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HDCD技術迷思

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3426
#1 03-6-18 23:23

HDCD技術迷思

雖然這家公司最終還是倒了,但我還是把它當初宣稱能顛覆目前CD的文章發出來給大家看看.

一、什麼是HDCD?

  HDCD的全稱是HIGH DEFINITION COMPATIBLE DIGITAL(高晰度調諧數碼技術)。實際上它是一種改善CD音質的錄放音方式。它在完全相容CD規格的基礎上,能夠最大限度地提升數位音響的重放質量。

  傳統CD規格形同瓶頸在1983年剛推出CD之時,曾出現過兩種截然不同的意見。數位音響的贊許者預言:CD將會為音響業開創一個新紀元。反對者則認為:CD的重放音質欠佳。它損失了原始音響中的調頻細節和弱音記號,聲音生硬,缺乏感染力。在音色上,CD難與LD等模擬器材相媲美。這些意見道出了CD規格的一些缺陷。

  大家知道,普通CD採用了16BIT/44.1KHZ的聲頻規格。這裏存在著幾個限制:
  
  首先,16BIT的保真度,在經過複雜的錄製和編碼處理之後,可能僅剩下14BIT或更低的精度,聲音的漏損失較大。動態範圍降低。即使在理想狀態下,按照1BIT等效於6DB計算,該系統的動態範圍的上限限定在96DB,又考慮到實用中的衰減等因素,這將難以適應更大動態的節目源。

  其次,根據奈奎斯特(NYQUIST)取樣定理,44.1KHz的取樣率,可處理的聲頻上限為20.05KHz,實用中取到20KHz;然而,某些音樂的高次諧波或隱含著高頻細節乃至室內混響的訊息頻率,則可能要遠高於20KHz,因此,在高品質錄放技術中,44.1KHzR的取樣率己無法滿足要求。

  再則,量化雜訊“掩蔽”了一些聲音中的弱音訊號,很難“原汁原味”地再現出樂曲的神韻。

  總而言之,隨著前後端設備的頻繁更新與不斷進步,傳統的CD規格已經變成一個“瓶頸”。嚴重影響了數位音響的品質提升。儘管不少錄音公司均採用了高比特、超取樣率的預錄製技術,也發售過一些以24BIT、96/128KHz為取樣方式的CD。但是事實上,這些碟片僅在母盤製作之前採用了這類高位錄製方式,在製作CD母盤時,它們仍要降到16BIT/44.1KHz標準格式,並未擺脫CD規格的局限性。那麼,是否能有一種既能完全相容CD,又能大幅度改善聲源保真度的技術呢?

1190
#2 03-6-19 04:35
好文,请继续.

165
#3 03-6-19 11:56

當初不知道是誰一下子就把cd的取樣和量化深度一下子定死的,
哈哈哈,
真是分特

不過現在有了DVD了,
支持24bit ,最高192khz

837
#4 03-6-19 12:15
为了达到HDCD宽广的动态,Pacific Microsonics公司要求所有使用PMD100解码芯片的CD机制造厂家播放非HDCD的唱片时,要将音量衰减6dB。对大部份的设计者来说,最简单的方法就是在数字滤波部份作手脚,播放一般CD时,从数字部份衰减6dB。更清楚的说,这时解析力会减少一个位元,意味着动态和解析力会退步。尽管各厂家都声明降低6dB之后的PMD100晶片声音还是比相容的NPC晶片好,但我们还是纳闷:为什么不能精益求精,解除这6dB的限制?到目前为止,我所知道的只有Mark Levinson和 Classe 是在播放HDCD唱片时将模拟增益加上6dB,就不用降低这一个位元。而这两个产品虽然我自己没能听到,在全世界却是一片叫好,是否这意味着这个规定限制了一般唱片播放的品质,而造成大家认为HDCD好声的错觉?

808
#5 03-6-19 13:29

数字音频格式PCM和DSD

PCM脉码调制数字音频格式是70年代末发展起来的,记录媒体之一的CD,80年代初由飞利浦和索尼公司共同推出。PCM的音频格式也被DVD-A所采用,它支持立体声和5.1环绕声,1999年由DVD讨论会发布和推出的。

PCM的比特率,从14-bit发展到16-bit、18-bit、20-bit直到24-bit;采样频率从44.1kHz发展到192kHz。到目前为止PCM这项技术可以改善和提高的方面则越来越来小。只是简单的增加PCM比特率和采样率,不能根本的改善它的根本问题。其原因是PCM的主要问题在于: 1)任何PCM数字音频系统需要在其输入端设置急剧升降的滤波器,仅让20 Hz - 22.05 kHz的频率通过(高端22.05 kHz是由于CD 44.1 kHz的一半频率而确定),这是一项非常困难的任务。2)在录音时采用多级或者串联抽选的数字滤波器(减低采样率),在重放时采用多级的内插的数字滤波器(提高采样率),为了控制小信号在编码时的失真,两者又都需要加入重复定量噪声。这样就限制了PCM技术在音频还原时的保真度。

为了全面改善PCM 数字音频技术,获得更好的声音质量,就需要有新的技术来替换。近年来飞利浦和索尼公司再次联手,共同推出一种称为直接流数字编码技术DSD的格式, 其记录媒体为超级音频CD即SACD,支持立体声和5.1环绕声。

DSD音频格式简化了信号流程,去掉了PCM使用的多级滤波器,将模拟音频直接以2.8224MHz的高采样频率,按1-bit的数字脉冲来记录。虽然DSD格式表示的声音信号是数字化数据,但是它又与真正的声波非常接近,可完整的记录当今最佳模拟系统的信息。最好的30ips半英寸模拟录音机能记录的频率能超过50KHz,而DSD格式的频率响应指标为从DC到100KHz。能覆盖高级模拟调音台的动态范围,通过其音频频段的剩余噪声功率,保持在-120dB。DSD的频率响应和动态范围,是任何数字和模拟的录音系统无法与之比拟的。从声音的质量上来说, 数字音频技术是为了接近模拟声音的质量。DSD音频格式的发展将更有利的与模拟音频系统配合。

808
#6 03-6-19 13:30

16bit、24bit和纯模拟音频信号之间的实际差别!

任何对16b、24b和纯模拟音频信号之间的实际差别的合理考虑都将表明这些差别确实很小。事实上是如此之小,以致于非常难以将它们区别开来,而且在大多数情况下,我们根本无法将它们区别开。
那么我们为什么不管愿意不愿意,尤其是在明知道存在各种随之而来的费用和问题的情况下,都要急迫地接受所有这些多余的比特(以及多余的带宽)呢?这确实是一个谜。我将讨论为什么会出现这种关于高分辨率信号的异议。
答案中最简单的部分是:我们已经在数字领域中增加了所有这些额外的分辨率……对了,因为我们能够,而且幸运的是,由于摩尔定律的作用,我们也能够负担得起。当然,在这样做的时候,我们是在愚弄自己。我们自以为是地认为数字音频是一个分离的独立系统,认为它作为一个平行的领域而独立存在,并且认为它可以比模拟音频更好。而这一观念是完全不对的。下面我们进行更细致的研究。

数字音频是存在于模拟音频制作范围内的音频的一个子集。为了进入数字领域,我们必须经过模拟领域;而要想离开数字领域,我们必须回到模拟领域。我们没有声学-数字或数字-声学转换器。所以,存在于模拟领域中的音频信号在转换之前,同原始信号一样好。数字信号不可能更好,只可能更差一点。我们希望它比模拟信号差得“不太多”,以致于我们看不出其差别。
但问题依然存在,数字音频不可能好过模拟的。模拟音频的质量决定了信号总体质量的上限。
目前,模拟领域中的限制因素都是相当基本的。在音频的柔和端,有噪声和交流声。热噪声带来的最低下限约为-126dBV,而累积噪声和出现于所有有源模拟电路中的泄漏人工产物在最佳最佳的情况下也会将我们限制在-110dBV左右的噪声下限上。在音频的响亮端,我们受电源极限的限制,在最佳情况下的极限值为+24dBV左右。综合起来考虑,最佳情况下提供的动态范围为134dB。
关于这个问题有两点需要牢记在心。第一,这是最佳情况下的动态范围,信号的实际动态范围将取决于最小电源电压和信号在从声学信号到电子信号再返回到声学信号的流动过程期间所遇到的噪声最大的信号阶段之间的范围。实际的动态范围在最好的情况下通常为70dB左右。
第二,增大这一范围非常困难和昂贵。需要进行一些确实耐心细致的信号处理和电平控制,一些认真的结构工作,一些真正的保持模拟行动,并且需要大把的金钱(估计比我们正常花费的钱数高两个数量级—例如,一套小型系统不是花1万美元,而是计划花100万美元!。换句话说,确实不容易。
与此同时,在数字领域里,我们可以相对廉价而又容易地完成所有这些工作。我们必须做的全部事情就是增加更多的比特。对每一批音频数据,我们不是预算16个1和0,而是简单地安排24个1和0。花些钱是肯定的,但与在模拟领域里遭受的痛苦相比,嗨,根本是微不足道的!

所以,我们需要做的全部事情就是假设数字音频可以比模拟音频好。一旦我们接受了这一特殊的倾向,则我们就可以拥有令人难以置信的增强音频。24b根本不堪入耳!我们已经扩张了边界。我们现在可以拥有人类前所未闻的分辨率!我们需要做的全部事情就是不停地增加比特。33b听上去太可怕了!我们试试40b怎么样(动态范围约为240dB)。
看出来多容易了吗?只要你不考虑现实的物理领域,投入更多的比特,看上去就像你已经断然地解决了问题。对工程技术人员来说,确实很有诱惑力;对广告部门来说,这……绝对抵挡不住。
我们中有谁会承认他或她听不出这种“巨大”的数字差别呢?我不会!其他人也不会!只要我们中有一个人嘟囔一句某种24b盒子听上去似乎比另外一种16b盒子略好一些,我们全都会一拥而上随声附和。我们没有勇气不这样做。承认我们察觉不到其他人都坚称“听上去更好”的差别是绝对做不到的。这是职业性自杀,就这么简单。

这就是为什么会出现所有指责的原因。
我们已经创造出一个24b/96kHz的数字音频窗口,它在某种程度上比它所支持的模拟窗口大。我们愿意相信我们能够辨别出这一较大的窗口,尽管它被较小的模拟窗口所遮蔽,后者进而被我们通常遇到的更小的声学窗口所遮蔽。
我们是在追求我们视为等同于精确度的信号质量的过程中这样做的。我们知道,我们的录音中存在本质的错误,幻想不及理想。所以我们着手对其最容易的部分进行处理,而事实证明这些部分存在于数字分辨率领域中。我们不停地扩展这一分辨率,因为它是如此地容易和便宜,而且我们中没有人真的愿意大声喊道:“不,这无关紧要。我们真正需要下功夫的是问题的其它部分,那些不是如此容易或如此便宜的部分。”

3426
#7 03-6-19 13:33
寫的好:D

4199
#8 03-6-19 14:45
dvd-audio还是没有普及啊。。。。是d版没有普及。。。呵呵。。。编解码技术已经很成熟了啊

837
#9 03-6-19 15:17
主要是反盗版技术还没有成熟,唱片公司不敢把宝押那上面吧。再说了,普通的家用音响和随身听,哪分辨得出什么差别,这个市场仅局限于一小撮音响发烧友。再加上网络宽带化的普及,塑料光盘这种传播载体的形式,也受到严峻挑战。

3426
#10 03-6-20 01:58
最初由 RC 发布
[B]主要是反盗版技术还没有成熟,唱片公司不敢把宝押那上面吧。再说了,普通的家用音响和随身听,哪分辨得出什么差别,这个市场仅局限于一小撮音响发烧友。再加上网络宽带化的普及,塑料光盘这种传播载体的形式,也受到严峻挑战。 [/B]

沒錯,所以我們更要努力作出好音樂,讓消費的民眾認同我們:D

837
#11 03-6-21 15:03

Re: 16bit、24bit和纯模拟音频信号之间的实际差别!

最初由 心灵的水平 发布
[B]看出来多容易了吗?只要你不考虑现实的物理领域,投入更多的比特,看上去就像你已经断然地解决了问题。对工程技术人员来说,确实很有诱惑力;对广告部门来说,这……绝对抵挡不住。
我们中有谁会承认他或她听不出这种“巨大”的数字差别呢?我不会!其他人也不会!只要我们中有一个人嘟囔一句某种24b盒子听上去似乎比另外一种16b盒子略好一些,我们全都会一拥而上随声附和。我们没有勇气不这样做。承认我们察觉不到其他人都坚称“听上去更好”的差别是绝对做不到的。这是职业性自杀,就这么简单。 [/B]

写这文章的录音师有名气吗?真勇敢。:D

808
#12 03-7-5 17:56

如来佛祖

Re: 16bit、24bit和纯模拟音频信号之间的实际差别
  :)呵谢谢我工作太忙有事留言我88

3426
#13 03-7-6 00:10
TO:心灵的水平
謝謝您告訴我這些知識,受益很多喔...:D

24
#14 03-7-6 14:25
文章抄的好!!!!!!!!!:o

837
#15 03-7-6 16:47
这个文章我以前在一生网看到过,原载于美国《keyboard》杂志,作者是:Dave Moulton ,不知道有没有名气?呵呵!
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