Rəqəmsal səs. Bu ifadə ətrafında nə qədər miflər dolaşır. Rahatlıq və rəqəmsal keyfiyyət həvəskarları ilə "isti boru" səsinə vurulan "canlı havalı" vinil səsin tərəfdarları arasında nə qədər mübahisə yarandı. Bundan əlavə, rəqəmsal həvəskarlar arasında çoxlu mübahisələr var: 16x44.1 kifayətdir, yoxsa 24x192 lazımdır? Hansı daha yaxşıdır: multibit yoxsa delta-siqma? CDDA yoxsa SACD? PCM və ya DSD? Bu yazıda mən rəqəmsal səsin əsaslarını sadə dillə izah etməyə çalışacağam, həmçinin iki növ analoq siqnal kodlaşdırmasının rəqəmsal ilə müqayisəsi üzərində daha ətraflı dayanacağam: DSD və PCM.

Əvvəlcə suala cavab verək, rəqəmsal səs nədir? Analoqdan nə ilə fərqlənir? Bir sözlə, riyazi dildə analoq səs siqnalı fasiləsiz funksiya, rəqəmsal audio siqnal diskret funksiyadır. Bunun mənası nədi?

Analoq siqnal

Təsəvvürümüzdə bir sinusoidin qrafikini çəksək (səs dalğası ən çox belə təsvir olunur): onu necə böyütsək də, bütün detalları nəzərdən keçirməyə çalışsaq, həmişə hamar hamar bir xətt görəcəyik: bu analoq səs siqnalı (şək. 1).

düyü. 1. Analoq siqnal

Analoq səs (yazma) onun keyfiyyətini qiymətləndirə biləcəyiniz bir çox parametrə malikdir. Ən vacib üçü nəzərdən keçirin: tezlik diapazonu, dinamik diapazon, təhrif.

Rəqəmsal səs. Bu ifadə ətrafında nə qədər miflər dolaşır. Rahatlıq və rəqəmsal keyfiyyət həvəskarları ilə "isti boru" səsinə vurulan "canlı havalı" vinil səsin tərəfdarları arasında nə qədər mübahisə yarandı. Bundan əlavə, rəqəmsal həvəskarlar arasında çoxlu mübahisələr var: 16x44.1 kifayətdir, yoxsa 24x192 lazımdır? Hansı daha yaxşıdır: multibit yoxsa delta-siqma? CDDA yoxsa SACD? PCM və ya DSD? Bu yazıda mən rəqəmsal səsin əsaslarını sadə dillə izah etməyə çalışacağam, həmçinin iki növ analoq siqnal kodlaşdırmasının rəqəmsal ilə müqayisəsi üzərində daha ətraflı dayanacağam: DSD və PCM.

Əvvəlcə suala cavab verək, rəqəmsal səs nədir? Analoqdan nə ilə fərqlənir? Bir sözlə, riyazi dildə analoq səs siqnalı fasiləsiz funksiya, rəqəmsal audio siqnal diskret funksiyadır. Bunun mənası nədi?

Analoq siqnal

Təsəvvürümüzdə bir sinusoidin qrafikini çəksək (səs dalğası ən çox belə təsvir olunur): onu necə böyütsək də, bütün detalları nəzərdən keçirməyə çalışsaq, həmişə hamar hamar bir xətt görəcəyik: bu analoq səs siqnalı (şək. 1).

düyü. 1. Analoq siqnal

Analoq səs (yazma) onun keyfiyyətini qiymətləndirə biləcəyiniz bir çox parametrə malikdir. Ən vacib üçü nəzərdən keçirək: tezlik diapazonu, dinamik diapazon, təhrif.

Tezlik diapazonu səsdə olan tezliklər toplusudur. Ümumiyyətlə qəbul edilir ki, insan eşitməsinin tezlik diapazonu 20... 20.000 Hz (bəzən 16 - 22.000 Hz göstərilir). Özlüyündə musiqinin tezlik diapazonu keyfiyyətin qiymətləndirilməsi baxımından heç bir maraq kəsb etmir (məsələn, eyni təyyarənin havaya qalxmasının tezlik diapazonu çox geniş olacaq, lakin tenorun vokal hissəsi xeyli dar olacaq). Qulaqlıqların keyfiyyət parametri potensial tezlik diapazonudur və amplituda-tezlik reaksiyasından (AFC) istifadə etməklə qiymətləndirilir. İdeal tezlik reaksiyası - eşitmə tezliklərinin bütün diapazonunda düz xətt - səs mənbəyinin heç bir fərdi tezlikləri gücləndirməməsi və ya zəiflətməməsi deməkdir, yəni çıxarılan səs orijinal ilə üst-üstə düşür.

düyü. 2. MP3 faylının tezlik reaksiyası 256 kbps

Dinamik diapazon (DD) ən sakit və ən yüksək səs arasındakı fərqdir. Səs ucalığı desibellə (dB) ölçülür. Ümumiyyətlə qəbul edilir ki, insana xəsarət yetirməyən maksimum səs 130 dB - havaya qalxan təyyarənin səsi, minimum eşidilən səs isə 5 ... 10 dB - yarpaqların xışıltısı səviyyəsindədir. aşağı küləkli hava. Təbii ki, təyyarənin qalxması fonunda yarpaqların xışıltısını ayırd etmək mümkün olmayacaq və 130 dB səviyyəsində musiqi dinləmək son dərəcə xoşagəlməzdir. Buna görə də, ümumiyyətlə, musiqi dinləmək üçün rahat bir DD-nin 80... 100 dB olduğu qəbul edilir.

Təhrif siqnalın orijinaldan sapmasından başqa bir şey deyil.

Rəqəmsal səs təmsilinin prinsipləri

Analoq audio rəqəmləşdirildikdə nə baş verir? Texniki aspektləri araşdırmayacağıq, gəlin hər şeyi, necə deyərlər, kağız üzərində təhlil edək: bunun üçün xəyali “ideal” sinusoidimizi çəkək və siqnal dəyərini müntəzəm olaraq ölçək (bu proses seçmə və ya kvantlaşdırma adlanır) : müəyyən bir ardıcıl dəyərlər dəsti alacağıq - bu, pulse kodu modulyasiyası (PCM) ilə əldə edilən rəqəmsal siqnalımız olacaq (Şəkil 3).

düyü. 3. Analoq siqnalı PCM-ə çevirin

PCM siqnal keyfiyyətinin iki əsas parametri tezlik və bit dərinliyidir. Tezlik saniyədə ölçmələrin sayıdır; nə qədər çox olarsa, siqnal daha dəqiq ötürülür. Tezlik herts ilə ölçülür: 44100 Hz, 192000 Hz və s. Bit dərinliyi - mümkün siqnal böyüklük dəyərlərinin sayı (böyüklük ötürülməsi dəqiqliyi). Seçimlər nə qədər çox olsa, siqnalın dəqiqliyi bir o qədər yüksək olar. Bit dərinliyi bitlərlə ölçülür: 16 bit (65 536 mümkün dəyər, DD 96 dB), 24 bit (16 777 216 dəyər, DD 144 dB) və s.

Ancaq bu, səs dalğasını rəqəmsal formada təmsil etmək üçün yeganə seçim deyil. Bit dərinliyi kimi bir parametrdən xilas olmaq üçün yalnız iki amplituda səviyyəsini tərk etməyin bir yolu var: -100% və +100% (0 və ya 1). Keyfiyyəti itirmədən buna nail olmaq üçün siqnal dəyərini oxumaq tezliyini dəfələrlə artırmaq lazımdır (şəkil 4).

düyü. 4. Analoq siqnalı DSD-yə çevirin

Rəqəmsal səsin bu növünə nəbz sıxlığının modulyasiyası deyilir, çox vaxt bunun üçün DSD abbreviaturası istifadə olunur. Əslində, belə bir siqnalın yeganə keyfiyyət parametri tezlikdir. Lakin istifadə olunan tezliklər çox yüksək olduğundan (2.822.400 Hz-dən) belə nömrələri yadda saxlamaq çətindir, DSD siqnalının tezliyini 44.100 Hz-ə bölmək adətdir. Yaranan rəqəm keyfiyyət göstəricisidir: DSD64 (DD 120 dB), DSD128, DSD256 və s.

Analoq siqnalın “rəqəmsal” siqnaldan bərpası

Ancaq analoq siqnalın rəqəmsallaşdırılması döyüşün yarısıdır. Rəqəmsal musiqiyə qulaq asmaq üçün əks çevrilməni etmək lazımdır. Əvvəlcə rəqəmsal DSD axınının səsə necə çevriləcəyinə baxaq. Artıq bildiyimiz kimi, bu axın yüksək tezlikli (2,8 MHz və ya daha çox) iki səviyyəli siqnaldır, bu siqnalın orta dəyəri səs tezliyi ilə dəyişir. Yəni, problemin həllinə mümkün qədər sadə yanaşsanız, yalnız faydalı audio siqnalı (20...22 kHz-ə qədər tezliklər) buraxaraq, DSD axınının bütün yüksək tezlikli komponentlərini süzgəcdən keçirməlisiniz. Bu, analoq aşağı keçid filtrindən (LPF) istifadə etməklə həyata keçirilir. Ən sadə aşağı keçid filtri RC zənciridir. Bu zəncirdən keçdikdən sonra alınan siqnal Şəkildə göstərilmişdir. 5.

düyü. 5. DSD-dən analoq siqnalın bərpası

Gördüyünüz kimi, ortaya çıxan qrafik yalnız qeyri-müəyyən şəkildə orijinal sinusoidə bənzəyir. Ancaq unutmayın ki, biz sadə bir filtri "tətbiq etdik", filtr dövrəsini təkmilləşdirməklə siz yüksək tezlikli səs-küyün demək olar ki, tam olmamasına nail ola və keyfiyyətli göstəricilərlə analoq səs əldə edə bilərsiniz.

Rəqəmsal PCM-dən analoq siqnalı bərpa etmək üçün sadəcə analoq aşağı keçid filtri kifayət deyil, əvvəlcə rəqəmsal məlumatların şifrəsini açmalısınız; bunun üçün rəqəmsal-analoq çeviricilər (DAC) istifadə olunur. Müxtəlif növlər var, lakin onların hamısını təsvir etmək bu məqalənin əhatə dairəsi deyil. Audio texnologiyasında ən çox yayılmış 2 növə nəzər salaq. Birincisi, bu sözdə nərdivan DAC (həmçinin multibit adlanır). Yəqin ki, təxmin etdiyiniz kimi, belə bir DAC rəqəmsal məlumatların PCM axınını qrafikdə nərdivan kimi görünən audio siqnal dəyərləri axınına çevirir (Şəkil 6). DSD-də olduğu kimi, "yeşimləri" hamarlaşdırmaq üçün analoq filtrdən istifadə etmək vacibdir.

düyü. 6. PCM-dən analoq siqnalın bərpası

Çox vaxt bu cür çeviricilər rəqəmsal PCM siqnalının daha yüksək tezliklərə (məsələn, 192 kHz) aralıq təkrar nümunəsini istifadə edirlər: bu, analoq filtr dövrəsini sadələşdirməyə imkan verən "addımları" azaldır.

İkinci tip DAC - delta-sigma - eyni zamanda bit dərinliyini bir bitə qədər azaltmaqla daha yüksək tezliklərə yenidən nümunə götürmədən istifadə edir. Sizə heç nəyi xatırlatmır? Bu tanış DSD siqnalıdır! Belə bir siqnalı daha sonra necə emal etmək və onu analoqa çevirmək barədə yuxarıda müzakirə etdik.

PCM və DSD-nin tətbiqi, üstünlükləri/çatışmazlıqları

Kodlaşdırma üsullarının hər birini harada tapa bilərik? PCM formatı çox yaygındır: CDDA diskləri, DVD Audio, MP3, FLAC, ALAC, AAC faylları, filmlərdəki səslər və digərləri, PCM olmayanda bunu demək daha asandır. Super Audio CD-lər, DSD disklər, DSF faylları, DFF DSD formatıdır. Hər halda hansı daha yaxşıdır? Hansı formatı ifa edərkən daha yaxşı səs alacağıq?

DSD formatına həsr olunmuş məqalələr PCM ilə müqayisədə bir çox üstünlükləri təsvir edir, lakin bütün təsvir edilən üstünlüklər doğrudur, yoxsa PCM formatının sıx şəkildə işğal etdiyi bazarı qazanmaq üçün texniki komponenti başa düşməyən adi insanlar üçün uydurulmuş miflərdir? Siyahıya qısaca nəzər salaq.

nəticələr

Beləliklə, DSD və ya PCM seçməlisiniz? Dəqiq cavab yoxdur və ola da bilməz: PCM 24 bit 92 kHz və DSD128, məsələn, keyfiyyət xüsusiyyətlərinə görə çox oxşardır və bu xüsusiyyətlər bu formatların oynanılacağı avadanlıqdan daha yaxşıdır, bu, daha da artması deməkdir. bu mərhələdə oxutma üçün rəqəmsal formatların keyfiyyəti uyğun deyil. Müxtəlif yüksək dəqiqlikli formatların səs keyfiyyətini qiymətləndirərkən subyektiv hisslər ön plana çıxır, çünki insan beyni təkcə keyfiyyətlə qidalanmır: avadanlığın dizaynı, onun dəyəri və ən əsası, rifah. və dinləyicinin əhval-ruhiyyəsi musiqi dinləmək təcrübəsinə daha çox təsir edir. Bu o deməkdir ki, şəxsi bəyəndiyinizi seçin və öz fikrinizi başqalarına yükləməyin. Hər kəsə xoş dinləmələr!

Başlıq (İngilis dili): Pulse Kodu Modulyasiya faylı

Adı (Rus): PCM audio faylı

İnkişaf etdirici: Naməlum

Təsvir: Pulse Code Modulation faylı kimi tanınan PCM, sıxılmamış audio fayl formatıdır. Bu format PCM - Pulse Code Modulation istifadə edərək analoq səs siqnallarının rəqəmləşdirilməsinin nəticəsidir. Tipik olaraq, PCM audio faylları audio məlumatı CD-lərə yazmaq üçün istifadə olunur. PCM faylları üçün daha çox yayılmış wav uzantısından istifadə etmək qeyri-adi deyil. PCM fayllarını oynamaq üçün Adobe Audition, MPlayer, Cool Edit Pro və ya QuickTime kimi proqramlardan istifadə edə bilərsiniz.

Bu formatda faylı açmaq (redaktə etmək) üçün aşağıdakı proqramlardan istifadə edə bilərsiniz:

Format 2

Başlıq (İngilis dili): LaserJet Printer Cartridge Metric printer driver üçün

Adı (Rus): HP LaserJet Printer Kartric Metrikləri

İnkişaf etdirici: Hewlett Packard

Təsvir: Printer sürücüsü üçün LaserJet Printer Cartridge Metric kimi də tanınan PCM, Hewlett-Packard tərəfindən istehsal olunan HP LaserJet printer kartuşu üçün metrik formatdır. Format Amerikanın tanınmış aparat və proqram təminatı təchizatçısı Hewlett-Packard tərəfindən hazırlanmışdır. Tipik olaraq, kartric metrik faylları cihazla birlikdə gələn diskdə tapıla bilər. PCM uzantısında HP printer sürücüləri də ola bilər. Belə fayllar sistem faylları kimi təsnif edilir. Siz PCM driver fayllarını əl ilə aça bilməzsiniz.

Bu formatda faylı açmaq (redaktə etmək) üçün aşağıdakı proqramlardan istifadə edə bilərsiniz.

Bir çox insan “yüksək təsvirli video”nun nə olduğunu başa düşür; amma istirahət mərkəzində HD audiodan danışmağın nə mənası var? Bu termin Blu-ray disklərində yazılmış çoxkanallı audio formatlara aiddir. Rəqəmsal səsi saxlamaq üçün müxtəlif üsullardan istifadə olunur, lakin onların hamısının məqsədi eynidir: ev kinoteatrınız üçün ən yaxşı səs.

Ən yaxşısı? Nə qədər yaxşıdır?

Sifarişlə. HD audio keyfiyyəti əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırır və onu eşitmək üçün mütəxəssis olmağa ehtiyac yoxdur. Dinamik diapazondan realizmə qədər səsin hər tərəfi təkmilləşir. Dolby satış meneceri Andy Dowell-ə ​​görə, "Miks zamanı qarışdırma mühəndisinin eşitdiklərini dəqiq eşidirsiniz - ritmə qədər." DTS-in marketinq direktoru Entoni Uilkins deyir: “Biz DVD audio üçün məlumatların sıxılmasını müzakirə etdikdə düzgün termin “kəsmə” olardı, çünki kodlaşdırma prosesi zamanı orijinal siqnalın bir hissəsi geri dönməz şəkildə itirildi. Blu-ray üçün HD audio kodekləri ilə bu baş vermir; nəticə orijinalla eynidir”.

Orijinalla eynidir? Tam?

Tam olaraq. Bu gün orijinal film audio trekləri sıxılmamış PCM formatında 24 bit/48 kHz tezlikdə (CD-dən daha yaxşı) qeydə alınır. Qarışdırıldıqdan sonra soundtrack kinoteatrda və ya evdə oynatmaq üçün yüksək dərəcədə sıxılır; CD-dən MP3 hazırlamağa bənzəyir. Dolby Digital sistemində, ən çox DVD yaratmaq üçün istifadə olunur, bit sürəti yaxşı bir MP3 faylına uyğun gəlir - 384 ilə 448 kbps arasında. Sıxılma həmişə arzuolunmaz olub, lakin bütöv bir filmin çox kanallı səsini məhdud bir çarx və ya diskə "sıxmaq" üçün lazım idi. Bununla belə, Blu-ray diskinin tutumu 50 GB-a qədərdir, ona görə də sıxılmaya ehtiyac yoxdur. Belə bir disk 24 bit/48 kHz parametrləri ilə PCM 7.1 formatında tam soundtrack saxlamağa qadirdir; hətta bir qatlı 25 GB disk asanlıqla sıxılmamış PCM 5.1 audio trekini yerləşdirə bilər.

Bəs niyə hər diskdə PCM audio yoxdur?

Xüsusilə daha ucuz 25 GB disklərdə kifayət qədər yer tutur. Əlavələr, xarici dil trekləri, şərhlər və filmin faktiki video komponenti üçün yer buraxmaq üçün studiyalar iki yanaşmadan birini tətbiq edirlər. Bunlardan biri 24 bitlik PCM səsini 16 bit/48 kHz-ə endirməkdir. Bununla belə, iki itkisiz səsyazma sistemindən istifadə etmək daha populyardır - DTS-HD Master Audio və Dolby TrueHD.

“Keyfiyyət itkisi yoxdur” nə deməkdir?

Bu sistemlər fayl arxivçilərinə bənzəyir: onlar 24-bit/48 kHz PCM-ni daha kiçik yaddaş həcminə yığırlar. Oynatma qeydə alınmış faylı yenidən PCM-ə "açmaq" tələb edir; Bunu həm Blu-ray pleyerləri, həm də əksər AV qəbulediciləri edə bilər. Dolby TrueHD texnologiyası 24 bit/48 kHz PCM audio istehsal edir, lakin yaddaşın təxminən yarısına ehtiyac duyur. Nəzəri cəhətdən o, orijinalla eyni olmalıdır; Dolby və DTS bunu deyir. Buna görə də bu iki texnologiya Hollivudda çox populyardır: onlar çox yüksək keyfiyyətli səs verir, lakin PCM ilə müqayisədə daha təvazökar həcmdə disk sahəsi tələb edir. Bu, diskin qiymətini azaldır (özünüzü 25 GB media ilə məhdudlaşdırmağa imkan verir) və əlavə materiallar üçün daha çox yer buraxır.

Rəqəmlər nə deyir

İki saatlıq filmin musiqisini PCM 5.1-də (24 bit/48 kHz) saxlamaq üçün 6,2 GB yaddaş tələb olunur. Dolby TrueHD bu rəqəmi 3 GB-a qədər azaldır; Filmdə nə qədər müxtəlif audio kanalları varsa və nə qədər uzun olarsa, sıxılma bir o qədər faydalıdır. İki sistemin müqayisəsinə gəlincə, DTS-HD Master Audio Dolby TrueHD-dən (24.5 Mbps və 18 Mbps) daha yüksək bit sürətinə malikdir, lakin praktikada bu dəyərlərə demək olar ki, heç vaxt nail olunmur. Bəzi disklərdə hər iki formatda treklər var. Ümumiyyətlə, hər ikisi olduqca yaxşıdır.

Üç əsas HD audio formatı

• PCM sıxılmamış

PROS: Yuma üçün 3:10 kimi fantastik keyfiyyət. "Açma" tələb etmir; köhnə Blu-ray pleyerləri və ya AV qəbulediciləri üçün də mövcuddur.

Eksiler: Çox yer tutur: 7.1 formatında Yuma 8 GB-dan çox tələb edir.

• Dolby TrueHD

MÜSLÜTLƏRİ: Əla səs keyfiyyəti; PCM-dən daha az disk sahəsi tutur. TrueHD-də Dark Knight soundtrack ən heyrətamiz filmlərdən biridir.

Eksiler: Teorik olaraq, 18 Mbps bit sürəti DTS-HD MA-nın 24,5-dən bir qədər azını verir.

• DTS-HD Master Audio

PROS: Blu-ray disklərində ən çox yayılmış itkisiz kodek; gözəl səslənir - Avatar soundtrack bunu sübut edir.

Eksiler: Bəziləri bunun Dolby TrueHD-dən daha yaxşı olduğunu iddia edir; Biz buna əmin deyilik.

PCM nədir

PCM-nin (pulse kodu modulyasiyası) əvvəlcə daha köhnə olmasından başlayaq, onun uğurlu istifadəsi haqqında ilk qeydlər ötən əsrin ortalarına aiddir və texniki tərəqqinin bir çox nailiyyətləri kimi, müdafiə sənayesi ilə, yəni Dəniz radarları. Məişət istifadəsinə gəldikdə, ilk növbədə bu, 44,1 kHz seçmə tezliyi və 16 bit kvantlaşdırma səviyyəsi ilə məşhur bir CD-dir.

DSD nədir
DSD (pulse density modulation) keçən əsrin sonunda Sony və Philips tərəfindən hazırlanmış və analoq fonoqramların rəqəmsal arxivləşdirilməsi üçün nəzərdə tutulmuş formatdır. Bu formatın fiziki mediası SACD-dir. Əslində, bu iki formatın yalnız bir oxşarlığı var - onların hər ikisi rəqəmsaldır, bu da istifadəçi üçün itkisiz limitsiz surət çıxarma imkanı deməkdir. Fərqə gəlincə, qrafik dizayn sahəsinə münasibətdə rastr və vektor qrafikası ilə təxminən eynidir. Və daha da bədiidirsə, çarpaz tikiş və akvarel kimidir. Hər iki halda bir şəkil əldə edilir, lakin onun yaradılma üsulu və nəticədə qavrayış tamamilə fərqlidir.

Fərq nədir?
PCM, hətta yaşına görə də, daha çox öyrənilmişdir, çox sayda müxtəlif cihazla daha yaxşı uyğunluq təşkil edir və redaktə imkanlarını (bərabərləşdirmə, tezlik diapazonlarına bölmə, çevirmə) nəzərdə tutur. DSD əslində qapalı formatdır, onu yaza bilərsən, oynaya bilərsən, hamısı budur. Bununla belə, o, öz təbiətinə görə orijinal analoq siqnala daha yaxındır.

Hansı daha yaxşıdır?
Birinci və ən mühüm nəticə ondan ibarətdir ki, texniki nöqteyi-nəzərdən formatlar icra üsulları baxımından bir-birindən çox uzaqdır, lakin praktiki tətbiqdə, yəni yekun faylın səsində çox vaxt praktiki olaraq fərqlənmir. Söhbət yalnız musiqi təqdimatındakı nüanslardakı kiçik fərqlərdən gedir. Buna görə də, bütün digər şeylər bərabər olduğundan, yükləmək və oynamaq üçün növbəti faylı seçərkən mənbə materialına diqqət yetirmək yaxşıdır. Əgər siz analoqu rəqəmsallaşdırırsınızsa, onda DSD çox güman ki, üstünlük təşkil edəcək və orijinalın daha çox nüanslarını saxlayacaq. Əgər bu, PCM-də əvvəllər hazırlanmış rəqəmsal qeydin remasteridirsə, onun bu domendə qalması daha məntiqlidir.