Re: [問題] 請問192kHz音響器材必要性

作者: Oswyn (Oswyn)   2021-07-03 21:23:36
※ 引述《ccbruce (今、そこに いる僕)》之銘言:
: 現在很多器材都支援192khz的規格。
: 但人耳能聽到的頻率範圍是20-20khz,而且還會隨著年齡衰退。
: 以訊號採樣理論來說,只要採樣頻率比被採樣訊號的最高頻率還高兩倍以上,訊號就不會
: 發生混疊。
: 至於更高的頻率因為人耳聽不到,就算發生失真也不用管他才對。
: 這樣說起來應該採樣頻率只要使用48khz即可支應全部需求才對。除非那個聲音是要給阿
: 貓阿狗還是給蝙蝠聽的。
: 到底192khz是行銷技倆還是真有其需求呢?
回歸一下正題,要解釋 Hi-Res 的益處其實有點複雜
截一段國際音像檔案協會(IASA)的指南
https://imgur.com/Yy9SS4L
Although the higher sampling rates encode audio outside of the human hearing
range, the net effect of higher sampling rate and conversion technology
improves the audio quality within the ideal range of human hearing.
IASA 在這雖然也沒深入解釋原因,但指出更高的採樣率對人類聽力範圍內的音質是有
益的。同樣的 IASA 也建議最低採樣率為 48 kHz,以 96 kHz 作為更高的採樣率
錄音學院(頒葛萊美獎的那個)技術指南中對 Hi-Res 也建議後製過程在 96/24 以上
當然儲存格式只是容器,裏面放的東西有處理好才有用,搞爛了也還是沒意義
舉個自己很喜歡的團體跟曲子,但聽起來感覺整個壞掉的例子(看起來也壞掉)
https://imgur.com/JNO72yv
在這很粗淺且沒專業的整理一下轉換時可能的問題
類比要轉數位,需先進行類比濾波濾掉 fs/2 以上的高頻。這個作為抗混疊的濾波器事
實上就是個低通濾波器。因為沒有理想的濾波電路,在這個階段也會引入一定的混疊失
真。提高採樣率可減少濾波電路的複雜度,拉高 fs/2 後也可以用更平緩的衰減、減少
混疊並使相位問題遠離聽力範圍
數位要還原類比,同樣也要對 fs/2 進行濾波,這個重建濾波對還原訊號來說是必要的
但還是沒有理想的濾波電路。據說索家的古早手冊中提到對 CD 音質需要至少7~8階
的低通濾波電路才能有比較理想的重建,電路太複雜成本太高
所以工程師採用升頻手段,這個特殊的整數倍升頻被稱為過採樣。升完後 20 kHz~過
採樣's fs/2 之間的範圍很大,可以搭配階數較低較不複雜的的低通濾波電路重建信號
https://imgur.com/hQogwI8
一般利用 sinc 實現的過採樣,也是個低通濾波器。可以把它想像成 PCM 的點與點要
連成線,不同的人來連(插值、創建新的參考點)會有不同的風格,濾波器的脈衝響應
表現其風格
但數位濾波也還是濾波,還是會依該濾波的特性影響帶內與帶外、和有相位或振鈴問題
對 CD 音質來說,過採樣的數位濾波要針對 fs/2 進行低通濾波,也就是 22.05 kHz
從更高的母帶輸出到 CD 時,已針對 fs/2 濾過一次以防止混疊。過採樣的數位濾波會
對 fs/2 再濾一次。但如果音源的 fs 較高的話,其 fs/2 離聽力範圍更遠淨空更大在
各方面來說都有好處
當然超音波不是應該關心的,超音波成份除了增加 IMD 外很難想像有什麼好處
補充篇 AES Review paper,有興趣可以參考
[VICKI R. MELCHIOR] High Resolution Audio: A History and Perspective
https://www.aes.org/tmpFiles/elib/20210703/20455.pdf
截最後一小段
Current thought regarding the relationship of sonic transparency to high
resolution is that ultrasonic frequencies are not involved in normal music
listening, that the effects are not due mainly to lower hardware distortion,
and that, besides dynamic range, the most likely issues are the anti-alias
and anti-imaging filtering chains used to implement classic Shannon
sampling. The time behavior of filters is implicated because a broad group of
design approaches that reduce time dispersion are reported to improve
transparency compared to the sharp brickwalls typical of CDs.
Two outcomes of filter time dispersion are at issue: first, the potential
audibility of the extended ringing caused by sharp bandlimiting of the
signal, and second, audible blurring of the natural time elements of the
signal due both to bandlimiting and to convolution of the music signal with
the impulse responses of analog equipment during capture, production, and
replay. If pre-ring is audible, its importance to the hearing system may lie
in the lack of such non-causal signals in nature.
These filtering ideas are amenable to scientific testing but this has only
recently begun
作者: goldie (阿良)   2021-07-03 21:26:00
Oswyn 大文,先推再看
作者: MADNUG (1234567654321一下吧)   2021-07-03 21:47:00
推一個
作者: djboy (雞尾酒)   2021-07-03 23:05:00
推一下O大文
作者: feoteng2003 (Night for day)   2021-07-03 23:17:00
理論上是沒有錯的 當你在處理聲音的時候 96-192是可以避免加入各種filter而產生的諸多問題 但音樂完成品其實16bit 48khz很夠用了 之所以很多人還是覺得hires有差 跟現代放音設備又升頻dsp 過有關 若後面是標準DAC後直入類比 理論上是會產生最好的結果 另外 聲音已經是頻率 而且是幾乎所有訊號中最低的頻率 高取樣並沒有好處 這點跟視訊成像原理完全不同 請不要拿視訊成像裡的高解析來類比聲音的高取樣 兩者有根本上的不同
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-03 23:47:00
只對CD resampling那段有點小小意見:CD 品質內容如果要resampling 2x以上,基本上低通分頻點還是會選在20-22KHz附近而不會是新的f/2,畢竟CD的Nyquist頻率22KHz以上就沒東西了,如果用新的f/2,那麼22KHz-新f/2之間就會有noise;也因為如此,CD resampling 到更高的倍率例如 8x or 16x,反而需要更高order的noise shaper去壓制。
作者: feoteng2003 (Night for day)   2021-07-04 01:13:00
當初要over sampling 不就是因為沒有理想的濾波器嗎? 此後一直就有nos 跟over sampling 的論戰 我個人是認為理想的狀態下 nos 比較好 當然 做過任何實驗的都知道 理想 二字是多麼難…
作者: yohsiatai (yohsiahsuan)   2021-07-04 04:19:00
NOS有兩種概念,一種是不升頻,一種是不濾波...
作者: shengyeh (shengyeh)   2021-07-04 06:03:00
over sampling 利大於弊啦 只是硬體成本問題有一些dsp概念就懂 否則只是玩文字遊戲但是聽不聽的出來 跟cp值 又是另一件事了
作者: chiyoda (博愛的千代田提督)   2021-07-04 12:24:00
請問這樣是不是44.1 48K音樂電腦升頻再交給DAC比較理想?接上,升頻後DAC是不是用NOS的DAC較理想(避免2次濾波)?
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-04 12:32:00
@shengyeh 1. yes 2. yesHQPlayer 這個軟體就是在做這件事,依照個人喜好或器材環境選擇 filter 和 noise shaper,然後看 DAC 是 DSD還是 PCM NOS 哪個表現比較優來決定輸出格式。
作者: chiyoda (博愛的千代田提督)   2021-07-04 13:14:00
就我所知9038PRO不是,進去一律8X升頻,最高到1.536M然而晶片最高只接收768K無論如何會2X升頻9038要NOS看手冊要特別開,不過很少有廠家做出來
作者: feoteng2003 (Night for day)   2021-07-04 13:18:00
我覺得樓上這兩個yes說的太快 對我來說這是未定論端看你比較相信訊源還是dac
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-04 13:24:00
謝謝樓上資訊,ESS家族的晶片建議一概外部resampling到規格能接受的DSD(好像是DSD512?),這樣就能跨越內部升頻。更正,樓樓上
作者: chiyoda (博愛的千代田提督)   2021-07-04 14:24:00
以前我升DSD,不過後來我覺得有些弱音變得更弱了以上是個人聽感,不適用他人,然後我就升頻PCM,用緩降濾波
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-04 14:51:00
@chiyoda謝謝資訊分享。不知9038Pro是否支援3MHz(48KHz-based)家族的DSD?我手上的Ztella只認得44.1…
作者: chiyoda (博愛的千代田提督)   2021-07-04 15:37:00
9038本身確定可以,問題在DAC的其他部分支不支援比如USB接收部分,或者數位訊號處理部分,有的廠家就不支援
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-04 15:48:00
了解,再次感謝!
作者: chiyoda (博愛的千代田提督)   2021-07-04 16:08:00
補充一下,沐聲004支援DSD(48K),拓品的應該全部不支援拓品的蔣揚在ASR上有嗆過這個沒用....做一下又不會死
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-04 16:22:00
48k-based我個人覺得不管內外部升頻都蠻重要的(整數倍總是好的)…
作者: chiyoda (博愛的千代田提督)   2021-07-04 17:39:00
記得ASR上有篇討論(我忘了連結),有的DAC DSD256測起來比DSD512好,有的512比較好,可能就是O大所說的
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-04 18:08:00
@chiyoda 我個人認為這個差異是因為DAC的性能造成…
作者: goldie (阿良)   2021-07-04 20:16:00
感謝O大跟推文中的各位大大理性討論,學習了好多,含金量很高。比上一篇舒服多了
作者: uone (魚丸)   2021-07-04 21:01:00
學到超多東西 單一角度真的很難看到全貌 感謝O大與諸位大大
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-04 21:29:00
我剛才發現前面要回給 chiyoda 的推文標成 shengyeh @@對不起發生錯誤 Orz
作者: adamptt (lulumi)   2021-07-04 21:46:00
這篇沒有戳仔要出來戰什麼是聽不出來的 或戰人家用字遣詞 討論起來當然是舒服多了
作者: elguapo (HPHT Synthesized)   2021-07-04 22:30:00
@Oswyn 感謝 O 大協助訂正 Orz

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