Är bruset det största problemet med digitalteknik?

[Tore]

Tore, du menar uppenbarligen kvantiseringsbrus fast du skriver ditherbrus. Det är vanligt att man blandar ihop dessa begrepp. Kvantiseringsbrus är av ondo, medan avsiktligt tillsatt ditherbrus har en fördelaktig påverkan på den digitaliserade signalens kvalitet (under förutsättning att det är gjort på rätt sätt).

Jag ställer mig tveksam till att det i exemplen verkligen är fråga om endast 8 bitars kvantisering, det brukar låta betydligt värre än i det här fallet.

Nej, det är alltså tillsatt ditherbrus innan kvantisering från 16 bitar till 8 bitar. Att exemplen verkligen är 8 bitar är enkelt att kontrollera. Filerna är i 8 bitars flac-format.

[Magnuz]

Måste säga att jag blev förvånad att 8 bitars PCM låter såpass bra ändå

Jag ställer mig tveksam till att det i exemplen verkligen är fråga om endast 8 bitars kvantisering, det brukar låta betydligt värre än i det här fallet.

Skojar ni? Det låter ju helt fruktansvärt! Antingen är filerna trasiga eller så är det något i min uppspelning som är fel för sådär illa låter inte ens fyra bitars PCM.

[Tore]

Skojar ni? Det låter ju helt fruktansvärt! Antingen är filerna trasiga eller så är det något i min uppspelning som är fel för sådär illa låter inte ens fyra bitars PCM.

Jag vet ju inte hur det låter hos dig, men antingen låter det inte likadant som hos mig eller så har du betydligt högre förväntningar än mig på hur 8 bitars PCM skall låta! Kanske hanterar inte din spelare 8-bitars flac. Här är samma fil konverterad till mp3: http://www.mediafire.com/?asz6gdxzxxg

[BertilAlving]

Tore, du menar uppenbarligen kvantiseringsbrus fast du skriver ditherbrus. Det är vanligt att man blandar ihop dessa begrepp. Kvantiseringsbrus är av ondo, medan avsiktligt tillsatt ditherbrus har en fördelaktig påverkan på den digitaliserade signalens kvalitet (under förutsättning att det är gjort på rätt sätt).

Jag ställer mig tveksam till att det i exemplen verkligen är fråga om endast 8 bitars kvantisering, det brukar låta betydligt värre än i det här fallet.

Nej, det är alltså tillsatt ditherbrus innan kvantisering från 16 bitar till 8 bitar. Att exemplen verkligen är 8 bitar är enkelt att kontrollera. Filerna är i 8 bitars flac-format.

Det förklarar saken, och jag tänkte också att det kunde vara på det sättet eftersom det lät så oväntat bra (fast det verkar jag vara ensam om att tycka ). Alltså att det rör sig inte om en "rådigitalisering" direkt till 8 bitar, utan en omvandling från 16 bitar med tillägg av ditherbrus på ett korrekt sätt. Tycker det är ett intressant exempel, det visar att digitalisering kan göras på ett bra sätt om man har kunskap och verktyg för det.

Jag försäkrar alla om att råkvantisering med 8 bitar låter riktigt illa!

[Magnuz]

Jag försäkrar alla om att råkvantisering med 8 bitar låter riktigt illa!

Hmm.. jag provade att konvertera en snutt 16-bitars till 8-dito utan dither och det låter inte ens tillnärmelsevis lika illa som de där filerna. Kan jag göra något fel?

[BertilAlving]

Ett litet tillägg till det jag skrev nyss: Helt säkert har man i detta ganska lyckade nedkvantiseringsexperiment använt ditherbrus som har sitt huvudsakliga energiinnehåll kring 19-20 kHz där våra gamla slokande öron knappast uppfattar det som störande. Därför låter exemplen som om signal/störförhållandet är ganska hyfsat, om man däremot gör en linjär mätning kommer man att finna att signal/störnivån är ganska risig (48 dB eller sämre).

[BertilAlving]

Magnuz, använder du en uppdaterad och korrekt installerad avspelare? Det verkar vara något skumt någonstans...

[Magnuz]

Magnuz, använder du en uppdaterad och korrekt installerad avspelare? Det verkar vara något skumt någonstans...

Så måste det vara. Jag spelade upp den i VLC som är det enda jag har som klara flac och då låter det satan... Jag provade konvertera den till wav och då lät det betydligt bättre.

Edit: Vad ska man förresten spela upp flac med? Finns det några bra plugins till Cool Edit/Audition/Cubase?

[Tore]

Ett litet tillägg till det jag skrev nyss: Helt säkert har man i detta ganska lyckade nedkvantiseringsexperiment använt ditherbrus som har sitt huvudsakliga energiinnehåll kring 19-20 kHz där våra gamla slokande öron knappast uppfattar det som störande. Därför låter exemplen som om signal/störförhållandet är ganska hyfsat, om man däremot gör en linjär mätning kommer man att finna att signal/störnivån är ganska risig (48 dB eller sämre).

Ja, det stämmer. Exemplen använder noise shaping för att styra bruset till där örat är minst känsligt. Detta är ju även grunden för format som SACD där man kvantiserar till en bara bit och "noiseshapar" ditherbruset till bortom det hörbara området.

[FalloutBoy]

Edit: Vad ska man förresten spela upp flac med? Finns det några bra plugins till Cool Edit/Audition/Cubase?

Foobar2000 är det överlägset bästa programmet för att spela upp flac (och givetvis alla andra ljudformat också):

http://www.foobar2000.org

[IngOehman]

Kanske lite OT, men den som vill bilda sig en uppfattning om hur illa bruset från digitala media (ditherbruset) låter kan lyssna på den här inspelningen. Den är gjord i endast 8 bitar (44.1 kHz), så bruset ligger 48 dB högre än motsvarande CD-dither. (Det finns också ett mindre dynamiskt exempel här, där bruset är mer maskerat. Måste säga att jag blev förvånad att 8 bitars PCM låter såpass bra ändå.)

Tore, du menar uppenbarligen kvantiseringsbrus fast du skriver ditherbrus. Det är vanligt att man blandar ihop dessa begrepp.

Kvantiseringsbrus är av ondo, medan avsiktligt tillsatt ditherbrus har en fördelaktig påverkan på den digitaliserade signalens kvalitet (under förutsättning att det är gjort på rätt sätt).

Nu kanske jag använder begreppen lite för slarvigt för din smak Bertil, men jag kan tycka att det är helt ok att skriva att:

"Ett odithrat PCM-system uppvisar kvantiseringsdistorsion, som alltså är signalrelaterade distorsionskomponenter, som blir värre ju svagare och enklare signal men spelar genom systemet. Genom att tillföra dither av lämplig sort och mängd*, kan kvantiseringsdistorsionen omvandlas till ett icke signalrelaterat brus - som man brukar kalla kvantiseringsbrus."

Kanske kan man tycka att det alltid skall heta kvantiseringsdistorsion, eller att det alltid skall heta kvantiseringsbrus? Själv tycker jag det är illustrativt att inte kalla det för kvantiseringsdistorsion längre när det saknar signalrelation och beter sig som ett oberoende brus.


Men - det man lyssnar på när kvantiseringen har "biaserats" (där kom ett ord till) med ett dither-brus, är faktisk INTE dither-bruset i strikt mening, eftersom detta är ett analogt eller matematiskt högupplöst brus, som faktiskt kvantiseringsdistorderats det med när man lyssnar på det! Dock är det i bästa fall utformat således att dess distorsion har bruskaraktär det också, och det låter jämnt och snyggt. PCM-lagring tillåter att så sker.

Vill man bara sudda bort trappstegen så räcker ett triangulärt brus, men vill man slippa även själva brusmodulationen behöver det vara starkare eller rektangulärt. Därutöver kan man modifiera bruset spektralt för att göra det mindre hörbart, det vill säga forma det efter vår hörtröskel. Man måste då minnas sin informationsteori, och inte av misstag tro att LF brus är dugligt för att biasera bort HF-signaler. Av audioområdets tio oktaver duger i principip bara den översta. Skall bruset vara effektivt är det därför vid höga frekvenser man måste få in en stor del av dess energi, vilket faktiskt i sig är ett argument för att CD-systemet skulle ha haft en oktav ytterligare bandbredd, för då hade man kunna låta allt dither ligga i ultraljudsområdet, och får massor av bitars extraupplösning! *

(Mindre än en oktav är ingen bra ide dock eftersom det dramatiskt ökar hörbarheten för ful intermodulation senare i kedjan.)


Vh, iö

- - - - -

*Å andra sidan kostar en oktav extra lika mycket infoplats som att öka upplösningen från 16 till 32 bitar...

[Magnuz]

Foobar2000 är det överlägset bästa programmet för att spela upp flac (och givetvis alla andra ljudformat också):

http://www.foobar2000.org

Tackar, genast lät även flac-filen betydligt bättre.

[Koffe]

Edit: Vad ska man förresten spela upp flac med? Finns det några bra plugins till Cool Edit/Audition/Cubase?

Foobar2000 är det överlägset bästa programmet för att spela upp flac [...]

Den innehåller dessutom bra konverteringsfunktioner... när man vill testa olika encoding och format. Jag gjorde all konvertering i "mp3-testerna" i foobar2000. Sen finns det stöd för ASIO (som plugg-in). Då kommer man förbi k-mixer och windows inbyggda omsampling.

[Svante]

Kanske lite OT, men den som vill bilda sig en uppfattning om hur illa bruset från digitala media (ditherbruset) låter kan lyssna på den här inspelningen. Den är gjord i endast 8 bitar (44.1 kHz), så bruset ligger 48 dB högre än motsvarande CD-dither. (Det finns också ett mindre dynamiskt exempel här, där bruset är mer maskerat. Måste säga att jag blev förvånad att 8 bitars PCM låter såpass bra ändå.)

Filen du länkar till är gjord (vågar jag påstå*) med låg nivå nära kvantiseringsstegets styrka och utan ditherbrus. Detta är kvantiseringsdistorsion, inte kvantiseringsbrus eller ditherbrus. Om man hade gjort inspelningen med samma nivå och ditherbrus, så hade kvantiseringsdistorsionen försvunnit och i stället blivit kvantiseringsbrus.

Exemplet ska inte tas som ett exempel på att digitalt ljud är dåligt, utan bara att felaktigt framställda digitalinspelningar kan låta dåligt.

Den som är intresserad av att höra skillnaden kan lyssna på den här filen som är gjord med fyra bitars bitdjup, utan ditherbrus:

http://user.faktiskt.io/svante/quant/firebird4none.wav

...respektive denna som är gjord med ditherbrus:

http://user.faktiskt.io/svante/quant/firebird4tri.wav

I det andra fallet är det visserligen mycket brus (det är ju bara fyra bitars bitdjup), men signalen hörs ändå hyfsat rent genom bruset. Det första låter apa, däremot. Filena finns även med andra bitdjup, se:

http://user.faktiskt.io/svante/quant

*Edit: Aha... Man kunde inte spela filen i VLC direkt. Det lät betydligt bättre om man körde den igenom flac frontend först. Nu kan jag faktiskt inte avgöra med mina dåliga datorhögtalare om det är juste dithrat eller inte. I en bättre anläggning går det säkert.

[BertilAlving]

Svante, du verkar ha samma uppspelningsproblem som Magnuz, därför drar du nog också en felaktig slutsats. Fast tydligen upptäckte du detta av din edit att döma...

Nu börjar jag bli nyfiken på hur illa det är egentligen låter med felaktig uppspelning, attans att datorn för en gångs skull fungerar som den ska!

[RogerJoensson]

Jag har upptäckt att en del spelare alltid spelar åtta bitarsfiler utan att ta hänsyn till 2s-komplement (eller vad tusan det nu heter på svenska) oavsett vad det är för åtta bitars filformat. Kan det var detta som gör att att åttabitarsfilerna låtert illa, i vissa spelare? (Det lär ju låte riktigt illa...)

Av någon anledning har man kanske inte brytt sig om att implementera alla varianter av 8 bitars format, eftersom det inte är något som används idag, utom i extrema undantagsfall. I den riktigt gamla världen kodade man inte med 2:s komplement? Kanske...

[Svante]

Svante, du verkar ha samma uppspelningsproblem som Magnuz, därför drar du nog också en felaktig slutsats. Fast tydligen upptäckte du detta av din edit att döma...

Nu börjar jag bli nyfiken på hur illa det är egentligen låter med felaktig uppspelning, attans att datorn för en gångs skull fungerar som den ska!

Ladda hem VLC så "funkar det" (inte)...

Annars är VLC en av de bättre spelarna för i stort sett alla filformat, ljud eller video. Ett snyggt litet program med massor av kompatibilitet men inget lulllull.

[Magnuz]

Jag har upptäckt att en del spelare alltid spelar åtta bitarsfiler utan att ta hänsyn till 2s-komplement (eller vad tusan det nu heter på svenska) oavsett vad det är för åtta bitars filformat. Kan det var detta som gör att att åttabitarsfilerna låtert illa, i vissa spelare? (Det lär ju låte riktigt illa...)

Så kan det vara, det låter nämligen "digitalt trasigt". Ska se om jag ids lägga upp en inspelning av hur det låter här.

[BertilAlving]

Nu har jag laddat ner VLC och provat att spela demofilen med denna spelare, och FY FÖR TUSAN VAD VIDRIGT DET LÅTER!!!

Vidhåller att med korrekt uppspelning låter detta 8-bitarsexempel förbluffande bra. Det ger en fingervisning om vilken bra kapacitet en korrekt gjord 16-bitarsinspelning i själva verket har! Och nuförtiden när jag spelar in och lagrar med 24 bitars upplösning är det rena drömmen! Samt naturligtvis att man väljer 88,2 kHz samplingsfrekvens om inspelningen skall ges ut på CD. Möjligheterna till högupplösta och oförvrängda inspelningar är idag fantastiska!

[Jax]

Lite OT men jag tyckte jag kände igen ett namn så jag grävde bland vinylerna...

Bach to You 3 med Enzio Forsblom, Bertil

Du kanske var inblandad i de andra inspelningarna oxå?

[BertilAlving]

Lite OT men jag tyckte jag kände igen ett namn så jag grävde bland vinylerna...

Bach to You 3 med Enzio Forsblom, Bertil

Du kanske var inblandad i de andra inspelningarna oxå?

Jag var inte inblandad i Bach to You 1-2 men däremot ett antal senare produktioner med Enzio Forsblom. Den allra senaste var hans allra sista skiva innan han dog, "Enzio Forsblom plays Buxtehude" inspelad 1995 på den historiska orgeln i Roskilde domkyrka (Finlandia nr 0630-13104-2). Det var en lite knepig inspelning rent praktiskt eftersom orgeln befinner sig på mycket hög höjd i kyrkan...

EDIT: Kanske jag missuppfattade din fråga, jag har inte varit inblandad i denna tråds musikexempel som du kanske menade med "de andra inspelningarna oxå".

[Svante]

Nu har jag laddat ner VLC och provat att spela demofilen med denna spelare, och FY FÖR TUSAN VAD VIDRIGT DET LÅTER!!!

Vidhåller att med korrekt uppspelning låter detta 8-bitarsexempel förbluffande bra. Det ger en fingervisning om vilken bra kapacitet en korrekt gjord 16-bitarsinspelning i själva verket har! Och nuförtiden när jag spelar in och lagrar med 24 bitars upplösning är det rena drömmen! Samt naturligtvis att man väljer 88,2 kHz samplingsfrekvens om inspelningen skall ges ut på CD. Möjligheterna till högupplösta och oförvrängda inspelningar är idag fantastiska!

Ja, vi är överens, jag har som sagt inte finlyssnat din inspelning, men har liknade exempel. Om man tar det på 8-bitarsnivån så kan man jämföra dessa, utan (-none) ditherbrus och med (-tri) ditherbrus:

http://user.faktiskt.io/svante/quant/firebird8none.wav
http://user.faktiskt.io/svante/quant/firebird8tri.wav

Det blir pålagt brus, men inte distorsion om det görs riktigt.

Eller om man tar ett mer modernt exempel med lite dynamik:

http://user.faktiskt.io/svante/quant/su ... r8none.wav
http://user.faktiskt.io/svante/quant/supervisor8tri.wav

Där är nivån såpass hög i förhållande till kvantiseringssteget att även det icke-dithrade nog passerar åtminstone en icke-audiofils öron utan höjda ögonbryn.

[IngOehman]

Bertil! (och alla andra som också vill)

Du får gärna kommentera mitt förra inlägg, som är någon sorts
försök till förslag på terminologi som kanske kan vara användbar.

Det är ju praktiskt om de som diskuterar något använder samma
definitioner på de saker de diskuterar. Jag får känslan att Svante
och jag använder samma terminologi redan - alltså skiljer mellan
kvantiseringsdistorsion och det kvantiseringsbrus som kvantiser-
ingsdistorsionen har modifierats till efter att dither applicerats på
ett förnuftigt sätt.


Vh, iö

[Magnuz]

Bertil! (och alla andra som också vill)

Du får gärna kommentera mitt förra inlägg, som är någon sorts
försök till förslag på terminologi som kanske kan vara användbar.

Din terminologi är alldeles utmärkt. Jag hade f.ö. tänkt skriva precis samma sak men du hann före mig. Det viktiga är ju att man förstår att kvantiseringsbruset är det ofrånkomliga systemfel (förutom LP-filtreringen) som en korrekt utförd digitalisering för med sig och att det är ett brusgolv på samma sätt som brusgolvet i ett analogt system.

[Svante]

Jag gjorde precis en tråd om kvantiseringsdist/brus.

http://www.faktiskt.se/modules.php?name ... ic&t=20800

[BertilAlving]

Ingvar mfl: Jovisst håller jag med om att man kan behöva förtydliga det hela lite efter mitt inlägg.

Jag är lite slarvig och brukar för enkelhetens skull kalla kvantiseringsfelen för kvantiseringsdistorsion när ursprungssignalen har sådana egenskaper att det i slutändan främst låter som distorsion, och på motsvarande sätt kalla det för kvantiseringsbrus när ursprungssignalen ger ett resultat som främst låter som brus... Men visst inser jag att det inte är särskilt vetenskapligt att låta en osäker variabel (=musiksignalen) styra terminologin. Så jag skall skärpa mig och i fortsättningen försöka använda begreppet kvantiseringsbrus när det gäller kvantiseringsdistorsion som transformerats till brus med hjälp av korrekt tillagt ditherbrus.

Och jag har förstått vad Tore inledningsvis helt riktigt menade. Det blev lite brus i vår kommunikation, bara.

Slutligen ett tack till Tore som förmedlade den intressanta länken och till Svante som i en annan tråd på ett pedagogiskt sätt förklarar processen!

Hursomhelst, när 8 bitar och 44,1 kHz kan låta så pass anständigt inser man lätt hur jättebra det kan bli med 24 bitar och 88,2 kHz (eller 192 kHz!)

[Svante]

Hursomhelst, när 8 bitar och 44,1 kHz kan låta så pass anständigt inser man lätt hur jättebra det kan bli med 24 bitar och 88,2 kHz (eller 192 kHz!)

Instämmer, med förbehållet att jag nog tycker att 16 bitar och 44100 Hz räcker gott det med.

[BertilAlving]

Instämmer, med förbehållet att jag nog tycker att 16 bitar och 44100 Hz räcker gott det med.

Jag instämmer i instämmandet! Kanske man kan avrunda det hela med att när 16 bitar och 44,1 kHz räcker för en njutningsfull upplevelse så bör den extra marginalen man får med 24 bitar och 88,2 kHz åstadkomma att även de mest skeptiska digitalhatarna kan börja avnjuta digitaliserad musik. Eller är jag för optimistisk?

[Svante]

Instämmer, med förbehållet att jag nog tycker att 16 bitar och 44100 Hz räcker gott det med.

Jag instämmer i instämmandet! Kanske man kan avrunda det hela med att när 16 bitar och 44,1 kHz räcker för en njutningsfull upplevelse så bör den extra marginalen man får med 24 bitar och 88,2 kHz åstadkomma att även de mest skeptiska digitalhatarna kan börja avnjuta digitaliserad musik. Eller är jag för optimistisk?

Hehe, jag tror de måste luras först genom att gravera det digitalt lagrade på en vinylskiva. Men då går det nog bra med 12-bitsmaterial.

Lyssna på denna:

http://user.faktiskt.io/svante/quant/firebird12tri.wav

...och tänk dig den graverad på vinyl. Mm, det skulle nog passera.

Nej, nu ska jag vara snäll igen.

[BertilAlving]

I analoga system är bruset för det mesta påfallande mycket högre än hos CD-systemet, men dessutom har de analoga lagringssystemen för det mesta även en massa andra klart hörbara färgningar de bidrar med. Klangförvrängnngar, distorsion och svaj för att nämna tre som typiskt alla tre når över hörtröskeln även i de bästa systemen.

Vi kan väl lägga till ytterligare ett par former av förvrängning som analoga system är behäftade med, men som ofta glöms bort: Överhörning, dels mellan bandvarven på magnetbandet och även mellan skivspåren, typiska värden är 60-70 dB under nyttosignalen. Sidbandsmodulation, populärt även kallat modulationsbrus, orsakat av ofullkomlig framdrivning av magnetband respektive skivspår. Inga av dessa båda oönskade tillskott till nyttosignalen förekommer hos ett digitalt system (mja, skulle i så fall vara klockjitter som dock påverkar nyttosignalen betydligt mindre än sidbanden som orsakas av analogapparaturens mekanik).

Överhörning är i mina ögon (öron) inte enbart ett oförargligt eller irriterande "föreko" av vad som inträffar i nästa varv på tonbandsspolen eller vinylskivan utan värre än så, det resulterar helt enkelt i att man hela tiden har en icke önskvärd klangmatta som ligger och stör lyssningen 60-70 dB under nyttosignalen (kanske i värsta fall i helt fel tonart )