Audiofilkin信件:捍卫HI-RES的几句话

在对世界抱有批判的人们中,人们根深蒂固地刻板印象:家用音频再现设备中的高分辨率音频格式(采样频率超过44.1 Hz,量化超过16位)只是为那些不知道的人创建的营销策略关于知觉的门槛。 就像,有超越人类感知极限的进步。



长期以来,我倾向于类似的观点,直到我开始定期注意到我主观上喜欢一些(某些无法解释的原因)更多的记录。 我不能说我可以轻松通过盲目测试,并以高精度确定hirez在哪里以及比特率为320 kbps的mp3在哪里。 但是,在收听AIFF格式的录音时,其采样频率为192 kHz,分辨率为32位,在我看来,我注意到动态范围和低音时都有细微的改进。

我真的不相信我的耳朵。 我怀疑自己的结论,并决定发掘有关听到这些差异的理论可能性。
令我惊讶的是,我没有找到营销人员的故事,而是对AES(音频工程学会)专家的权威性评估。 我的搜索没有给出明确的答案,但是我对高清晰度一无所知。

根据个人经验,我不止一次地写道,只有那些听不清,但需要知道音质无可挑剔的人才需要高分辨率。 在分析了音频工程师和心理声学专家的发现之后,我意识到在理论上仍然有可能听到这种差异。

频率和其他“分辨率”参数


研究人员在过去几十年中面临的主要问题是:增加记录和再现音频设备的采样率是否有意义? 提出了这样一个问题,即可听性的生理阈值被限制在16 Hz至21 kHz的范围内。

一位俄罗斯心理声学的先驱者,圣彼得堡大学教授,技术科学博士,俄罗斯科学院声学协调委员会成员,圣彼得堡AES部门Irina Aldoshina主席表示,目前还没有人对此问题给出确切的答案。

事实是,尽管缺乏盲测的证据,但无论受试者在何处明确识别出高抵抗力,都有许多理论上的假设,即高“分辨率”会影响主观感知。

因此,蒙特利尔大学的McGill V. Voychik教授写道,增加音乐信号的真实感并产生“在场”效果,增加“透明度”的一种方法是将采样频率提高到44.1 kHz以上。 因此,可再生频率的上限范围扩展到20 kHz以上。 (读完这篇文章后,我怀疑他的专家身份,但徒劳无功)

他还指出,为了创建逼真的信号,除了采样频率外,还必须在时间,空间和动态域中增加“再现和(!)记录(!)系统的分辨率”。 这位加拿大教授是根据AES的年度报告以及依赖于听觉生理学和听觉神经生理学的知识得出这样的结论的。

ADC:采样间隔,过滤器和“透明度”


众所周知,为了将模拟音频信号转换为数字音频信号,有必要进行采样,量化和编码。 这些过程发生在数字记录或数字化模拟材料时。 为此,使用了ADC。 这种转换过程是根据Kotelnikov-Shannon-Nyquist定理进行的。

根据同一定理,仅当采样频率高于原始信号频谱中最大频率的两倍时,才可以在逆变换中精确恢复原始信号。

因此,理论上看来44.1 kHz(CD DA格式)的采样频率应足以准确地传输整个可听频谱,即 fd> 2fv。 但是,并非所有事情都那么简单,问题出在采样间隔上。



AES专家写道,在采样时,信号应保持恒定并通过所谓的低频 抗混叠滤波器可切断fd / 2处的信号,以防止出现伪像。 此类滤波器位于所有ADC中。 该滤波器导致原始信号的脉冲特性发生色散,这是由于AF和AF特性的不均匀以及通带中的相位非线性而引起的。



滤波器的这种副作用的结果是信号的时间色散以及每个先前元素中信息元素的存在。 由于音乐信号的动态性和复杂性,这种分散可能会对主观感知产生一些影响。 尽管专家说,为此您需要成为一个非常细心且经验丰富的聆听者,并拥有出色的“金”耳朵。

以44.1的频率转换时,使用22.7μs的采样间隔。 Voychik,Aldoshina和其他AES专家关注格式的时间特性问题。 在执行堡垒期间,管道的动态能力使其可以在10μs内达到120-130 dB的峰值,而dulcimers则可以使您在7μs内获得136 dB的瞬时上升。

因此,记录CD时使用的采样时间间隔与仪器的动态功能相差很远。 在现代高分辨率格式中,这些间隔更短(从1到0.16μs),因此,在动态级别上,它们能够更准确,更真实地传输声音。

另外,作为回放过程中声音真实感(“自然性”)的重要特征,AES专家考虑了所谓的 “透明”。 声音的这种主观音色特征是声音固有的,据许多专家称,这种声音更接近自然。 研究人员注意到,此功能还直接取决于录制时间参数,即 从采样间隔开始。

超声:是否有必要?


自70年代以来,科学家和发烧友在使用精密仪器录制现场乐器时,就开始注意到这些仪器频谱中存在超声波。

一个例子是管道的频谱,其中记录的波成分为40 kHz的频率和高达60 dB的电平,小提琴和中提琴的超声成分高达100 kHz的级别高达85-90 dB。

尽管人耳无法感知高于20 kHz的频率(在极少数情况下,儿童通常为22 kHz),但明显的高频成分的存在改变了信号的时间结构。

Fletcher,Kuznetsov和其他研究现场乐器声音的作者指出,尽管频率本身未被耳朵感知,但这种暂时性影响仍会显着影响声音的主观感知。

这些信息在理论上回答了增加采样率的可取性的问题。 至少在演奏现场声学乐器时进行录音。

干渣


尽管事实上盲法测试尚未确认传统格式和莱兹格式的感知上有显着差异,但从理论上讲它们具有更高的复制保真度。 此外,采样间隔,时间色散水平的降低以及再现信号超声分量的能力都表明,经典CD DA与高分辨率格式之间的差异对于主观感知而言可能是明显的并且很重要。

牛仔裤
我们的目录包含多房间系统媒体播放器和其他能够播放高分辨率格式音乐的设备。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN411983/


All Articles