Реальная глубина записи, или За каждый бит двух небитых дают

Реальная глубина записи, или За каждый бит двух небитых дают

Всем известные параметры цифрового аудиопотока 16 и 24 бит — всего лишь официально заявленные мундиры, под которыми может оказаться рубашка с прорехами. Ищем надежный инструмент для диагностики.

Пытливые люди, которым интересно узнать фонетическую подноготную музыкального релиза, более или менее приловчились. Теорему Котельникова-Найквиста знает каждый ребенок, не говоря уже о том, что любое дитя сможет уточнить протяженность спектра в аудиофайле. Про оценку динамического диапазона тоже было рассказано немало, даже целое сообщество имеется – пишет петиции и стыдит издателей, злоупотребляющих компрессией. А уверены ли вы, что в 24-битовом хайрезе честно задействованы все разряды? Как это узнать?

На первый взгляд ситуация совершенно герметичная и неподконтрольная. Как показывает статистика официальных продавцов HD-аудио вроде Qobuz или HD Tracks, наиболее распространенными в ассортименте являются релизы в 24 бит / 44.1 кГц. То есть мы имеем ту же частотку и пики уровней, что на компакт-диске, просто в более точном и подробном изложении. И не надо удивляться скромности технических параметров таких вот Studio Master Files. Работает принцип разумной достаточности. Doctor Dre, тот самый, который маячит на популярных наушниках, одно время возился с сессионными записями в 24 бит / 88 кГц, а потом плюнул и перешел на 24/44.1 – так, говорит, места больше остается для работы с мультитреком. Да-да, музрынок харчуется не с аудиофильской аудитории. Чтобы пополнять закрома айтюнса, вполне хватает и таких вот студийных исходников. А раз найдутся гусики, кому туманит голову от 24 бит, отчего бы не продать то, что осталось?

В числе HD-релизов после 24/44.1 распространены издания в 24 бит/48 кГц. На них также сложно убедиться в хорошей родословной — верхний предел (т.е. половина частоты дискретизации) составляет 24 кГц — совсем близко от обычного компакт-диска. И, повторюсь, нет никаких гарантий, что запись не велась по образцу и стандарту DAT-рекордеров — в 16 бит / 48 кГц, а потом с помощью несложной программной процедуры была поднадута до благопристойных 24 разрядов. Выявить эти и другие подозрительные случаи поможет опция Bit Meter в аудиоредакторе WaveLab.

Анализатор цифровой глубины аудиопотока представляет собой пронумерованную по битам вертикальную шкалу и работает следующим образом. Загрузите испытуемые WAV или AIFF образцы в WaveLab и включите воспроизведение. Шкала Bit Meter отобразит каждый разряд в 16 или 24-битовом слове, которые будут выстроены по строгой иерархии согласно уровню сигнала. Сначала идут старшие биты, и надо сказать, что на спокойных ненасыщенных композициях четыре младших разряда не всегда-то и задействованы. Таким образом, будьте уверены, что сидишки со сладостным камерным джазком, которым любят тешить покупателей в аудиосалоне, на деле имеют глубину от силы в 12-14 бит.

Интересно будет на Bit Meter проверить пресловутые издания HDCD. Сграбленный на компьютер «как есть» такой диск ничем не будет отличаться от классического Red Book. Но с помощью программного HDCD-эмулятора (они имеются и в Foobar, и в dBpoweramper) можно раскодировать спрятанную информацию и перевести все в 24-битовые wav-файлы, которые станут объектом исследования Bit Meter. Опыт показывает, что те записи, на этапе HDCD-производства которых применялась функция Peak Extension (расширение динамического диапазона), показывают реальное увеличение разрядности от 17 до 20 бит — как и было сказано в рекламных проспектах на заре HDCD-технологии.

Примером успешной реализации могут послужить, например, CD-издания первых трех альбомов The Beatles загадочной конторой Fabulus Sound Lab, которые на сегодняшний момент мне представляются наиболее предпочтительными из целого вороха разномастных «битловских» релизов раннего периода.

В то же время такие компакт-диски, как например, Beck “Mutations” или одноименный сольник Nancy Sinatra 2004 года зажгут HDCD-метку на индикаторе совместимого CD-проигрывателя, но даже переведенные в 24 бита, разрядность сохранят прежнюю — 16 бит. Почему? Хотя в студии и использовался тот самый АЦП Pacific Microsonics (очень хороший, к слову!), но все его HDCD-цепи были отключены, осталась лишь метка в цифровом коде, от которой CD-плеер дурак и обрадовался.

Bit Meter поможет раскрыть и посрамить не только ворох престарелых компакт-дисков, но и хитрые HD-аудио, которые упоминались в начале материала. Никакая частота дискретизации не скроет от Bit Meter реальное состояние ячеек в разряде. Например, на альбоме Tricky “Mixed Race” (официально 24/44.1) отсчет начинается только с 20-го бита. Если в 24-битовом потоке в восьми старших разрядах остаются нули, так и будет показано на шкале. И значит, перед нами обычный апконверт из 16-битовой записи.

К счастью, подобные случаи относительно редки, однако от накладок не избавлены даже уважаемые B&W Society of Sound, под сенью которых были выпущены HD-издания The Unthanks “A Retrospective” и одноименный альбом Portico Quartet – оба показали 16-бит при анализе. Впрочем, это не значит, что подобные записи ужасно играют – на свете множество компакт-дисков с прекрасным звуком. Можно забить все разряды и спектр громким перегруженным саундом — такой файл будет тяжелым не только по размеру, но и на слух.

Не забывайте, что равно как и прочие инструменты аудиоредакторов, Bit Meter — это лишь один из элементов технической экспертизы, которые пусть и не ответят на все вопросы, но дополнят и обогатят ваш филофонический опыт.

Опубликовано в журнале Stereo&Video, № 11, 2013
ТЕГИ:#Bit Meter
73.8 дБ +

Комментарии

#

То, что вы не видите значений выше 16 бит говорит лишь о том, что у записи нормальный уровень громкости. Каждый дополнительный бит увеличивает амплитуду сигнала. Чем больше вы видите зажженных битов, тем громче звук. Возможно, ваши записи по-просту нормально сведены и в них нет ни одного звука с максимальной амплитудой. Если вы возьмете поп-запись с задранной громкостью, вы увидите значения 22-24 практически на протяжении всей песни.

- 50 дБ +
#

так не бывает как вы говорите. Даже если запись с адскм клиппингом в 0 дб, но если там 16 битовое слово, отстальные 8 просто не будут активными.


Другое дело, что можно загрузить 16 битные данные в 24 битную среду редактора, что-то там поделать с ними, покрутить уровни, поредактировать и сохраненный результат будет уже да - 24-битовым

- 53.01 дБ +
#

Если бы дополнительные биты не использовались, уменьшилась бы громкость. Тк максимальная громкость это все зажженные биты в слове. Для 16 битного потока число соответствующее макс громкости: 2^16,для 24 битного : 2^24. Если программа оставляет пики на уровне 2^16, трек становится тише, т. к. ЦАП дает максимальный вольтаж для семпла 2^24 при 24битном потоке.

- 50 дБ +
#

А почему вы думаете, что дополнительные биты вкрячивают одним кластером, а не рассовывают по всему диапазону? Соответственно без дизеринга такие пустые биты будут после оверсемплинга равномерно расставлены по всему диапазону.

- 50 дБ +
#

Их не "рассовывают". Цифровой звук состоит из семплов. Таких семплов 44100 на секунду звуковой дорожки. Каждый семпл это число. В зависимости от битности оно может иметь 24 или 16 разрядов. В обоих случаях максимальное значение этого числа соответствует 100% громкости. Для 24 битной дорожки максимальное значение семпла 2^24 (2 в 24 степени), для 16 битной 2^16 степени. Внутри электроники числа записаны в двоичной системе с помощью битов. Например, число 8 соответствует такой комбинации битов: 1000, 9 соответствует 1001, 13 это 1101.

Апксейл до 24 бит производится с помощью простого умножения каждого семпла на число 2^24/2^16 = 256. Т.е. семпл со значением 8 в 16 битной дорожке станет семплом со значение 256*8 = 2048 в 24 битной. В двоичной системе это 1000 и 1000 0000 0000 соответственно.

В итоге получается, что я вам наврал:) Биты действительно будут нулевые. И они попадают одник кластером. Т.к. умножение на 256 суть добавление 8 нулей в конце двоичного числа. Прошу прощения, алгоритм определения 16битной записи из статьи работает.

- 50 дБ +
#

...вот слушал диск "If it was you" группы Tegan and Sara. Определяется он как HDCD...сграбил на компе его и перевёл его в 24-битную запись,так вот в аудиоредакторе эти 24 бита показываются ,что в записи они присутствуют...такое может быть с HDCD-диском разве?..там вроде до 20 бит только...

- 50 дБ +
#

специально посмотрел ваш случай

да переиздание выполнено в hdcd формате с функцией peak extension и разрешением до 20 бит включительно

чем перегоняли в 24-бит? скорее всего ваш кодер по умолчанию изменил громкость (обычно прибавляют 6 дб) и аудио сделалось формально 24-битным

- 50 дБ +
#

Для перегона я использовал программу Easy CD-DA Extractor...

- 50 дБ +
#

я имел в виду hdcd кодер в какой оболочке применялся? я не знаю что там easy химичит

после рипа EAC, я использую dBpoweramper и он при переводе 16 бит wav в 24 битный wav спрашивает - добавлять ли сюда громкости 6 дб?

если да, то файл будет полностью 24-битным, если нет, то в 24-битном контейнере будут нетронутые 20-битные данные согласно спецификации hdcd

- 50 дБ +
#

Если не крутить ручку громкости, 24 битная запись звучит громче, чем 16битная?

- 50 дБ +
#
- 50 дБ +
#

Я не нашел в статье ответа на свой вопрос. Задал его в ответ на ваше утверждение "чем перегоняли в 24-бит? скорее всего ваш кодер по умолчанию изменил громкость (обычно прибавляют 6 дб) и аудио сделалось формально 24-битным" и "после рипа EAC, я использую dBpoweramper и он при переводе 16 бит wav в 24 битный wav спрашивает - добавлять ли сюда громкости 6 дб?".

Если вы добавите 6дб, то 24 битная запись будет звучать громче 16битной дорожки? Предполагаю, что с выбранной опцией "увеличить громкость на 6дб", громкость 24битной дорожки останется такой же как и для оригинальной 16битной дорожки.

- 50 дБ +
#

hdcd кодирование в опции peak extension действует как управляемый экспандер

с плюс 6 дб получается клиппинг и ДД падает разумеется

- 50 дБ +
#

Ответ на ваш вопрос в первом комментарии к посту. 100% громкость при 20битном потоке это зажженные 20 битов. При 24битном - 24бита. Если бы у вас остались зажженными только 20 битов, у вас бы уменьшилась громкость.

- 50 дБ +
#

вы хотите сказать, что если я перегоняю из 24 бит в 16 у меня должна уменьшиться громкость?))))

вы не путаете старшие и младшие биты, зажигаются или тухнут младшие есличо

- 53.01 дБ +
#

Если тривиально приписать сверху ноликов, то да. Алгоритм примитивный, негодный, но гарантирующий от искажений пере-дискретизации.


- 53.01 дБ +
#

При перегоне из 24 бит в 16 у вас произойдет деление значения каждого семпла на 256. Громкость при этом не уменьшиться. Мой комментарий был о том, что если перенести число из 20битного потока в 24 битный, то уменьшиться громоксть. Т.е. семпл 1 0000 0000 0000 в 20битном и 24битном потоке будет звучать с разной громкостью.

- 50 дБ +
#

Сталкивался с такой якобы 24-бит записью и удивился тембрально ачх идеальна , но звучит тише от 6-8 дб.

- 50 дБ +
Чтобы оставить комментарий, войдите, пожалуйста.