Цифровой звук и убогость MP3.

А слышал ли кто-нибудь про формат кодирования звука aacPlus? В январском номере журнала Stereo&Video о нем интересная статья.

Как известно, ААС (Advanced Audio Coding) - это усовершенствованная версия АС-3 или Dolby Digital, утвержденная в качестве формата записи звука для MPEG-4 (DVD). Формат хороший, звук отличный, но не пригодный для существующих систем с низкой скоростью потока данных. Компания Coding Technologies разработала систему улучшения существующих кодеков, позволяющую значительно снизить скорость потока данных, а следовательно, использовать ее в цифровом радиовещании, интернете, мобильных мультимедийных приложениях. Новый комплексный метод называется SRC (Spectral Band Replication) и действует во многом по принципу HDCD. Кроме схожей обработки НЧ и ВЧ сигналов, в нем SRC-данные так же занимают небольшой обем и так же размещаются в дополнительных полях. х. Метод SRC может использоваться совместно с любым существующим кодеком. В результате его объединения с мр3 был реализован алгоритм мр3 Pro, значительно улучшивший исходный. Однако наиболее впечатляющий результата был получен при объединении SRC с AAC. Этот вариант получил название aacPlus. Новый кодек - не замена ААС, а расширяющее его возможности дополнение. Что в итоге получилось? При битрейте 20 кбит/с достигается качественный моносигнал, при 32 кбит/с - высококачественное стерео, при 48 кбит/с - качество, близкое к CD, а при 128 кбит/с - передача многоканального звука формата 5.1. При независимом тестировании (MPEG и Европейский союз радиовещателей ЕСР) аасPlus превзошел все другие кодеки по такому важному показателю, как качество сигнала на бит. По результатам слепого слухового тестирования различных кодеков интернет-звука, проведенного специалистами ЕСР в 2002 г, выявилось следующее предпочтение: аасPlus, mp3Pro, AAC, Real 8, 7 кгц НЧФ, WMA 8, mp3, Real G2, 3.5 кгц НЧФ. В 2003 г. MPEG определил окончательные спецификации для MPEG-4 High Efficiency AAC), и аасPlus стал называться НЕ-ААС. Кроме этого полного декодера, разработан и "маломощный" вариант, в этом случае можно обойтись процессором на 40% менее мощным, но на выходе будет незначительная потеря качества звука.

2yellow submarine:
Помойму ничего интересного, что алгоритмы работы кодеров постепенно оптимизируют, это логично. Прорыва никакого не случилось явно :). MP3 Pro только в низких битрейтах работает помойму... Короче говоря тут везде видимо речь о ультравысокой степени компресси и сохранении при этом удобоваримого для бытовых целей качества. В случае с битрейтами повыше скажем WMA оказывается обычно хуже mp3... Хотя вот тут стоит выше.

Кстати, для тех кто кидает камни в сторону Mp3... Вот линк плеер который играет формат правильнее чем кто-либо:

http://koti.welho.com/hylinen/apollo/

Да, в наушниках я конечно разницу рассышу между mp3 ~192kbit/s и CD, но через бытовые колонки её обнаружить весьма сложно будет. В случае с дефолтным mp3-декодером всеми любимого Winamp вполне реально и через колонки обычные... Уточню, что рассылшать разницу можно не на любом материале и не любыми ушами (если они нетренированные, то можно разницы не обнаруживать) ;).

Grigory
"Помойму ничего интересного, что алгоритмы работы кодеров постепенно оптимизируют, это логично. Порыва никакого не случилось явно"
- Смотря что считать прорывом. Возможность, при большом битрейте, достигать заявленное качество 5.1 -это ли не плохо? Что же касается сравнения WMA и mp3, то по результатам вышеприведенного слепого тестирования они стоят рядом, хотя и в другой последовательности. Разница между ними небольшая, может быть и разброс мнений, но, заметьте, оба они в том списке очень далеки от аасPlus. Но мой-то вопрос в самом начале поста имел следующий посыл: слышал ли кто-нибудь не только ПРО новый кодек, но и слышал ли кто-нибудь его реальную РАБОТУ? Как я понял, Вы не слышали. В "огород" же мр3 я новые камни бросать не собираюсь, в нем их и так уже достаточно. Просто из всех существующих кодеков он в числе худших, хотя и наиболее популярных. Насчет того, ощутима ли на слух разница между CD и мр3, тоже спорить не буду, надоело, а сошлюсь на самый свежий пример. У меня есть один и тот же диск, "Destiny Road" Peter Green Splinter Group, на CD и мр3. В самый раз сравнить их! Сравнил на колонках. Так вот второй звучит примерно как FM радио. Вы разницу между CD и FM на слух отличаете? Вот и я тоже.

Grigory
"Читаю тут выше про недостатки формата CD... На самом деле, проблема не в том, что DVD-A или ещё что-то катастрофически лучше CD, а в том, что до сих пор часто потенциал CD не реализуется полностью, из-за аппаратуры или просто не совсем грамотно сделанной записи".
- Да все годы, что существует формат CD, его пытались улучшить различными ухищрениями (например, пионеровская Legato Link), не затрагивая главного врожденного порока: 16-битного квантования. На его основе как ни "вытягивай", ни "достраивай" недостающие биты, заметного улучшения не может быть в принципе, только субъективные ощущения "меньшей стерильности" звука. Дело не в "несовершенных" проигрывателях, а в несовершенном формате. Кстати, о Legato Link. Видели бы вы, как выглядит на осциллографе АЧХ-синусоида исходного сигнала после обработки этой "примочкой"! Вместо тонкой и четкой линии - "мохнатый канат", даже измерить невозможно. Очень похоже выглядят на осциллографе обычные фоновые искажения.

2yellow submarine:

5.1, а зачем оно нам надо? У многих ли есть системы чтобы играть это? Нет. Записей много, если кино не считать? Нет.

О mp3... Не надо говорить, что это хужший формат, не надо. Что вы там сравниваете это ваше дело конечно, но... Я САМ кодирую диск, КОНТРОЛЛИРУЮ что за плеер его играет. Если не уделить внимания операции кодирования и операции раскодирования, то и выходит дрянь. MP3 128-192 закодированные левым кодером и раскодированные левым декодером и будут звучать как FM, кто ж сомневался-то!?

Я хочу чтобы вы поняли - не в битах спасение! Чушь это всё, что недостаточно 16 катастрофически, не в том проблема...

Отрывок из текста по ссылке данной ранее:

"Начнём с того, что 24-битная точность данных сама по себе не имеет почти никакого отношения к точности передачи звукового сигнала в слышимом динамическом диапазоне. Почему? Да потому, что шаг квантизации (выраженный в децибеллах) для любой точности одинаков и, соответственно, несёт идентичную информацию как при 16-битном, так и при 24-битном представлении за одним единственным исключением.

Если вы ещё плохо себе представляете, что такое дискретизация и квантизация, предлагаю предварительно ознакомьтся со следующим материалом: http://www.geocities.com/SiliconValley/Platform/8709/video/acp.html

Так вот, об исключении. На границе точности 16-битного представления происходит усечение исходной формы сигнала, вносящее искажения квантизации. Из-за их некоррелированного спектра, сопоставимого с белым шумом, эти искажения называют шумом квантизации. И хотя эти шумы имеют небольшую амплитуду, они заметно искажают самые тихие звуки, причём вносимые искажения не соответствуют природной гармонии шумов и чётко улавливаются слуховым аппаратом человека.

Применение 24-битной точности лишь позволяет перенести искажения квантизации за пределы слышимости. Ещё раз уточню, что речь идёт только об очень тихих сигналах, которые могут быть воспроизведены лишь высококачественной аппаратурой с большим динамическим диапазоном. Однако тут открывается второе дно - мастеринг записей с 24-битной точностью прощает многие ошибки звукоинженеров, которые непременно стали бы слышны при мастеринге 16-битной записи. На мой взгляд это даже важнее для нас, чем собственно точность тихих звуков, ибо множество компакт-дисков звучат хуже, чем им позволяет формат записи."

Послушайте записи в 16/96 кстати, весьма интересны будут ваши впечатления... Вы помойму всё на слух опеределяете, и не хотите местами при этом учитывать, что условия тестирования могут быть несоблюдены ;).

Дитеринг, оверсэмплинг, нойзшейпинг - это те вещи которые помогают вытянуть из CD весь потенциал и когда он вытянут, то в отстой сложней уже отправить. Совсем подавить то что вы называете "стерильностью звука" удаётся не всегда конечно. Но минимизировать ощущение удаётся.

Я настаиваю, чтобы вы внимательно ознакомились всё же с материалом по ссылке:
http://people.overclockers.ru/GReY/record9
:)

2Grigory:
>Вот линк плеер который играет формат правильнее
>чем кто-либо:
>http://koti.welho.com/hylinen/apollo/
Я apollo нового не использовал, но на старом был очень характерный "эффект эха". Зато звук пообъемнее и "покрасивше" был, чем у winamp - это правда.

PS
А про форматы - сейчас идет очередная эпопея с улучшением качества потокового аудио-видео. отсюда и очередной прорыв в области "существующих систем с низкой скоростью потока данных".

2karp:
У плеера были некоторые проблемы. Мой друг энтузиаст цифрового звука долго пинал автора и тот теперь апдейты постоянно выпускает. В результате на данный момент, по объективным (цифры) и субъектиным (прослушивание) оценкам, плеер лучше всех других играет mp3. Дефолтный декодер winamp 5 например звук вгоняет в говно просто, честно говоря...

Grigory
Статья на которую Вы ссылаетесь, производит впечатление прямой апологетики CD. Я читал множество других на эту тему, но с противоположными выводами. Но не буду с Вами спорить, я все же не такой специалист по цифровому звуку. А вот со следующими утверждениями я не соглашусь:
"5.1, а зачем оно нам надо? У многих ли есть системы чтобы играть это? Нет. Записей много, если кино не считать? Нет".
- Да почти любой китайский DVD-плейер воспроизводит DVD-Audio. К нему был бы лишь A/V-усилитель с акустикой, что тоже не редкость, в большинстве случаев все продается в комплекте. Лично мне правда, слушать DVD-Audio пока еще не приходилось. Но все впереди. К тому же вокруг полно DVD-Video с записью концертов весьма высокого качества звучания.
"Применение 24-битной точности лишь позволяет перенести искажения квантизации за пределы слышимости".
- Это "лишь" дорогого стоит. К тому же именно на тихом звуке наши уши наиболее чувствительны к любым искажениям.
"О mp3... Не надо говорить, что это хужший формат, не надо. Что вы там сравниваете это ваше дело конечно, но..."
- Это не я сравнивал, а эксперты Европейского союза радиовещателей. В результате слепого теста. Хочется им верить.
"MP3 128-192 закодированные левым кодером и раскодированные левым декодером и будут звучать как FM, кто ж сомневался-то!?"
- У меня не "левый" декодер, а вполне приличный плейер. Вообще же я не любитель мр3, но иногда с ним приходится иметь дело.

2yellow submarine:
>- У меня не "левый" декодер, а вполне приличный плейер.
Григорий имеет в виду, что кодировать в Mp3 можно по-разному. Кроме того, плейеры используют разные алгоритмы. И фирма-производитель/разработчик тут не играет особой роли.
Apollo практически всеми признавался лучше, чем основное имя на рынке - winamp.
А в Вашей статье основная мысль - появился очередной формат, который при меньшем потоке данных дает лучшее качество. Только все это актуально именно для потоковых систем, т.е. интернет-радиостанций и сервисов.

2yellow submarine:
DVD-A китайские мыльницы играют? Ну да сейчас начали и плееры ерундовые читать DVD-A местами.Но что мы можем получить с плохим ЦАПом я лучше говорить не буду... + они чаще всего играют только до 96Khz, значит стереодорожку 24/192 не послушать нормально.

Как это полно дисков видео с концертами и хорошим звуком??? Там же тот же mp3 вам! DD и DTS 5.1 это алгоритмы сжатия с потерями. А PCM дорожка 48Khz которая там бывает, она стерео, а не 5.1...

Специалисты тестировали кодеки с потерями именно на низких битрейтах, я так понимаю, так что не вижу смысла для себя смотреть на их выводы. Меня интересует оптимальное качество в случае со звуком, а не оптимальное соотношение размер/качество. По последнему Mp3 не чемпион, вполне верю.

2karp:
Всё так, да. Но не могу не уточнить, проблема не в WinAmp, а в декодере Mp3 интегрированном дефолтном. А его в принципе можно сменить. + CD WinAmp играет образцово вполне, а некоторые есть плееры которые умудряются их играть неправильно, скажем Foobar этим грешил, и на слух и по тестам было всё криво.

насчёт 24-bit - у меня есть пара десятков HDCD \правда нужен HDCD player, на обычном тоже играются\, записанных в этой системе и звучание намного лучше и мягче и низы слышна отчетливее. А на пороге грядёт система записи в 62 -бита!!!

2Cloud9:
HDCD - не верю в это. CD формат стандартен уже 25 лет. Если эти диски совместимы с обычными устройствами для проигрывания, то сомнения большие на тему приемуществ... Кстати там не 24, а псевдо 20 бит или псевдо 18, я забыл...

Я хочу чтобы меня поняли правильно, я не собираюсь защищать CD или mp3 и говорить, что новые форматы не нужны. Я просто предлагаю всё расставить на свои местам... CD нельзя списывать со счетов, а mp3 нельзья записывать совсем в отстой. Удачно пожатый и удачно проигранный на бытовой аппаратуре mp3 файл устроит вполне любого обычного человека.

2Grigory:
>проблема не в WinAmp, а в декодере Mp3 интегрированном дефолтном
>А его в принципе можно сменить.
Кто ж его меняет-то?.. Даже мне лень стало...

2>gregory - что значит не верю?! н меня есть эти HDCD диски, DENON CDR-W1500 player стоимостью 600 баксов и мои уши. у вас, как я понимаю *что-то слышал, что-то читал!?* и более ничего! а вы выносите суждения.

CDR-W1500
Dual Drive CD-R & CD-RW Recorder • Drive 1: CD & HDCD playback • Drive 2: CD-R/CD-RW Recorder; CD playback • HDCD decoding (via Drive 1) • 24 bit A/D conversion (drive 2) • 24 bit Analog Devices D/A converters (drive 1) • Digital sampling frequency converter (32 kHz, 48 kHz digital inputs converted to 44.1 kHz CD sampling frequency) • 44.1 kHz Direct Digital Dubbing (HDCD dubbing compatible) • Optimum Power Calibration • 2 sets analog outputs • Coaxial digital input X 1 • Coaxial digital outputs X 2 • Optical digital input X 1 • Optical digital outputs X 2 • 2X Dubbing Speed • Dual Playback Mode (both drives play at the same time) • Relay Playback Mode • CD Text & Titling compatible • Synchronized Recording • Dimensions: 17.1"w x 4.0"h x 13.0"d •

2Cloud9
600 это ничего серьёзного ещё по меркам настоящим. По словам некоторых моя звуковуха за 100$ даёт звук сопоставимый с аппаратарми этой ценовой категории... Ну при грамотной настройке, ясное дело. Но о чём речь идёт опять, о том что в конечном итоге путём некоторых махинаций из CD формата можно вытянуть что-то вполне пристойное :)). Если правда лучше звучит, я не буду возвражать, пока сам не послушаю...

Если ваш аппарат работает в 24 битах, это не признак того, что HDCD дают такие биты... ;).

http://www.av-club.ru/index.php?id=98
http://www.hdcd.com/about/index.html

2Grigory
"Меня интересует оптимальное качество в случае со звуком, а не оптимальное соотношение размер/качество."
-Ты ведь сам не смотрел кодек aacPlus? Никто и не говорил, что на высоких битрейтах качество будет хуже. Конечно, SBR не претендует на сближение закодированной дорожки с оригиналом, но оно использует методы, позволяющеие приблизить ЗВУЧАНИЕ сжатого потока к исходному. Т.е. для бытового использования он подходит, но, как и все кодеки с потерями, не годится для всего остального. Читал про SBR? При кодировании он сопоставляет информацию из диапазона низких частот с из высоких частот, записывает это в дополнительный поток, записывает усредненный уровень сигнала в данном диапазоне... При декодировании берет известную информацию из низких частот, пишет ее в диапазон высоких частот и приводит к усредненному уровню. В конце концов, сама идея восстановления высоких частот пришла из особенностей человеческого восприятия - чел не способен их слышать достаточно точно, чтоб заметить разницу...
Чем меньше места на винте занимает музыка, тем лучше, верно? И почему бы не заменить mp3 более совершенным кодеком, использующим больше средств для отсечения пустой информации?

Вот эту тему поднял я для cool girl, Misery и других товарищей форума, с кем говорили про эмэрзэ....

Как я понял мр3 - плохо, а CD - Хорошо.

Навеяло обсуждение формата MP3 в соседней теме...

Однажды в застойные времена один очень известный итальянский кинорежиссер был гостем нашей страны и где-то увидел черно-белую и сильно урезанную копию своего фильма и, выйдя после просмотра, сказал, что он такого фильма не снимал. ;)