ABX 24vs16 бит: в поисках семпла

Последнее время я занимался поиском «экстремальное-качественных» аудиозаписей с целью выявить в слепом тесте хоть какие-то отличия между 16- и 24-битным аудио.

На самом деле, чисто теоретически, современное оборудование вполне способно обеспечить уровень качества воспроизведения достаточно высокий, чтобы различия между квантованием с глубиной 16 и 24 бит были слышны. Фактически для этого надо лишь обеспечить динамический диапазон в 100 или более децибел и адекватный уровень нелинейных искажений. В моём же распоряжении находится аудиокарта с SNR 124 dB и, более того, КНИ+шум на уровне -100 dBFS.

Напомню: простейший способ найти различия — воспроизвести чистый тон (24-битное аудио) с уровнем -60 dBFS (или ниже) сначала в 24-битном режиме, а затем в 16-битном (без дизеринга). Вот спектры 24- и 16-битного аудио:

Искажения, изображенные на втором графике, в сумме имеют достаточную мощность, чтобы их можно было уловить на слух. В итоге звучание синусоиды становится заметно более грязным (но слушать надо обязательно в полной тишине). Здесь надо также отметить зависимость воспринимаемого уровня шумов квантования (именно ошибка квантования является источником искажений) от частоты дискретизации: чем больше частота дискретизации, тем шире спектр шумов. А так как мощность шумов остается постоянной и зависит только от разрядности, частота дискретизации определяет, какая доля шумов приходится на слышимый частотный диапазон. Т.е., например, если перед преобразованием 24 бит/44.1 кГц в 16 бит выполнить повышение частоты дискретизации до 96 кГц, значительная часть шумов квантования уйдет в диапазон 20-48 кГц. Если же при этом еще использовать дизеринг и нойз-шейпинг, 16-битный вывод позволит обеспечить качество вполне сравнимое с исходным 24-битным аудио. Напомню: эти технология называется «оверсемплинг» и используется в той же дельта-сигма модуляции. Вспомните 1-битный формат с частотой 2822.4 кГц, использующийся в SACD/DSD.

Тот же семпл преобразованный в 16 бит с повышением частоты дискретизации до 96 кГц и дизерингом/нойз шейпингом. Большая часть шумов квантования локализована в ультразвуковой части спектра.

Таким образом, в моих планах было найти hi-res семпл, в формате вроде 24/192, затем понизить его частоту дискретизации и разрядность (для начала — отбрасыванием младших битов) до 16/44.1, ну а потом произвести сравнение исходного и полученного аудио. Т.е. всё, что мне нужно было — это высококачественный семпл с динамическим диапазоном сравнимым или превышающим ДД Audio CD (96 дБ). Причем я поставил цель найти не синтетический семпл, т.е. не сгенерированную синтезатором музыку, а именно запись живых инструментов.

Но, меня ожидало разочарование. Я даже создал специальную тему на HydrogenAudio, затем общался со знакомым звукорежиссером...

Итог: реалии (в т.ч. уровень используемых на сегодня технологий звукозаписи) не позволяют достичь при записи динамического диапазона более 90 дБ. Прежде всего, абсолютное большинство микрофонов имеют в самом лучшем случае уровень шумов около -90 dBFS. Затем всё упирается в условия записи: фоновые шумы в помещении, шум оборудования, дыхание музыкантов в конце концов. Т.е. фактически в природе не существует записей с ДД более ~85 дБ. Большинство же современной музыки имеет ДД в пределах 40 дБ, и это еще считается очень неплохой динамикой.

В общем, обсуждение на HA завершилось (чего и следовало ожидать) тотальным разгромом 24-битного аудио. От себя же, подводя итог, скажу то, к чему давно уже пришел я и большинство моих единомышленников. Hi-res аудио действительно не имеет смысла в качестве конечного продукта. Аудио с высоким разрешением нужно исключительно для хранения исходников и дальнейшей обработки.

Впрочем, в очередной раз убедиться в этом вам поможет перевод статьи Загрузки в формате 24/192 — почему они не имеют смысла, над продолжением которого я сейчас работаю. Следите за обновлениями.

[Обсудить на форуме]