Интерполяция и ее влияние на качество звучания
Взято из книжки Никамин Н. А. Цифровая звукозапись. Технологии и стандарты. – СПб: Наука и техника, 2002. – 256 с. http://digital--sound.narod.ru/links.html
начиная со с. 146 и далее
Блок коррекции ошибок любого проигрывателя компакт-дисков устроен так, что если среднее число искаженных символов на его входе не превышает трех на каждую сотню достоверных (вероятность ошибки Рош < 3Х10-2), то такие искажения практически полностью корректируются.
При этом вероятность появления неоткорректированного значения (с которым потом приходится бороться другими методами) пренебрежимо мала. И эта самая пренебрежимо малая величина характеризует те редчайшие случаи, когда расположение искаженных символов так неудачно, что и при первом и при втором декодировании возможности корректирующей системы оказываются превышены. Под словом «коррекция» здесь следует понимать абсолютно точное восстановление значения искаженного символа — как будто никаких ошибок и не было вовсе.
Однако, величина Рош=3Х10-2 - это предельный случай допустимый стандартом, когда диск еще не считается бракованным. В действительности же, даже у дисков не очень хорошего качества Рош редко превышает цифру 10-3. А реальной средней величиной вероятности появления ошибки на диске является Рош=3Х10-5 (один искаженный символ на 100 тысяч исправных).
Такие показатели характерны для продукции всемирно известных фирм, которые строго следят за соблюдением технологических норм в течении всего цикла производства и не экономят на средствах контроля качества конечного продукта.
Однако, рынок компакт-дисков, и российский — в особенности, заполнен не только фирменной продукцией. Чаще всего здесь присутствуют диски, изготовленные в условиях, весьма далеких от идеальных. Поэтому ожидать от них можно чего угодно, вплоть до полной невозможности воспроизведения, хотя это довольно редкое явление. Как правило, такие диски все-таки воспроизводятся и даже могут звучать вполне приемлемо, особенно с учетом того, что объектами подобного тиражирования, как правило, становятся популярные музыкальные программы, на характере звучания которых искажения не особенно сказываются. Это не симфоническая музыка.
Тем не менее, что же произойдет, если по той или иной причине ошибок на диске окажется больше допустимой нормы? И как эти ошибки будут ощущаться на слух?
Когда такое превышение не очень велико, то в потоке стереовыборок просто увеличится число интерполяций, которые до определенных пределов могут быть практически незаметными на слух.
В общем случае, слышимость интерполяций зависит от целого ряда обстоятельств. Прежде всего следует отметить, что заметны они могут быть только в высокочастотной области звукового спектра — там, где есть резкие изменения огибающей цифрового сигнала и значение интерполяции может сильно отличаться от истинного значения. А вот на низких и средних частотах усредненные значения интерполированных отсчетов практически точно совпадают с их истинными значениями и, конечно же, уловить на слух что-либо невозможно — даже если очень стараться.
При этом заметность интерполяций может увеличиваться при более высоком уровне этого самого высокочастотного сигнала. Обратите внимание, что я все время употребляю выражение «может быть». Это потому, что и, действительно, может быть, а может и не быть. Проиллюстрирует это рис. 6.1. Интерполяция отсчета 2 очень близка к его истинному значению, а вот интерполяция отсчета 6 раза в два больше по уровню, чем надо. Так что все зависит еще и от того, на какой участок кривой попадет интерполяция. Надеюсь, что из приведенных примеров читатель уже понял, в каких обстоятельствах можно ожидать наибольшего искажающего влияния интерполяций, и нет необходимости развивать эту тему дальше.
Вообще говоря, катастрофическое влияние интерполяций на звучание фонограмм сильно преувеличено. В свое время автору приходилось помногу часов в день слушать экспериментальные записи с оптических дисков в условиях научно-исследовательской лаборатории, когда исправления ошибок корректирующими кодами не проводилось вообще, а использовалось только маскирование с помощью интерполяции. При средней вероятности появления ошибок Рош=10-5 (это примерно один-два искаженных отсчета в секунду) звучание было вполне качественным и никаких отчетливых искажений не ощущалось.
И только если специально настроить свой слуховой аппарат на регистрацию малейших отклонений от нормы (слушать не музыку, а улавливать искажения), то на определенных участках фонограммы иногда (подчеркиваю — иногда) можно было заметить едва уловимые изменения обертонов. Но эти изменения настолько ничтожны, что говорить об этом, как о плохом звучании фонограммы, было бы сильным преувеличением. Тем более, что диапазон звуковых ситуаций, где такие нюансы можно ощутить на слух, достаточно узок. Например, во время тихого звучания флейты или верхних нот акустической гитары в составе ансамбля с большим динамическим диапазоном, т.е. когда какой-то высокий чистый тон кодируется малым числом разрядов в то время как полная разрядная сетка предназначена для громких звуков.
Обратите внимание — это случай, когда полноценная коррекция ошибок отсутствует вовсе.
В проигрывателях же компакт-дисков, при общем числе ошибок, не превышающем оговоренную стандартом величину 3Х10-2, практически все ошибки корректируются, и интерполяции настолько редки, что принимать их в расчет как источник искажений или причину плохого звучания просто не имеет смысла.
Сообщение от Игорь Гапонов
Если шибко интересно, как звучит выпадение данных в PCM-потоке, возьмите любой вав-файл и похерьте его гденить в середине HEX-редактором (например забейте туда штук 2000-3000 нулевых или еще каких отсчетов), послушайте. Будет именно щелчки/треск/хруст, и довольно противные. То же наблюдается и на сильно зацарапанных КД (сдохших лазерах), когда даже интерполяция не справляется - все равно щелкает, собака,правда тише и мягше.
Социальные закладки