Högre brus --> Bättre ljud?

[aisopos]

Sinussvep med vinylknaster - det bästa av två världar.

Vi närmar oss Kraftwerk

Bra där! Jag har aldrig lämnat dem

Och nya generationer är vunna.

"We are the robots" gick på radion när vi bilade, sen spelade jag den igen när vi var hemkomna.
Min dotter gick sen och nynnade "We are the robots" i två dagar i sträck här i veckan.
Fast det lät väl mer "Ve kej i robots" eller något sådant, men däremot väldigt tonsäkert.

[Objektivisten]

Precis som jag trodde med andra ord, lite brus är inget att bry sig om.

[hevi]

Skulle du säga att SR-fenomenet är observerbart i en AD-omvandlare då?

Ja. Men SR är ett mycket vidare begrepp än så. Definitionen på SR, inbegriper idag i princip alla algoritmer och system där brus och/eller slumpmässighet i lagom dos kan förbättra algoritmen eller systemets funktion på något sätt.

Ett exempel kan vara att medvetet (eller omedvetet) införa brus av något slag i A/D-omvandlares insignal, vilket ju skulle motsvara att dithrera ner en högre upplöst, "brusfri" signal till lägre kvaniseringsupplösning. Typ.

Men låt oss titta på ett annat SR-system. SR kan t ex uppträda i ett "klassiskt" mekaniskt system som ska regleras med någon form av reglerloop. Många mekaniska system har skillnader i statisk- och dynamisk friktion vilket inte är helt trivialt att modellera sig runt och när systemet ska övervinna den statiska friktionen (och tvärt om) så kan det resultera i för sammanhanget oacceptabla över- eller underslängar eller t o m instabilitet. Genom att medvetet tillföra en skvätt brus i reglerloopen kan man håla sig kvar i det dynamiska friktionsområdet vilket ger systemet totalt sätt bättre respons.

I friktionsfallet så är det svårt att tala om "dithering" eller ditherbrus, då det inte handlar om kvantiseringsfel utan andra typer av olinjäriteter man vill minska den upplevda effekten av.

[Svante]

I friktionsfallet så är det svårt att tala om "dithering" eller ditherbrus, då det inte handlar om kvantiseringsfel utan andra typer av olinjäriteter man vill minska den upplevda effekten av.

Mja, jag tycker ju att det är ganska likt. Vid torrfriktion har man ju en funktion som liknar en stegfunktion rätt mycket. Över en viss dragkraft "släpper" det.

Glappet i en kuggförbindelse påminner också om det.

Men visst, man kanske inte brukar kalla en ditlagd skakning för dither. Eller, förresten "dither" betyder väl just "darra" eller "tveka"?

[petersteindl]

…One of the earliest applications of dither came in World War II. Airplane bombers used mechanical computers to perform navigation and bomb trajectory calculations. Curiously, these computers (boxes filled with hundreds of gears and cogs) performed more accurately when flying on board the aircraft, and less well on ground. Engineers realized that the vibration from the aircraft reduced the error from sticky moving parts. Instead of moving in short jerks, they moved more continuously. Small vibrating motors were built into the computers, and their vibration was called dither from the Middle English verb "didderen," meaning "to tremble." Today, when you tap a mechanical meter to increase its accuracy, you are applying dither, and modern dictionaries define dither as a highly nervous, confused, or agitated state. In minute quantities, dither successfully makes a digitization system a little more analog in the good sense of the word.
—Ken Pohlmann, Principles of Digital Audio

The term "dither" was published in books on analog computation and hydraulically controlled guns shortly after the war.

[hevi]

…One of the earliest applications of dither came in World War II. Airplane bombers used mechanical computers to perform navigation and bomb trajectory calculations. Curiously, these computers (boxes filled with hundreds of gears and cogs) performed more accurately when flying on board the aircraft, and less well on ground. Engineers realized that the vibration from the aircraft reduced the error from sticky moving parts. Instead of moving in short jerks, they moved more continuously. Small vibrating motors were built into the computers, and their vibration was called dither from the Middle English verb "didderen," meaning "to tremble." Today, when you tap a mechanical meter to increase its accuracy, you are applying dither, and modern dictionaries define dither as a highly nervous, confused, or agitated state. In minute quantities, dither successfully makes a digitization system a little more analog in the good sense of the word.
—Ken Pohlmann, Principles of Digital Audio

The term "dither" was published in books on analog computation and hydraulically controlled guns shortly after the war.

Ok, ok, det var ett dåligt exempel...

Det är inte helt lätt att förklara hur SR och dither skiljer sig åt med exempel om samtidigt är hyffsat lättgreppbara -dessutom skiljer sig definitionen på både dither och SR beroende på vem du frågar (och även över tid).

Jag hittade en "gammal" bok i ämnet som försöker bena ut skillnaden (nu snackar dom mest om bistabila system, vilket är en något smalare defenition än dagens ganska allomspännande "flummiga" definition av SR). Så här säger i alla fall "Stochastic Resonance -Theory and Applications":

[Svante]

Ok, ok, det var ett dåligt exempel...

Det är inte helt lätt att förklara hur SR och dither skiljer sig åt med exempel om samtidigt är hyffsat lättgreppbara -dessutom skiljer sig definitionen på både dither och SR beroende på vem du frågar (och även över tid).

Jag hittade en "gammal" bok i ämnet som försöker bena ut skillnaden (nu snackar dom mest om bistabila system, vilket är en något smalare defenition än dagens ganska allomspännande "flummiga" definition av SR). Så här säger i alla fall "Stochastic Resonance -Theory and Applications":

http://user.faktiskt.io/hevi/SRvsDither.jpg

Nä, det där gjorde mig inte klokare, jag tycker att de säger ungefär "dither är att lägga på brus för att få det bättre, men SR är att lägga på brus för att få det bättre".

Men om man tittat på namnen, etymologiskt, kan det ge någon ledtråd?

Dither kommer uppenbarligen från "skaka". Men vad menas med en stokastisk resonans? Är det så att man har ett resonant system och försöker hitta bästa frekvensen på dithersignalen, så att systemet hjälper en att åstadkomma linjäriseringen? Alltså att spektrum på dithersignalen inte är vitt?

[Xiro]

Har inte läst allt i tråden, men det kanske är så att dither är det man applicerar, och SR är (det önskade) resultatet?

[Svante]

Har inte läst allt i tråden, men det kanske är så att dither är det man applicerar, och SR är (det önskade) resultatet?

Tanken slog mig också, men att SR snarare är ett fenomen.

[JConsul]

Jäklar vad smarta alla är, jag hänger inte alls med (orkar inte ens läsa det ni skriver iofs;) )

Kan det inte vara så enkelt att mer brus upptäcks för att ett riaa har högre uteffekt än ett annat och därför också upplevs låta subjektivt bättre?

[JM]

I slutet av 90-talet jobbadde jag på Boston University med SR-fenomen i bl a människans ballans- och känselsinne. Genom att föra in brus (mekaniskt såväl som elektriskt) kan man skärpa upp ballans och känsel hos försökspersoner.

Äntligen lite nytt!

Kan du utveckla hur taktilt o elektriskt brus skärper balans o känsel hos försökspersoner?

JM

[celef]

Är det en bra tweak tro, en liten dosa att koppla in mellan apparater som genererar ett svagt brus?

[hevi]

I slutet av 90-talet jobbadde jag på Boston University med SR-fenomen i bl a människans ballans- och känselsinne. Genom att föra in brus (mekaniskt såväl som elektriskt) kan man skärpa upp ballans och känsel hos försökspersoner.

Äntligen lite nytt!

Kan du utveckla hur taktilt o elektriskt brus skärper balans o känsel hos försökspersoner?

JM

Oj, både ja och nej Dels är det svårt att förklara hyggligt kortfattat utan att det blir en massa missförstånd och dels var det väldigt länge sedan jag pysslade med detta. Men bara för din skull så kommer här en ytterst kortfattad förklaring om vad vi studerade:

Jag jobbade som sagt med detta i ett tidigt skede och främst med att utveckla testuppställningar för att försöka verifiera huruvida det var möjligt att påverka ballanssinnet med SR-tekniker. När det gäller ballanssinnet så handlade det primärt om att studera hur det proprioceptiska systemet (alltså kroppens "lägesgivare") uppvisade SR och om det gick att förbättra responsen mha brus -mekaniskt såväl som elektriskt.

Hypotesen om den bakomliggande mekanismen på den tiden var att neuronerna i t ex nervbanorna har ett slags grundbrus som hjärnan filtrerar bort -en tröskel under vilken signaler från nerverna anses ointressanta att agera på. För ballansen innebär det att hjärnan väntar med att korrigera tyngdpunkten tills dess att en signifikant signal detekteras (alltså att du faktiskt börja falla åt något håll). För det proprioceptiska systemet så handlar det t ex att fotens vinkel ändras i förhållande till underbenet. Ju äldre man blir desto större är grundbruset i nervsystemet och desto större avvikelser måste till innan hjärnan börjar agera. En delförklaring till varför äldre ofta har svårt med ballansen.

Det jag gjorde var att konstruera ett test för att mäta hur små rörelser försökspersonen kunde detektera i just fotleden -som ett hörseltest fast för ballanssinnet (eller en del av det, i det här fallet). Genom att föra in ett mekaniskt brus i hälsenan kunde detektionströskeln minskas signifikant.Vid senare studier användes också elektiskt brus som fördes in i knävecket med samma positiva resultat.

Centret jobbade främst med mekanismerna bakom hur människor och djur egentligen håller ballansen, rör sig på ett optimalt sätt för situationen osv. Om ni känner till Boston Dynamics med sina robotar som rör sig kusligt likt sina levande motsvarigheter så beror det på att dom lockade till sig ett antal av centrets forskare.

-------
...och för er som inte hört talas om Big Dog, Little Dog, Cheetah, och Atlas så slänger jag med några YouTube-klipp på vad jag menar:

BigDog (speciellt 35s in och 1m20s in) : http://www.youtube.com/watch?v=W1czBcnX1Ww

LittleDog: http://www.youtube.com/watch?v=cYo9Whssla8

CHEETAH: http://www.youtube.com/watch?v=chPanW0QWhA

Och så min absoluta favorit, humanoiden Atlas: http://www.youtube.com/watch?v=cChZE8wrhgg

[JM]

Hypotesen om den bakomliggande mekanismen på den tiden var att neuronerna i t ex nervbanorna har ett slags grundbrus som hjärnan filtrerar bort -en tröskel under vilken signaler från nerverna anses ointressanta att agera på. För ballansen innebär det att hjärnan väntar med att korrigera tyngdpunkten tills dess att en signifikant signal detekteras (alltså att du faktiskt börja falla åt något håll). För det proprioceptiska systemet så handlar det t ex att fotens vinkel ändras i förhållande till underbenet. Ju äldre man blir desto större är grundbruset i nervsystemet och desto större avvikelser måste till innan hjärnan börjar agera. En delförklaring till varför äldre ofta har svårt med ballansen.

Det jag gjorde var att konstruera ett test för att mäta hur små rörelser försökspersonen kunde detektera i just fotleden -som ett hörseltest fast för ballanssinnet (eller en del av det, i det här fallet). Genom att föra in ett mekaniskt brus i hälsenan kunde detektionströskeln minskas signifikant.Vid senare studier användes också elektiskt brus som fördes in i knävecket med samma positiva resultat.

Spännande!
Jag anar en parallell med hårcellerna i innerörat som står för de lägsta ljudtrycken, < 20 dB, de har mkt hög spontanaktivitetet dvs ett högt grundbrus. Den höga brusnivån skulle då enligt vad du antyder förklara den ökade känsligheten för låga ljudtryck.

Har du i ditt gebit kommit i kontakt med taktil- eller mekanoreceptor "hörsel" för mkt låga frekvenser? Likt möss eller sälar med morrhår.

JM

[hevi]

Ja, jag vet att det -om det inte redan används- ialla fall har forskats en hel del på SR-tekniker när det gäller att optimera cohela-implantat , men jag har själv inte arbetat alls med hörseln -pensionärer som snubblar och bryter höftleden är en enorm kostnad för amerikanska försäkringsbolag, så det var väl mycket enklare att få funding för det kan jag tänka mig...