Перейти к содержимому

Влияние битности аудио на уровень шума?

32 bit float wide dynamic range динамический диапазон уровень шума noise floor ein dbu

  • Авторизуйтесь для ответа в теме
Сообщений в теме: 26

#1 boozoter

boozoter

    Профессиональный дилетант

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 155 сообщений
26

Отправлено 26 Февраль 2024 - 13:17

Всем привет!

Недавно мне в руки попал 32 bit рекордер с двумя ЦАПами на борту (Zoom F3). Экспериментирую с ним и вот задался теоретическим вопросом...

На бумаге 24 бита имеет динамический диапазон выше, чем может записать любой аудиоинтерфейс на рынке сегодня (даже модели с двойным ЦАП).
Но при этом, если я убавлю gain на 0 и запишу звук с микрофона на своей 24 битной звуковухе (Motu M4 и SM7B), то при дальнейшем цифровом усилении у меня будет шумов намного больше, чем с 32 битной записью.

Я не до конца понимаю, почему так происходит? Заявленный EIN на Motu -129dbu. На Zoom -127dbu (даже шумнее выходит).

Неужели цифра сама собой создает "noise floor", который портит соотношение?
Или здесь как-то два ЦАПа делают магию?

Задался этим вопросом по причине, что сегодня 32 битная запись рекламируется, как способ безопасно писать звук, забыв настройку усиления. Но не пойму, почему раньше нельзя было просто при 24 битах скрутить преамп и получить ту же самую "безопасность" даже без необходимости вылезать выше 0 шкале (при мониторинге, конечно, ничего слышно не будет, но это другой вопрос).

Прилагаю исходники. Для наглядности поговорил в микрофон и включил генератор звука, чтобы можно было сопоставить аудио по громкости и оценить соотношение с шумом - https://drive.google...Do1?usp=sharing

#2 Евгений Прохоров

Евгений Прохоров

    Продвинутый пользователь

  • Диктор
  • PipPipPip
  • 597 сообщений
1 026

Отправлено 26 Февраль 2024 - 15:10

пока не пришел серьезный мужчина Дядя Лёня, я задам пару наводящих вопросов, ибо не понятно:
-что такое двойной АЦП?
-при чем тут собственный шум?
- какая такая "безопасная запись"?

пы.сы.: по ссылке файлы пустые, там тишина

#3 boozoter

boozoter

    Профессиональный дилетант

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 155 сообщений
26

Отправлено 26 Февраль 2024 - 19:21

Дядя Лёня офлайн с осени, вроде как. Я подгадал момент для нападения в его отсутствие.

Двойной АЦП нынче применяется в интерфейсах для расширения динамического диапазона. Один менее чувствительный, второй более, переключаются встроенным контроллером в нужный момент.

Записи не пустые, их нужно усилить на 60дб примерно. Я ведь сравниваю 24 бита со скрученным преампом и 32 бита в чистом виде.

И, кажется, я уже разобрался, почему уровень шума разный. Динамический диапазон зума больше на 15 децибелл (130 против 115), вот и шум ниже примерно на столько же. Так что магия развеялась.

Сообщение отредактировал boozoter: 26 Февраль 2024 - 19:48


#4 soundstudio

soundstudio

    Продвинутый пользователь

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 1 767 сообщений
1 746

Отправлено 26 Февраль 2024 - 23:21

Забейте, при любой битности у вас будут только шумы тракта карты и микрофона. Остальное вас волновать не должно, хоть это будет 16, 32, 64, да даже 128. Битность никаких шумов не убавит и не добавит. Это лишь динамический диапазон и насколько точно он будет передаваться, а шум это или полезный сигнал с конкретной битностью, битам по барабану.
При том битность вовсе не значит, что вы там начнете слышать что-то сверх тихое или сверх громкое. Это лишь точность передачи в границах этого диапазона, от самого тихого до самого громкого, но не громче-тише.
Если возьмем лесенку с нарастающей амплитудой сигнала, то при 16 бит ступенек у лесенки будет меньше, а при 32 больше. Но сама лесенка будет точно той же высоты. Просто данных (ступенек) о значении громкости в данный момент времени будет больше, чем больше бит.

Сообщение отредактировал soundstudio: 26 Февраль 2024 - 23:35


#5 ZvukNaZakaz.ru

ZvukNaZakaz.ru

    Продвинутый пользователь

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 157 сообщений
110

Отправлено 27 Февраль 2024 - 14:20

Задам тупой вопрос: А 32 бита float ниже нуля - это разве по факту не те же 24 бита? Выше нуля да, но тут речь про ниже...

#6 Евгений Прохоров

Евгений Прохоров

    Продвинутый пользователь

  • Диктор
  • PipPipPip
  • 597 сообщений
1 026

Отправлено 27 Февраль 2024 - 16:38

вот и я о том же. Тракт шумит, а не ацп

#7 soundstudio

soundstudio

    Продвинутый пользователь

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 1 767 сообщений
1 746

Отправлено 27 Февраль 2024 - 16:42

Просмотр сообщенияZvukNaZakaz.ru (27 Февраль 2024 - 14:20) писал:

Задам тупой вопрос: А 32 бита float ниже нуля - это разве по факту не те же 24 бита? Выше нуля да, но тут речь про ниже...
Хоть выше, хоть ниже, да какая разница, хоть флоат, хоть нет. ))) В конечном счете увеличение битности может дать либо более точный просчет при сложении\обработки дорожек. Либо дает некий дополнительный ЦИФРОВОЙ динамический диапазон, что в итоге срежется все равно ЦАП и останется в пределах аналогового динамического диапазона тракта. Все равно слишком громкое придется делать тише, а слишком тихое - громче.
Да и если ухо едва там может различить разницу в 0.1дБ, то даже 16 бит это уже с огромным запасом для слуха человека. Можете убавить громкость файла на -20дБ, сохранить, а потом опять восстановить до нуля. Т.е. искусственно снизив на 20дБ динамический диапазон. Вряд ли вы вообще это заметите на слух даже. А нужна эта точность для просчета обработки или нафиг не сдалась, решайте сами. В конечном счете все равно придется до 16 бит округлить, как почти везде, ну или 24 сделать, если очень хотите порадовать слушателя, которому все равно, 16 там или 24 включили.
Всякие там "выше нуля" придуманы, чтоб по пути обработки сигнала, если он за ноль переваливает, биты не терялись и не клиповало для дальшейшей обработки, на мастере все эти "запасы" придется в итоге срезать или убавить громкость. А нииже нуля это наверное про повышение точности просчетов с расширенным динамическим диапазоном, но не будет учитывать клиппинг и придется его контролировать самим.

Сообщение отредактировал soundstudio: 27 Февраль 2024 - 17:02


#8 berau

berau

    DEBILIS IN DEBILE

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 1 370 сообщений
1 222

Отправлено 27 Февраль 2024 - 21:34

Просмотр сообщенияsoundstudio (27 Февраль 2024 - 16:42) писал:

даже 16 бит это уже с огромным запасом для слуха человека. Можете убавить громкость файла на -20дБ, сохранить, а потом опять восстановить до нуля.

Ну вот сейчас у меня авария, и я тебе слал начитку, записанную на 16битном Беринджере - и он явно более шумный. Но, видимо, отнюдь не из-за 16 бит? Преампы-то у него мне нравятся больше, но шум - хмммм......

#9 soundstudio

soundstudio

    Продвинутый пользователь

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 1 767 сообщений
1 746

Отправлено 27 Февраль 2024 - 22:00

Просмотр сообщенияberau (27 Февраль 2024 - 21:34) писал:

Ну вот сейчас у меня авария, и я тебе слал начитку, записанную на 16битном Беринджере - и он явно более шумный. Но, видимо, отнюдь не из-за 16 бит? Преампы-то у него мне нравятся больше, но шум - хмммм......
Ничего критичного не заметил, работать можно хоть с тем, хоть с этим. Да и не оркестры же пишем в филармонии для аудиофилов и ценителей звука золотых проводов  )) Звучит да, как-то поярче и открытие звук что ли, тут уже дело вкуса.

#10 Леонид Шихов

Леонид Шихов

    Приступим к геноциду. (c) John Cavil. BSG.

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 812 сообщений
1 528

Отправлено 27 Февраль 2024 - 23:00

Хммм....
Кто-то тут, говорят, свечи жОг и заклинания произносил, да?
Ну вот он я.
Вызывали?
Здрасьте.

Формально битностью описывается динамический диапазон, это да.
Надо просто умножить количество бит на 6 (в реальности эта цифра чуть-чуть другая, но это сейчас не важно) и мы получим величину динамического диапазона "от корки до корки".
НО.
У нас есть вопросы к железу - а оно так может?
Причем это относится ко всему тракту - от микрофона и далее до конвертации аналога во цЫфИрь.
А по дороге нам встретятся удивительные твари разные веселые участки типа собственно усилителей сигнала.
И они тоже (как неожиданно, да?)  кладбищенской тишины не добавляют, скорее - наоборот.

32 бита в случае с вышеописанным производителем - история больше про маркетинг, нежели про звук.

Вообще, 32 бита нужны, но не при записи, а при дальнейших манипуляциях - от обработки до сведения (это отдельная тема вообще).
Используются эти 8 бит исключительно для подстраховки - чтобы отодвинуть потолок "0 dBFS". Большинство "роликоделателей" с этой историей могут столкнуться с ооооочень низкой вероятностью, а дикторы - вообще никогда.

Так что живите, дорогие мои, в 24-битной среде. Это же ж 144 дБ прогулок по буфету.

А значение в децибелах равно десятичному логарифму безразмерного отношения физической величины к такой же, принимаемой за исходную, умноженному на десять.
(повторять на ночь три раза в течение недели. Приснюсь в ночном кошмаре и проверю)

:vampire:

#11 berau

berau

    DEBILIS IN DEBILE

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 1 370 сообщений
1 222

Отправлено 28 Февраль 2024 - 04:19

Просмотр сообщенияsoundstudio (27 Февраль 2024 - 22:00) писал:

Ничего критичного не заметил, работать можно хоть с тем, хоть с этим. Да и не оркестры же пишем в филармонии для аудиофилов и ценителей звука золотых проводов  )) Звучит да, как-то поярче и открытие звук что ли, тут уже дело вкуса.
Хочешь сказать, вот это аварийное - поярче звучит? Эххх, мои уши. Видимо, я настолько ненавижу brightness в районе 6000 - 7000, что стал неадекватен совсем.
И не знаю, как лечить у себя критичность к фоновому шуму. Меня это "сссссс" на некоторых согласных, где его фонетически быть не должно, бесит адски. Ладно еще, на Б, Д, Г его можно прибить на раз, но вот на М, Н с ним практически ничего не поделаешь. Поэтому оный аварийный Беринджер U-phoria UMC22 и лежит у меня только на случай аварий. Хотя злобная "яркость" (а не шумность) больше свойственна именно Focusrite Scarlett 2i2, за что я не люблю и ее. Был один девайс одновременно и без лишней яркости и не шумный - Mackie Onyx Producer 2x2, но у него просел входной гейн, и очень быстро...

Просмотр сообщенияЛеонид Шихов (27 Февраль 2024 - 23:00) писал:

...
Надо просто умножить количество бит на 6 (в реальности эта цифра чуть-чуть другая, но это сейчас не важно) и мы получим величину динамического диапазона "от корки до корки"....

Кстати, ну, про децибел-то начерно понятно (просто гнилой гуманитарий это в памяти больше двух дней не удержит), но вот это умножение на 6 в случае с 16 битами дает жалкие 96, от которых отрезаем, щедро, децибел 8 заведомого хедрума (бывает меньше, но пусть так), и остается 88 некомпрессированного материала, от коих компрессия отъест децибел 10 пиков, останется 78, и это при заведомо ненулевом фоновом шуме, который, положим, держался в приличных -65 изначально, при всем включенном хедруме и всех 96 децибелах диапазона. Было -65, стало -47. Ну хорошо, в оптимистичном сценарии хедрум в 8 означал шум в -70, итого все равно получается уровень шума в итоге --52, что многовато. И поэтому для дикторов - имхо, как бы не все равно.

#12 soundstudio

soundstudio

    Продвинутый пользователь

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 1 767 сообщений
1 746

Отправлено 28 Февраль 2024 - 08:23

Просмотр сообщенияberau (28 Февраль 2024 - 04:19) писал:

Хочешь сказать, вот это аварийное - поярче звучит? Эххх, мои уши. Видимо, я настолько ненавижу brightness в районе 6000 - 7000, что стал неадекватен совсем.
И не знаю, как лечить у себя критичность к фоновому шуму. Меня это "сссссс" на некоторых согласных, где его фонетически быть не должно, бесит адски.
Да я твои ССС, ЧЧЧ, ЩЩЩ эти во всех начитках руками прибираю, всякие деиссеры вообще редко щас использую. Б-П иногда по мелочи. Это уже особенности твоего природного звукового тракта, а не техники, карт и микрофонов ))) Ну и ты иногда с одной обработкой можешь прислать, потому с другой или вообще сырой исходник, от этого больше разница зависит, чем от железок даже, как мне слышится. Да и не парят меня все эти мелочи уже давно, можно с материалом работать и хорошо, а чуть так или эдак, пофиг )) Единственное, что лучше остановиться тебе на каких-то настройках одних и чтоб всегда одинаковый звук был, а то звукачи не сильно любят потом в готовых отруленных настройках заново перекручивать всё.

#13 Леонид Шихов

Леонид Шихов

    Приступим к геноциду. (c) John Cavil. BSG.

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 812 сообщений
1 528

Отправлено 28 Февраль 2024 - 09:48

Просмотр сообщенияberau (28 Февраль 2024 - 04:19) писал:


умножение на 6 в случае с 16 битами дает жалкие 96,

Ну не такие они и жалкие.
В данной ситуации максимально возможный уровень будет мощнее минимально возможного в 3980000000 раз.

Используйте 24-битную технологию, мощные мои. Я ж уже ж говорил чуть выше.

Просмотр сообщенияberau (28 Февраль 2024 - 04:19) писал:


от которых отрезаем, щедро

Отсюда и далее - неверно. Шум тракта в -65 дБ останется таковым при любой битности файла. Со всеми возможными дальнейшими увеличениями.

#14 алексей капустин

алексей капустин

    Продвинутый пользователь

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 4 595 сообщений
2 506

Отправлено 28 Февраль 2024 - 10:51

Просмотр сообщенияsoundstudio (28 Февраль 2024 - 08:23) писал:

лучше остановиться тебе на каких-то настройках одних и чтоб всегда одинаковый звук был, а то звукачи не сильно любят потом в готовых отруленных настройках заново перекручивать всё.
в рамочку! и всем дикторам на рабочий стол!

#15 Влад Купряшин

Влад Купряшин

    Слет дикторов в СПБ! 30 сентября 2023г.

  • Модератор
  • 5 702 сообщений
7 792

Отправлено 28 Февраль 2024 - 11:27

Просмотр сообщенияалексей капустин (28 Февраль 2024 - 10:51) писал:

в рамочку! и всем дикторам на рабочий стол!

А что, так можно было?!

#16 boozoter

boozoter

    Профессиональный дилетант

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 155 сообщений
26

Отправлено 28 Февраль 2024 - 12:02

Просмотр сообщенияЛеонид Шихов (27 Февраль 2024 - 23:00) писал:

Хммм....
Кто-то тут, говорят, свечи жОг и заклинания произносил, да?
Ну вот он я.
Вызывали?
Здрасьте.

Рад вас видеть, Леонид!
Спецоперация по ликбезу меня идёт по плану.

Уже уяснил, что 24 бита по диапазону хватает, а шум создает тракт.

Единственное, вот что теперь хочу понять.
Читаю спецификации интерфейса Mutu M4 и вижу:

Mic Input
THD+n (unwhegited) = -127dbu EIN
Max Level = +10dbu (at minimum gain)
Dynamic Range (a-weighted) = 115db


На одних сайтах читаю, что динамический диапазон вычисляется из разницы первых двух значений. Тут получится 137db
Производитель, тем временем, приводит третье значение с припиской (a-weighted), значение которой мне пока не ясно. И это 115db

Тем временем я подключил динамический микрофон на минимальном усилении и получил Noise Floor в районе -100db (файлы выше).

Чую просчитался я где-то, но не пойму где.
-
Пытаюсь разобраться, т.к. хочу вычислить динамический диапазон Zoom F3 и пытаюсь сравнивать данные.
Там производитель приводит только это:
Equivalent input noise: −127 dBu
Maximum input level: MIC: +4 dBu


По ним могу сложить 131. Данных a-weghted нет, да и их значение всё еще непонятно.

Ну а Noise Floor на моей ручной записи, после подгонки сигнала на одинаковую громкость получился в районе -118. Хотя подозреваю, что такой метод измерения динамического диапазона крайне ненаучный.

#17 Леонид Шихов

Леонид Шихов

    Приступим к геноциду. (c) John Cavil. BSG.

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 812 сообщений
1 528

Отправлено 28 Февраль 2024 - 12:44

Интерес представляет только эта строчка:

Просмотр сообщенияboozoter (28 Февраль 2024 - 12:02) писал:


Dynamic Range (a-weighted) = 115db


Динамический диапазон в "человеческо-чуЙствительном" частотном диапазоне.

Дальше начинается веселье.

EIN - это и есть Equivalent Input Noise - уровень шума предусилителя.

Он должен болтаться где-то в районе от -122 до -129 дБу. За всё, что ниже - уже начинается битва на косметичках. -127дБу - вполне себе достойный показатель.


Но если Motu честно (предположим) указали значение Dynamic Range, то у ZOOM этот момент куда-то потерялся (или закончилась бумага в принтере, или клавиатуру пивом залили - ну не будем же мы их обвинять в попытке сокрытия результатов измерений, да?).

Заканчиваю взрывать мозги.
Ушел доедать младенцев работать.

Литературы в сети полно.
Читайте.
Форумы читать не надо. (этот в виде исключения - можно)

#18 boozoter

boozoter

    Профессиональный дилетант

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 155 сообщений
26

Отправлено 28 Февраль 2024 - 12:59

Просмотр сообщенияЛеонид Шихов (28 Февраль 2024 - 12:44) писал:

Но если Motu честно (предположим) указали значение Dynamic Range, то у ZOOM этот момент куда-то потерялся (или закончилась бумага в принтере, или клавиатуру пивом залили - ну не будем же мы их обвинять в попытке сокрытия результатов измерений, да?).

Да, почему-то поскупились представить нам точные цифры. Но скажу, что в дилетантском тесте на шумы у Zoom'а жаловаться не приходится.

В целом концепция у подобных устройств мне видится таковой (по крайней мере, на бумаге):
Увеличить динамический диапазон аудиоинтерфейса, чтобы мог принимать сигнал с предусилителя целиком без повышения порога шума. Благодаря этому отпадает необходимость настраивать Gain. Ведь интерфейс так или иначе запишет все с лучшим из возможных SNR.

32 бита же имеют одну практическую фишку.
Хоть в 24 и умещается весь диапазон, но лишь на минимальном усилении. Мониторить такой звук будет тяжко, а то и невозможно. Ну а если крутить усилитель, то диапазон сверху начнёт съедаться границей 0dbfs.
В 32 битах такого ограничения нет. Можно поднять звук, мониторить, но пишется при это всё с максимально возможным диапазоном.

Как по мне, это прикольно. Хоть и не обязательно (ведь мало кто пишет шепот и выстрелы одновременно и принципиально отказывается крутить gain).

Сообщение отредактировал boozoter: 28 Февраль 2024 - 13:00


#19 Леонид Шихов

Леонид Шихов

    Приступим к геноциду. (c) John Cavil. BSG.

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 812 сообщений
1 528

Отправлено 28 Февраль 2024 - 13:10

Просмотр сообщенияboozoter (28 Февраль 2024 - 12:59) писал:


Хоть в 24 и умещается весь диапазон

Я тут проповедую эту таблицу умножения еще с тех времен, когда книги были деревьями.

24бита - это 144дБ размаха.
Шум, издаваемый пролетающим мимо носа (буквально) самолета - что-то около 140дБ.
Децибел - величина логарифмическая.

#20 boozoter

boozoter

    Профессиональный дилетант

  • Пользователь
  • PipPipPip
  • 155 сообщений
26

Отправлено 28 Февраль 2024 - 17:35

Просмотр сообщенияboozoter (28 Февраль 2024 - 12:59) писал:

Увеличить динамический диапазон аудиоинтерфейса, чтобы мог принимать сигнал с предусилителя целиком без повышения порога шума. Благодаря этому отпадает необходимость настраивать Gain. Ведь интерфейс так или иначе запишет все с лучшим из возможных SNR.

Решил проверить это дерзкое заявление на практике. Догрузил на диск ещё один файл, где на Motu дал микрофону должное количество усиления.
https://drive.google...P8uJJ0M3ICtjDo1
-
В итоге сравнил соотношение сигнал/шум в условиях:

1. Motu с минимальным усилением (максимальный динамический диапазон)
2. Motu с максимальным усилением (лучшее соотношение сигнал/шум)
3. Zoom (по идее, сидит на обоих стульях сразу)

В итоге результаты таковы:
Motu без усиления vs Zoom = шум на 18дб ниже у Зума. (на сыром файле сигнал чуть громче, чем у Motu. перед замером я их сопоставил)
Motu с усилением vs Zoom = соотношение сигнал/шум одинаковое.
-
Могу ли я, в таком случае, вероломно предположить, что ДД у Зума больше приблизительно на 12db?
Учитывая, что разница максимального входного сигнала у них 6dbu.

Сообщение отредактировал boozoter: 28 Февраль 2024 - 18:14






Темы с аналогичным тегами 32 bit, float, wide dynamic range, динамический диапазон, уровень шума, noise floor, ein, dbu

Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных