Исследование ресемплеров для foobar-а

[E.Sokol]

Здесь представлены результаты передискретизации одиночного импульса 44.1кГц/16 в 96кГц/24 посредством аудио-плеера foobar версии 1.3.9 с использованием нескольких разных ресемплеров.
Поводом послужила вот эта статья, авторы которой, на мой взгляд, не совсем корректно провели анализ.

Стандартные:

PPHS и SSRC

PPHS:


PPHS в режиме Ultra:


dBpoweramp/SSRC:

[свернуть]

SoX 0.8.3, скачанный отсюда, фишка которого, как я понял, в скорости. У него есть варианты настроек, я выбрал максимальное качество с 3-мя вариантами параметра Passband. В нормальном качестве незначительно отличается форма кривой.

SoX

Passband = 90:


Passband = 95:


Passband = 99:

[свернуть]

MultiResampler, скачанный с официальной страницы foobar-а.
Поддерживает несколько алгоритмов, варианты настроек отсутствуют.

MultiResampler

Zero Order Hold:


Blep Synthesis:


Linear Interpolation:


Blam Synthesis:


Cubic Interpolation:


Sinc Interpolation:


По поводу графиков Linear, Cubic и Sinc Interpolation хочется сразу же сделать важное уточнение: это - не истина в последней инстанции, а результат работы конкретно этого ресемплера. Другие ресемплеры могут давать совсем другие результаты при использовании тех же названий.

[свернуть]

SRC - Secret Rabbit Code - он же libsamplerate.

Примечателен тем, что широко используется в Linux, в частности, был обнаружен в плеере DeaDBeeF и последней версии ALSA (1.0.29 от 26.02.15).
Реализация для foobar-а (для версий младше 1.0) была найдена здесь. Там же указана и причина, по которой нет поддержки более новых версий foobar-а.
Имеет 5 режимов работы.

SRC

Linear Interpolator:
Вложение 257455

ZOH Interpolator:
Вложение 257456

Fastest Sinc Interpolator:
Вложение 257457

Medium Sinc Interpolator:
Вложение 257458

Best Sinc Interpolator:
Вложение 257459

[свернуть]

[Orion33]

Вчера провел полтора часа в Аудишне 3.0, тестируя этот плагин в преддверии покупки Audeze Maxwell. Проблема оказалась в том, что они нативно не поддерживают семейство 44,1.
Сначала я сгенерировал 2 двухчастотных файла по стандарту измерения IMD 1к + 1,1к с дискретизацией 44100 и 48000 и разрядностью 16 бит. Это дало основание утверждать, что без необходимости ресемплинга оба файла будут начинаться синфазно. Файл 48000 был инвертирован для дальнейшего посемплового вычитания методом микширования в мультитрековом режиме.
Из фубара файлы получал путем конвертации с активацией соответствующего DSP.

• Режим DCT дает постоянный сдвиг, поэтому после вычитания остается ненулевой результат. Величину сдвига было искать влом, потому что
• Режим FFT такого сдвига не дает.
• Окно Vorbis всегда дает "порхающую" помеху с частотой модуляции около 10Гц (точно опять же не измерял)
• При комбинации FFT+Sin при вычитании получился ноль на уровне шумов квантования.

Во второй серии опытов в качестве эталона я взял файл 44100, ресемплированный средствами Аудишна до 48000 без пре/пост фильтрации с качеством 999. В случае FFT+Sin я получил также ошибку на уровне квантования, что может быть в двух случаях:
- алгоритмы работают одинаково и вносят одинаковые искажения;
- алгоритмы не вносят измеряемых искажений в разрешении 16 бит.
Учитывая первую серию экспериментов, разницу выхода софта по времени и независимость написания, я склоняюсь ко второму выводу.

Тогда в этом ключе я провел эксперимент с уже музыкальным файлом и на выходе получил тот же шум на уровне квантования, в котором после усиления разобрать музыкальный сигнал мне не удалось.

Из этого я пришел к заключению, что в данном контексте использования ресемплирование - это меньшее из зол, которое будет твориться на пути сигнала по беспроводу, для коего наушники и приобретаются