Gruja

Problem koji muči upsampling DAC-ove i jednostavno rešenje

Recommended Posts

Na svojoj temi sam se žalio da imam probleme koji se najpre Äuju sa ženskim vokalima - zvuk je imao digitalnu primesu i oÅ¡trinu. Problem je bio naroÄito izražen sa novijom produkcijom, mada ni starija nije bila poÅ¡teÄ‘ena. Izraziti primeri: Adele, Lana Del Rey, Christina Perri... Problem je bio izražen sa viÅ¡e DAC-ova, a zajedniÄko za sve je da interno rade na viÅ¡e od 44.1KHz.

 

Ako nekog mrzi da Äita reÅ¡enje je jednostavno. Treba da se smanji digitalni signal 5-6dB. U Foobar-u je to najjednostavnije uraditi tako Å¡to se ukljuÄi ReplayGain (Processing: apply gain) pa se u Preamp opcijama oba slajdera nameste negde oko -5 ili -6dB. Problem je Å¡to je ovo u suprotnosti sa mnogim preporukama da PC ne dira volume, da sve bude na 100% i da se DAC-u Å¡alje bitperfect stream! Obavezno je i da output bude 24 ili 32 bita, sa 16 bita nema dovoljno rezolucije za digitalnu obradu.

 

foobarreplaygain.png

 

Ajmo sad celu priÄu za one koje zanima.

 

Eksperimentisanjem sa ekvilajzerima video sam da se ta digitalna primesa koja smeta nalazi u veoma uskom opsegu oko 11KHz. Ovo je već bilo veoma sumnjivo. To je jako blizu da bude taÄno Äetvtina od 44.1KHz, Å¡to je možda neki peak kad upsampling ne radi kako treba.

 

Da zastanemo kod upsamplinga na trenutak. PriÄamo o modernim DAC-ovima koji skoro svi rade na viÅ¡e od 44.1KHz - uobiÄajene vrednosti su 96, 192 ili 384. Å ta radi DAC kad mu doÄ‘e 44.1KHz, u Äemu je i dalje velika većina produkcije? Radi upsampling, pravi nove semplove od originalnih. U sluÄaju da je upsampling na taÄno duplo veći sample rate (44.1->88.2KHz) mogu jednostavno da se dupliraju semplovi. Ako nije celobrojan umnožak, situacije je dosta komplikovnija. ZnaÄi upsampling NIJE opcion, on se obavezno radi. NaÅ¡ izbor je samo sledeći - da li DAC-u dostaviti 44.1 pa da ga on prepakuje ili to možemo i na PC-u, npr. sa nekim resampler plugin-om za Foobar. Ali upsampling mora da se desi, i bar kod mene je minimalna razlika izmeÄ‘u onoga Å¡to radi M2Tech Young i Sox resampler plugin u Foobaru.

 

Ok, zakljuÄili smo da se upsampling obavezno deÅ¡ava. Å ta je tu sad problem? Kreiraju se novi semplovi. Ispostavlja se da ako originalan signal ima dosta vrednosti blizu 0dB (ako gledamo grafikon - da signal dolazi do samih ivica) - kad upsampling iskonstruiÅ¡e semplove koji bi bili izmeÄ‘u - neki od njih prelaze granicu i dolazi do klipinga! Evo Älanka koji se detaljno bavi tom temom:

 

http://www.audioholics.com/audio-technologies/issues-with-0dbfs-levels-on-digital-audio-playback-systems

 

Do tog teksta sam doÅ¡ao Äitajući ovu temu:

 

http://www.pinkfishmedia.net/forum/showthread.php?t=142493

 

Upravo je novija produkcija puna 0dB signala zbog loudness war-a i zato se tu najlakÅ¡e i Äuje problem. Ovako bi trebalo da izgleda test signal kad nema izobliÄenja:

 

ADS_3dB_zps350e1834.jpg

 

Ovako izgleda kod SB touch:

 

SBT_3dB_zps355e24e7.jpg

 

A ovu grozotu su dobili na DAC Magicu:

 

DACMagic_3dB_zps3216a389.jpg

 

Test signal od 11025Hz može da napravi semplove koji su 3dB preko granice klipinga. PoÅ¡to realna muzika nije samo jedna frekvencija, naÅ¡ao sam negde da realna muzika na loudness steroidima može da preÄ‘e i preko 5dB u kliping, zato sam kod sebe stavio -6db. Jedina negativna strana je Å¡to onda stereo pojaÄalo mora da se pojaÄa za tih 6dB da bi se dobila ista glasnoća. Može da bude problem ako je npr. lampaÅ¡ko pojaÄalo a zvuÄnici manje osetljivi pa je sve već na granici.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ovo je vrlo zanimljiva tema. Ali odmah na početku primećujem da cela stvar nema veze sa upsamplingom. U originalnom članku se nigde ne pominje kao uzrok problema upsampling već sama rekonstrukcija analogne krive signala iz digitalnog signala, to jest sama D/A konverzija. Kakva je veza između frekvencije uzorkovanja i eventualnog upsamplinga i premodulisanja iznad 0dBFS? Drugim rečima, ako sam dobro razumeo, distorzija nastaje usled probijanja teorijske granice digitalnog signala 0dBFS+ u analognom domenu koji onda izgleda kao sinus sa odsečenim vrhovima ili kao četvrtka. Ali zašto bi se to onda dešavalo samo u opsegu oko 11 kHz?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Krenuo sam u stvari od onog drugog linka jer se tamo viÅ¡e priÄalo o upsamplingu. Tamo sam naiÅ¡ao npr. na ovo:

 

"Oversampling/upsampling makes the problem worse, as you can end up with the new sample between the original samples being hard clipped (as opposed to what the analogue electronics post-dac may or may not do)."

 

Tek sam posle stigao do tog detaljnijeg Älanka i moram priznati da sam ga malo preleteo jer sam žurio da Äujem da li mi to reÅ¡ava problem. Video sam da su testirali par DVD ureÄ‘aja koji sigurno ne rade interno na 44.1 pa sam ishitreno izveo zakljuÄak da je i ovde poenta u uspamplingu. U svakom sluÄaju za moj setup je ovo jako pomoglo.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jedina negativna strana je Å¡to onda stereo pojaÄalo mora da se pojaÄa za tih 6dB da bi se dobila ista glasnoća. Može da bude problem ako je npr. lampaÅ¡ko pojaÄalo a zvuÄnici manje osetljivi pa je sve već na granici.

Jako dobro i informativno. Jedino imamo promedbu na nepreciznost u gornjoj recenici, jer ako signal udje oslabljen jedino sto mora u predpojacalu da se pojaca za razliku za koliko je oslabljen na ulazu. Prica nema direktne veze sa osetljivoscu zvucnika i sa tipom pojacala. Jedino je moglo da se kaze da moze da bude problem da predpojacalo ne moze da postigne toliko pojacanje da bi dodatno slabljenje nadoknadilo.

Nisam se bavio ovim ali licno mislim da uvek ima problema prilikom konverzije 48/44 pogotovu ako ona nije odradjena kako valja.

U ovom slucaju vise mislim da je do filtera.

 

Pozdrav Misa

Share this post


Link to post
Share on other sites

Grujo, hvala puno, odliÄna tema.
To mi objašnjava dosta stvari koje primetim pri slušanju digitale...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jedna odlicna numera za testiranje ovoga je Sara K. - Vincent i to sa Best Audiophile Voices III albuma, Premium Records izdanje, vreme 3:02.

https://www.discogs.com/Various-Best-Audiophile-Voices-III/release/9876254

Ista numera na izvornom albumu Sara K. & Chris Jones - Live In Concert nema problem.

Zeznuli su stvar nabijanjem gain-a. Kada se pokrene ReplayGain normalizacija "rezultat" za problematican album je --5.25 dB / 0.999023, a za ovaj drugi -4.42 dB / 0.890350.

Ako se digitalno smanji gain za razliku izmedju te dve vredosti iliti 0.9 dB u Foobar-u sve je ok.

To mesto ima neki cudan zvuk, ali na prvom albumu se cuje vrlo ocigledno da ima clipping-a.

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Negde sam već napisao da je ta kompilacija loša. Svim numerama su nabili gain. To se lako da proveriti ako iste nađete na originalne albume.

Ovo je inače fantastičan primer kako je muzička industrija pucala sebi u nogu povećanjem glasnoće pesama. Treba samo poslušati sa komp. i sa orig i uporediti. Pogotovo kad se malo pojača i posluša dubina scene u oba slučaja.

Recimo sa originalnog SACD Rebecca Pidgeon - Spanish Harlem, replay gain je +5,63, dok je na kompilaciji -8,03db.

U prvom slučaju ona peva u dubini studija, u drugom je ispred vašeg nosa.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Da. I to je odlican primer.

Apsolutno se slazem da su napravili neverovatno *biiiiip*.

Jos neverovatnije mi je da to rade i na kompilacijama koje bi trebalo da su audiofilski sampler-i.

To se nikada nece desiti na recimo Chesky sampler-ima.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Pa verovatno.

Međutim meni se ton Chesky muzike nikako ne sviđa. Previše mi je ulagivačka. Kao da se sva provlači kroz neki filter kako bi bilo umiljato audiofilima. Nije mi to neki realan ton.

Podseća me na ove nove filmske produkcije pa kad neki film provuku kroz neki filter, pa vidiš više sive u filmu, ili zelene, ili neke druge boje....

Jednostavno, sve što oni proizvedu vuče mi na jednu istu vodenicu.

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 11.12.2013. at 11:27, Gruja said:

Ako nekog mrzi da Äita reÅ¡enje je jednostavno. Treba da se smanji digitalni signal 5-6dB. U Foobar-u je to najjednostavnije uraditi tako Å¡to se ukljuÄi ReplayGain (Processing: apply gain) pa se u Preamp opcijama oba slajdera nameste negde oko -5 ili -6dB. Problem je Å¡to je ovo u suprotnosti sa mnogim preporukama da PC ne dira volume, da sve bude na 100% i da se DAC-u Å¡alje bitperfect stream! Obavezno je i da output bude 24 ili 32 bita, sa 16 bita nema dovoljno rezolucije za digitalnu obradu.glasnoća. Može da bude problem ako je npr. lampaÅ¡ko pojaÄalo a zvuÄnici manje osetljivi pa je sve već na granici.

Ovo je lose resenje. Time ces utisati i gomilu albuma kojima je to apsolutno nepotrebno i koji su mozda vec i ovako previse tihi.

Ako vec pominjes ReplayGain onda treba i da ga koristis :) 

 

Postoje dva dobra resenja - jedno za "puritance", a drugo za sve ostale.

- Uraditi ReplayGain skeniranje svih fajlova (by albums) i koristiti ReplayGain tag-ove za playback. Ova opcija radi normalizaciju. "Puritanci" to ne vole - oni zele bit perfect :)

- Ko ne zeli da koristi ReplayGain normalizaciju neka odradi ReplayGain  skeniranje fajlova obavezno uz upotrebu true peak scan-a i nek koristi opciju "prevent clipping according to peak" - bez "apply gain". Na taj nacin nece biti promene gain-a sve dok ona nije neophodna zbog prevencije clipping-a.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Kako je neki upgrade foruma iskasapio naša slova u postu od pre par godina, to je strašno.

Meni volume nikad ne ide preko pola pa ni nemam problema da neke tiše stvari ne mogu da pojačam. Uostalom pomenuo sam i taj problem. Ali da, ReplayGain (u Foobar) koristim najbazičnije moguće, fiksno za sve, a ako iole "šaraš" po plejlisti a ne slušaš cele albume u cugu, imalo bi dosta smisla da je nivo ujednačen na nivou cele kolekcije. 

Malo sam sad čitao na tu temu, ali ne i probao, pa mi neke stvari nisu jasne.

5 sati ranije, Delija said:

Uraditi ReplayGain skeniranje svih fajlova (by albums) i koristiti ReplayGain tag-ove za playback. Ova opcija radi normalizaciju.

U kom smislu normalizaciju? Koliko sam video, ReplayGain samo upiše podatak o optimalnom gain-u u fajl u neki tag, ne modifikuje semplove. Semplovi se modifikuju tek prilikom reprodukcije, možda si na to i mislio. A Bit Perfect puritanizam vuče korena iz davnog, davnog doba obrade u 16-bitnom domenu i sada više nema nikakvog osnova. Operacije nad signalom koje se rade u 24, 32 bita ili floating point su daleko ispod čujnog praga.

Ovaj drugi metod sa "peak scan" mi zvuči daleko agresivnije po zvuk ako sam dobro shvatio kako radi - to je u suštini kompresija dinamike, jedan deo numere ne diraš, a drugi stišavaš po potrebi.

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 minuta ranije, Gruja said:

1.Kako je neki upgrade foruma iskasapio naša slova u postu od pre par godina, to je strašno.

2.Meni volume nikad ne ide preko pola pa ni nemam problema da neke tiše stvari ne mogu da pojačam. Uostalom pomenuo sam i taj problem. Ali da, ReplayGain (u Foobar) koristim najbazičnije moguće, fiksno za sve, a ako iole "šaraš" po plejlisti a ne slušaš cele albume u cugu, imalo bi dosta smisla da je nivo ujednačen na nivou cele kolekcije. 

...

1 Jeste strašno. Pogotovo onih postova koji su pisani (nekom) ćirilicom. Oni su sada nečitljivi.

Moderacijo, Admini, da li postoji način da se neki skript napravi i pusti da prečešlja forum i ispravi stvar? Ćirilicu učini čitljiviom a i one  Äi Å¡ i sl vrati na  č ć š đ ž ? I one silne pogubljene fotografije da  ispronadje i linkuje ponovo.

 

2 Koliko sam ja primetio "volume" ne deluje na DSD fajlove.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ne mislim da je bitperfect izgubio na značaju sa visokom definicijom. To je i dalje jedini originalni zapis, a sve druge kontrole primenjuju filtere (ditering i dr) kojih ima raznih. Svi filteri na softverskim plejerima su po pravilu visoke definicije čak i kada rade na 16-bitnom zapisu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Korišćenje replay gaina je jako loša opcija.

Muzička industrija je ovo izmislila jer ne postoji nikakav stanadrd oko granica za nivoe glasnoće snimaka. Svako snima po svom nahođenju - tako da puštanje plej liste više autora zahteva stalne intervencije.

Kad se sve pesme taguju i uključi ova opcija dobija se deformisan zvuk, najviše se oseti kod pesama koje su preglasne pa ih sada softver u letu smanjuje. Zvuk poprima karakterističnu valovitost, astmatičarski ga još neki zovu. Softver ubija fizičku stranu zvuka, ponajviše dinamiku.

Ova operacija ne smeta ubedljivoj većini konzjumera. Njima te nus pojave uopšte ne smetaju jer nemaju naviku da slušaju preciznije muziku.

Rus koji je napravio zvučno mnogo bolji plejer, Album Player, nije ugradio ovu opciju. Njegov sofver je zvučno za klasu više od prosečnih konzjumerskih. Nije imao na um da se ulaguje razmaženom korisniku-foteljašu, da im sve bude ugodno, te je izbacivanjem ovakvih opcija dobio i na kvalitetu. Jeste rudimentaran ali je zato zvuk....

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 sati ranije, Gruja said:

U kom smislu normalizaciju? Koliko sam video, ReplayGain samo upiše podatak o optimalnom gain-u u fajl u neki tag, ne modifikuje semplove. Semplovi se modifikuju tek prilikom reprodukcije, možda si na to i mislio. 

Ovaj drugi metod sa "peak scan" mi zvuči daleko agresivnije po zvuk ako sam dobro shvatio kako radi - to je u suštini kompresija dinamike, jedan deo numere ne diraš, a drugi stišavaš po potrebi.

Nebitno je da li je modifikovan source fajl ili na osnovu tag-a player radi normalizaciju u letu. Efekat je isti. Naravno da je bolji tag jer ne diras original i imas izbor da li zelis da koristis tu opciju. Ali onda player mora to da podrzava.

Drugi metod radi kompresiju iskljucivo tamo gde ima clipping-a, a to je, ako uopste ima clipping-a reda velicine 0.0001% tog problematicnog track-a. Naravno da zelis da kompresujes taj clipping - daleko bolja opcija nego da ga slusas.

 

@vdzele

Za tebe je ova druga opcija stvorena.

Samo jos da je podrzi tvoj omiljeni player :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Replay Gain linearno pojačava ili utišava celu numeru za određeni nivo dB, ne radi dinamičku kompresiju, ekspanziju niti limiting. Ali tu se opet dešava resampling i zvuk zavisi od filtera koji je primenjen u njemu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Bit perfect je davno otišao u istoriju, sa DAC-ovima koji rade 44/16. Ti pustiš plejer da ne pipne 44/16 signal, ali on onda ode u DAC koji to risempluje na 96/24, 384/32, koliko god da radi interno. Risempling ne može da se izbegne na modernoj opremi a sa starim redbuk materijalom.

Pri tom se ove ReplayGain operacije na nivou signala možda i ne zovu risempling jer ostaje isti sempl rejt, nema "izmišljanja" nekih semplova između ni filtriranja, samo se amplitude pojedinačnih uzoraka menjaju. A kad se radi u 24 bita ili većoj rezoluciji, to je zanemarljivo.

Druga je priča ako se koristi ovakav ReplayGain koji ima dinamički kompresor - limiter. Delija piše da postoji tako nešto, ali mi ne bi palo na pamet da to i koristim za Hi-Fi.

Share this post


Link to post
Share on other sites
44 minuta ranije, Willi Studer said:

Replay Gain linearno pojačava ili utišava celu numeru za određeni nivo dB, ne radi dinamičku kompresiju, ekspanziju niti limiting. Ali tu se opet dešava resampling i zvuk zavisi od filtera koji je primenjen u njemu.

Ako se koristi true peak informacija onda radi kompresiju, ali isljucivo na onom delu koji ide u clipping. Od volje ti sta ces koristiti.

Meni klasican ReplayGain radi posao jako dobro, jer ne moram da drndam daljinac (tacnije mobilni) non-stop. Nemam tako dobre usi kao neki :)

Ali i opcija "prevent clipping according to peak" radi savrseno.

Share this post


Link to post
Share on other sites
40 minuta ranije, Gruja said:

Bit perfect je davno otišao u istoriju, sa DAC-ovima koji rade 44/16. Ti pustiš plejer da ne pipne 44/16 signal, ali on onda ode u DAC koji to risempluje na 96/24, 384/32, koliko god da radi interno. Risempling ne može da se izbegne na modernoj opremi a sa starim redbuk materijalom.

Pri tom se ove ReplayGain operacije na nivou signala možda i ne zovu risempling jer ostaje isti sempl rejt, nema "izmišljanja" nekih semplova između ni filtriranja, samo se amplitude pojedinačnih uzoraka menjaju. A kad se radi u 24 bita ili većoj rezoluciji, to je zanemarljivo.

Druga je priča ako se koristi ovakav ReplayGain koji ima dinamički kompresor - limiter. Delija piše da postoji tako nešto, ali mi ne bi palo na pamet da to i koristim za Hi-Fi.

Ova zabluda se često može čuti. To nije resampling nego upsampling dodavanjem nula na LSB do standardne dužine digitalne reči DAC-a. Dodavanje LSB se zove padding i on ne menja bitperfect informaciju jer dodati bitovi naknadno opadaju. Tako 16/44,1 u DAC-u postaje 32/44,1, 64/44,1 itd.

Resampling je promena sadržaja digitalne reči i deo je pojačavanja i stišavanja u digitalnom domenu. U njemu se menja digitalna reč.

Na kraju, gain (pojačanje) i dinamičku kompresiju ne treba brkati jer su to različiti procesi.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nisam uopšte pričao o dodavanju nula da se dobije 24/32 bit od 16bit, već o promeni frekvencije uzorkovanja gde je resample/upsample neminovan. Možda grešim povučen marketinškim materijalima proizvođača, ali koliko shvatam moderni DAC radi interno na 96, 192 ili 384 KHz, i ako mu ti ne pošalješ takav signal on će sam da ga napravi od originalnog 44.1KHz.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Forum Statistics

    • Total Topics
      24,733
    • Total Posts
      291,527