistestidega kinnitust saanud, needsamad, millest korduvalt juttu on olnud. Hoopis see, et korralik 16 bit A/D/A ahel on normaalnivoodel signaaliahelas kuuldav, on tõestamata teooria. Kes nii arvavad, pangu tõestusmaterjal juurde. Millegipärast oodatakse aga tõestusmaterjali hoopis teiselt poolt ja see on ehtne logical fallacy.

A, see ka veel, dither ei vähenda müra taset, vaid suurendab dünaamilist ulatust ja elimineerib kindlatest sagedustest tuleneva diskreetse kvantimismüra (see on see vastik moonutus, mida nende ilma ditherita siinustega hästi kuulda on, tasub ise kuulata, see on täiesti reaalne asi). Dither on oma olemuselt lisatud müra. See on selgelt vastuolus mürataseme vähendamisega.

[moi]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Et oleks rohkem kasu kui kahju peab dither olema õige nivooga, mitte palju suurem kui LSB või väiksem ja ta peab ka olema teatud spektraalse jaotusega, et saaks müra viia vajalikust signaali sagedusribast välja, mis koos oversamplimisega lubab müra vähendada kogu vajalikus sagedusribas.

[ihvike]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

moi, see on eeldus parimaks võimalikuks kvaliteediks, mitte piisavaks kvaliteediks, arvestades signaali enda parameetreid. Kui A/D sisendsignaali dünaamiline ulatus on näiteks 60 dB (ehk siis signaali juhuslik omamüra on kusagil samas kandis), siis ei anna see LSB tasemel ditheri lisamine mitte midagi kasulikku - kuigi ega ta ilmselt kahju ka ei tee. Modifitseeritud spektraalse jaotusega, ehk noise shaped ditheri eesmärk on lisada rohkem müra seal, kus inimkuulmine on vähem tundlik ja vähem seal, kus ta on kõige tundlikum. Oversamplimisega pole sellel mitte midagi pistmist. Ja ma kordan veelkord, lisatud dither on LISATUD müra. Sõna otseses mõttes signaali SNR väheneb ditheri tõttu, mitte mingi viguriga ei saa SNRi ditheriga väiksemaks. Küll aga saab lahti diskreetsest kvantimismürast ja dünaamilise ulatuse suuremaks.

[moi]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

See asi on natukene kavalam. Kui dither lisada digitaalselt ja pärast oversamplimist, saab kogu ditheri müra kuuldavast sagedusribast väja viia ja seda ka tehakse.

[ihvike]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

See asi on natukene kavalam. Kui dither lisada digitaalselt ja pärast oversamplimist, saab kogu ditheri müra kuuldavast sagedusribast väja viia ja seda ka tehakse.

Ei, see ei ole dither, millest sa räägid. Dither lisatakse downconvertimisel (24>16) failile, ehk lihtsustades ühtedele ja nullidele või siis salvestatavale signaalile enne ADC'd.
Oversamplingut kasutatakse filtrimajanduse lihtsustamiseks (et kasutusel oleks sagedused kuni 1/2 Nyquistini, mitte rohkem ja maha lõikamine oleks võimalikult kiire ja võimalikult täpne), see on ikka täitsa teine teema.

Tasub lugeda - http://www.digido.com/articles-and-d...16-dither.html

[moi]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Ah kes see sinuga vaielda jõuab, ma ei viitsi lihtsalt linke otsida, aga nii nagu ma enne kirjutasin tehakse ja see on dither.

[ihvike]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Ei ole. Ja lingid on siin olemas, vt näit ka postitus nr 95. Neis pole juttu oversamplingust ja loomulikult põhjusega. Proovi, tõmba Sinegen, vali formaadiks 16 bitti ja kuula ise. Juhul kui see overamplingu dither oleks olemas, siis ei kuuleks moonutust madalatel nivoodel.
Wikipedia artikkel on ka täiesti selge jutt - http://en.wikipedia.org/wiki/Dither

[moi]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Sa ei saanud üldse aru mida ma enne kirjutasin.

[ihvike]

Vs: CD vs HiRez, 16Bit vs 24Bit?

Ja sina jälle ei saa aru, mis on dither. Kui meil on näit 1 kHz signaal, siis selleks, et see 1 kHz signaal ei oleks moonutustega, siis tuleb sellele lisada, ja see on kõige tähtsam, dither, mis on ka 1 kHz sagedusel. Kuna me ainult 1 kHz signaale ei kuula, siis lisatakse see kogu sagedusalasse, noise shaped ditheri korral küll erinevatel sagedustel erineval tasemel, kuid siiski kõigile sagedustele allpool 1/2 Nyquisti. Kui sinu oversampled dither on mingitel muudel sagedustel, siis efektiivselt ei ole ditherit kuuldavatel sagedustel ja seis on sama, mis ilma ditherita. Aitab kah, ma arvan, et siin on jälle see uhkuse teema üleval, selle foorumi kirstunael.