Как измерить динамический диапазон аудиозаписи
И вновь о динамическом диапазоне
Не так давно мне попался довольно качественный HDCD релиз альбома «Mark Knopfler — Sailing To Philadelphia». Впервые я отметил столь низкий уровень фонового шума и динамический диапазон для музыки с живыми инструментами и голосом. Результат сканирования всего альбома гласил:
0dB = FS Square Wave
Using RMS Window of 50,00 ms
Account for DC = true
Краткий ликбез
Динамический диапазон — это разница (или соотношение) между самым громким и самым тихим звуком, выраженная в децибелах. Для определения динамического диапазона используют RMS значения, т.е. Root Mean Square — среднеквадратичные, или же, как принято у нас — «действующие» или «эффективные». Действующее значение выбирается потому, что именно оно (в отличие от пикового) напрямую связано с уровнем звукового давления, и, как следствие, воспринимаемой громкости.
Для анализа вышеуказанных характеристик был использован Adobe Audition. В данном случае алгоритм анализа ДД примерно такой: всё аудио разбивается на небольшие участки, именуемые окнами (в данном случае их размер равен 50 мс), затем для каждого такого участка вычисляется среднеквадратичное значение (путем интегрирования). Далее полученное значение соотносится с одним из следующих: 1. Среднеквадратичное значение для синусоиды с максимальной амплитудой и такой же продолжительностью. 2. Меандр с максимальной амплитудой и такой же продолжительностью. Как известно, меандр имеет максимально возможное значение RMS за период (т.к. модуль его амплитуды в любой момент равен максимуму), синусоида же имеет коэффициент 1/(корень из 2), т.е. 0.707 от максимального (или же пикового) значения. Если вы еще раз взглянете на отчет, то увидите, что там за 0 dB RMS взят меандр (square wave). Таким образом, полученные децибелы среднеквадратичного значения имеют опорный уровень (0 dBFS) равный среднеквадратичному значению для меандра.
Также надо отметить, что при расчете RMS может учитываться или не учитываться постоянная составляющая (в некоторых случаях колебания происходят не относительно нулевого значения, а относительно некоторой константы, которая и равна постоянной составляющей). В нашем случае учет постоянной составляющей включен.
После получения RMS значения для каждого окна производится поиск наименьшего и наибольшего значений. Разница между двумя этими значениями — и есть динамический диапазон.
Кроме того, Audition определяет параметр «Dynamic Range Used», который рассчитывается без учета тишины в начале и конце трека, а также без учета других продолжительных участков с тишиной внутри дорожки. Собственно, этот параметр и является наиболее информативным и важным при анализе динамического диапазона.
DVD-Audio
Так вот, сегодня я наконец заполучил DVD-Audio релиз того самого альбома, о котором писал выше. Результаты меня удивили еще больше. Многоканальная дорожка содержала записи с динамическим диапазоном более 100 дБ, хотя значения для отдельных каналов были довольно разными (кстати говоря, Audition показал для фронтальных каналов актуальную разрядность 24 бита, а для остальных — 20). Я решил произвести более детальный анализ записей: вручную выполнил сведение каналов в стерео (с помощью Channel Mixer в foobar2000), а затем проанализировал динамический диапазон 5.1 записи, стерео даунмикса с DVD диска и моего собственного даунмикса.
Результаты для каждого трека/канала приведены в таблице Excel.
Интересно, что динамический диапазон даунмиксов получились совершенно различным (разной была и громкость — у моего даунмикса она была ниже на несколько децибел). Но, так или иначе, например, для 4-го трека во всех трех случаях отмечается широкий динамический диапазон, более 90 дБ.
Но это что касается отдельных параметров. Наиболее же информативной является гистограмма громкости. Она показывает распределение громкости по частоте появления. Т.е. это значения RMS для всех окон, представленные в виде диаграммы, где по вертикали частота появления, по горизонтали уровень громкости. Таим образом можно видеть, какой уровень громкости преобладает в дорожке, насколько велика суммарная продолжительность тихих участков и т.д.
Например, вот гистограммы громкости для моего и DVD стерео даунмикса четвертого трека (правый канал), соответственно:
Высокая частота для громкости с уровнем около
110 говорит о том, что это скорей всего уровень шумов звукозаписывающего оборудования. В общем же, наиболее интересными являются дорожки с довольно высоким процентом тихих фрагментов. Например, вот диаграмма для моего микса 7-го трека:
Подобный материал гипотетически может помочь выявить различия между 24- и 16-битным аудио. Именно с целью определить возможность выявления таких различий, а также вообще резонность использования 24-битного формата, я искал столь качественные аудиозаписи.
О результатах моих проверок я сообщу в следующих записях.
Добавлено: судя по всему, широкий динамический диапазон — лишь результат обработки записи. Т.е. тихие участки являются либо участками работы шумоподавления, либо фрагментами затухающих звуков (fade-in/fade-out). Реальных же продолжительных во времени звуков со столь низким уровнем (
Информация от спонсора
PCforums: компьютерный форум. Здесь Вы найдёте интересные материалы и обсуждения на компьютерную и околокомпьютерную тематику а также получите от завсягдатаев форума ответы на любые интересующие Вас вопросы.
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
ЗВУКОМАНИЯ
Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео
ТОП 6 бесплатных программ для аудиофила
ТОП 6 бесплатных программ для аудиофила
Как часто вы можете скачать программу для своей стерео-системы бесплатно? Да почти никогда. Ниже приведены ТОП 6 бесплатных программ, которые, по нашему мнению, должен загрузить и попробовать каждый аудиофил. В этом списке есть всё для всех, от копирования компакт-дисков до улучшения вашей способности критически слушать.
ТОП 6 бесплатных программ для аудиофила
Наслаждайтесь и дайте нам знать, если у вас есть другие программы для аудиофила, ответив в комментариях ниже.
1. Exact Audio Copy (Точная аудиокопия)
Exact Audio Copy, или EAC, как говорят аудиофилы — это лучшая программа для копирования, и записи компакт-дисков. Цель этой программы, как следует из названия, — скопировать аудио с компакт-диска без искажения файла. Это достигается за счет коррекции джиттера и обнаружения ошибок чтения.
exact audio copy
При копировании в «безопасном режиме» EAC считывает каждый аудиораздел как минимум дважды или полагается на расширенную информацию об ошибках, которую некоторые диски могут возвращать вместе с аудиоданными. Допустим, при чтении диска произошла ошибка, программа перечитает до 82 раз, сравнит результаты и выдаст вам наилучшую возможную копию.
Если программа менее чем на 99,5% не уверена, что аудиопоток верен, она предупредит вас об ошибке чтения. Помимо точности, программу можно настраивать по-разному, но при этом она остается достаточно простой в использовании для разных пользователей.
Autosound 2000 CD 103 «My Disс»
EAC может сохранять скопированные файлы в несжатом формате WAV и поддерживает внешние кодировщики MP3, WMA, flac и OggVorbis. Она также может распаковать некоторые файлы обратно в WAV. Есть множество других функций, таких как запись компакт-дисков, обнаружение разрывов перед дорожкой и редактирование метаданных.
Если вы хотите превратить свою коллекцию компакт-дисков в цифровую библиотеку, EAC — это то, что вам нужно.
NEC CD-803
2. TT Dynamic Range Meter (Измеритель динамического диапазона TT)
Можно скачать как офлайн-версию, так и скачать компонент для Foobar2000
Как-то писал о сжатии и войне за громкость и я не одинок в своем разочаровании. Фонд Pleasurize Music Foundation создал TT Dynamic Range Meter с целью борьбы с чрезмерной компрессией музыки. Программа сообщает вам динамический диапазон песен, поэтому вы можете узнать, приобрели ли вы только что качественную запись или нет.
TT Dynamic Range Meter
Одним из забавных способов использования DR Meter является сравнение разных выпусков одной и той же песни или альбома. Программа невероятно проста в использовании, просто выберите трек или папку, которую вы хотите проанализировать … и всё.
Измеритель звукового давления
Программе TT Dynamic Range Meter требуется несколько секунд, чтобы выдать число, указывающее на динамический диапазон альбома или трека. Он также может создать файл журнала, сообщающий вам динамический диапазон каждой отдельной дорожки, если вы сканируете всю папку. Согласно их веб-сайту, рейтинг DR 7 “является низким для рок-музыки или очень низким для джаза, но это вполне приемлемо для электронной клубной музыки, которая в настоящее время часто имеет значения ниже DR4. Все значения выше DR12 в целом имеют высокое динамическое качество«.
DR meter поставляется в двух вариантах: автономная версия и компонент foobar2000. Для тех из вас, кому интересно, что такое foobar2000, ознакомьтесь с нашим сравнением программного обеспечения для воспроизведения музыки. Если вы все же решите загрузить измеритель DT, мы рекомендуем вам зарегистрироваться и поддержать их кампанию по прекращению войны за громкость.
Усилитель NHB-108 клон
3. Room EQ Wizard (Мастер эквалайзера помещения)
Room EQ Wizard, или REW, был одной из первых систем измерения комнаты и акустики для аудиофилов и меломанов. После правильной настройки пользоваться им очень приятно. На самом деле, я считаю его гораздо более интуитивно понятным, чем Omnimic — дорогостоящая альтернатива.
Room EQ Wizard
REW содержит множество полезных функций, наиболее известными из которых являются измеритель звукового давления, RTA, диаграмма водопада и спектрограмма. REW может помочь вам определить наилучшее размещение динамиков, положение прослушивания и акустические процедуры. Room EQ
Wizard поначалу может быть немного сложно понять, как использовать все функции, упакованные в REW, но существует большое онлайн-сообщество, которое оказывает поддержку.
После запуска REW становится мощным программным обеспечением. Однако его запуск могут быть трудными, а результаты могут быть неточными в зависимости от качества используемого вами измерительного оборудования. Вам нужно будет приобрести микрофон, кабели, штатив и внешнюю звуковую карту (внешняя звуковая карта не является обязательной).
Микрофон с автоматической настройкой для ресивера
Вам также может понадобиться что-то вроде фантомного источника питания Nady для микрофона, в зависимости от функциональности приобретаемой звуковой карты. Если вы готовы потратить немного времени на настройку и приобрести оборудование для измерения качества звука, вы будете вознаграждены…
4. Harman How to Listen
Это единственная известная программа для меломанов, разработанная для улучшения ваших способностей к критическому слушанию. Первоначально созданный для обучения сотрудников Harman, он стал доступен для общественности бесплатно. Технически это все еще бета, но так было уже несколько лет, поэтому не ждите обновления в ближайшее время.
Harman How to Listen
Программа работает, прося слушателей определить, как трек был обработан. Например, на изображении вверху слева показано очень простое упражнение Band ID. Пользователь может переключаться между неизменной «плоской» версией песни и измененной версией «EQ».
Цель данной программы для аудиофилов состоит в том, чтобы определить, какое из двух приведенных уравнений применяется, номер 1 или 2. Испытания становятся все труднее, тесты становятся очень сложными. Существует ряд различных тренировочных упражнений, включая реверберацию, окраску и шум. Если вам надоели треки, поставляемые с программным обеспечением, вы даже можете загрузить свои собственные в демо.
5. Audio DiffMaker
Вы когда-нибудь вносили изменения в свою стерео-систему и задавались вопросом, действительно ли произошло какое-либо изменение в звуке? Допустим, вы только что потратили 2 800 рублей за кабель питания и хотите знать, имеет ли это какое-либо значение, слышимое или нет.
Audio DiffMaker
Для этого есть — Audio DiffMaker. Вы записываете эталонный трек. Это можно сделать с помощью микрофона для захвата фактического звука, выводимого из ваших АС, или с помощью различных других методов для захвата звука, выводимого с устройства. Затем внесите изменения в систему и запишите сравниваемый трек. Программа сравнивает две дорожки и извлекает разницу.
Разработчики (Liberty Instruments) приложили немало усилий, чтобы обеспечить точность. Например, он автоматически учитывает частоты дискретизации и разницу уровней, поэтому запись разницы — это только то, что фактически изменилось между двумя записями.
Усилитель dartzeel клон
В любом случае, это то, что они заявляют, и, похоже, они предприняли все необходимые шаги для достижения этой цели. Обратите внимание, что для этой системы не требуется, чтобы ваше оборудование было полностью линейным или самого высокого качества, по самой своей конструкции все характеристики вашей системы являются частью эталонных и сравнительных записей.
Несмотря на то, что концепция Audio DiffMaker проста, имейте в виду, что его фактическая реализация может быть сложной и требующей много времени. Эти две записи нужно делать очень осторожно, чтобы выделить только одну переменную.
Как самому сделать ремонт и доработку винтажного усилителя
6. Audacity
Audacity существует уже давно и, как и некоторые другие программы в этом списке, имеет открытый исходный код. В отличие от другого программного обеспечения в этом списке, которое служит конкретным целям, Audacity имеет широкий спектр применения.
Audacity
По сути, это программа для записи и редактирования звука. Он может записывать живое аудио или компьютерное аудио, а затем использоваться для редактирования записи. Одним из распространенных способов использования Audacity является запись и редактирование подкастов. Качество также является ключевым моментом в Audacity. Он может импортировать и экспортировать файлы WAV, AIFF, AU, FLAC и Ogg Vorbis, а также записывать с глубиной 24 бита и частотой дискретизации 192 000 Гц (384 000 Гц в OS X и Linux)
Электростатическая-акустика-Статик-ЗМ-Макси — скоро обзор!
Одна из причин, по которой он попал в этот список программ для аудиофилов, — это классная функция «показать вырезку». Программа будет выделять красным любую часть аудиосигнала, которая клипируется. Как и DifMaker, его можно использовать для сравнения качества различных треков.
ИТОГИ — программы для аудиофилов
Мне очень нравится использовать программное обеспечение из этого списка, и я надеюсь, что вам тоже. Мы не охватили все, поэтому дайте нам знать, какое ваше любимое программное обеспечение. Наконец, мы хотим сказать короткую благодарность всем людям, которые вкладывают свое время и усилия в создание программного обеспечения, которое все мы можем использовать бесплатно.
бюджетный ламповый усилитель Тон
Как измерить динамический диапазон и построить спектрограмму аудио на macOS
В продолжение поста о последнем альбоме горячо любимой группы Мельница. Решил не редактировать старый пост, а написать новый, может кому пригодиться информация о «задротском» способе измерении качества аудио на macOS.
Сначала про альбом «Химера». Сама музыка очень понравились, слушал много раз на телефоне, компьютере и своей основной музыкальной системе. Специально слушал на комбинации Audiolab M-DAC + Sennheiser HD 600. Сравнивал звучание SD и HD версий. Сделал два вывода:
Хайрез версия доходит до 25kHz с редкими пиками до 48Khz:
Такая же картина и на остальных треках — SD качество стабильно оканчивается на 22 kHz, HD на 25-ти и всплески до 48 kHz.
По второму пункту реально можно придраться и попинать запись/мастеринг за динамический диапазон. Для замеров использовал еще одну симпатичную бесплатную утилиту TT DR Offline Meter:
Утилитка маленькая, но делает все что нужно — меряет DR у отдельных файлов, либо у папки, на выходе стандартный отчет:
Есть чудаки, которые вместо прослушивания музыки, сначала смотрят на качество записи по циферкам и только потом решают, достойна ли сворованная с торрента запись их высочайшего внимания 🙂 Мне как раз важнее музыка, но все же расстраивает немного что такая группа, как Мельница не заслужила человека, который бы записал и обработал их песни более бережно.
Тема: Dynamic Range Meter (Замер динамического диапазона «DR»)
Опции темы
Dynamic Range Meter (Замер динамического диапазона «DR»)
Русифицированный компонент Dynamic Range Meter (Замер динамического диапазона (DR))
Имя файла foo_dynamic_range.dll
Этот компонент позволяет путем сканирования измерять эффективный динамический диапазон треков.
Dynamic Range выражает степень отклонения сигнала от среднего в пределах трека, либо альбома. Низкие значения (как DR3) отражают излишество компрессии. Такие треки (DR3) обладают разницей в 3 децибела между средним и пиковым сигналом. Натуральные записи, с малой степенью динамической компрессии, имеют большее значение (к примеру DR12+). Система DR старается избегать безусловных суждений на счет качества. Если DR7 мал для рока и критично низок для джаза, он вполне подходит для электронной клубной музыки, которая в наши дни часто имеет значения ниже DR4 ( табличка под спойлером ). Значения выше DR12, как правило, отражают высокий уровень «качества».
Пример логотипа на обложке
Обнаружил, что не показывает в логе номера треков. Вместо них знак «?». И размер почему-то значительно меньше оригинала.
vadim, привожу скринщоты отчетов оригинала и русифицированного:
MC Web, это с не русифицированого Фубара. В русифицированом стоят «?».
Как определить истинное качество звука потокового аудио
Пару лет назад мы написали статью о том, как определить истинный битрейт любого аудиофайла, а также почему конвертация YouTube в MP3 со скоростью 320 кбит / с — пустая трата времени. Наша цель состояла в том, чтобы помочь пользователям определить истинное качество звука музыкальных файлов, за которые они заплатили и загрузили, чтобы избежать музыкальных сервисов, которые утверждают, что предлагают высококачественный звук без потерь, но, к примеру, подают MP3, преобразованные в FLAC.
Многие пользователи также спрашивали, как они могут определить истинное качество звука потоковой музыки, а не локальных файлов. Это большой вопрос, так как в последние годы появилось много потоковых сервисов HiFi, утверждающих, что они предлагают своим пользователям высококачественные музыкальные потоки без потерь.
Поэтому нам нужно использовать почти идеальный точный анализатор спектра для потоковой передачи звука и понять, как его читать в режиме реального времени.
MusicScope — это анализатор звука в реальном времени и измерительный инструмент, который может обеспечить очень точную обратную связь при потоковой передаче звука. К сожалению, разработчики прекратили продавать лицензии на программное обеспечение, но пробная версия позволяет тестировать до 30 секунд звука.
Для целей данного руководства мы приведем примеры использования программного обеспечения с локальными файлами в разных форматах. Однако вся предоставленная информация может в равной степени применяться к потоковому аудио, например, от Spotify, Deezer и т. Д.
Определение частоты и диапазона громкости LRA
Давайте попробуем трек без потерь (.M4A ALAC) «Прогулка по небу» из фильма «Движущийся замок Хаула». Это оркестровая запись, поэтому мы должны получить хороший образец всех частотных диапазонов. Например, мы можем видеть изолированные высокочастотные пики, например, мерцание тарелок между 11 и 22 кГц.
Наблюдая за графиками в MusicScope, мы видим, что динамический диапазон очень высок, как и следовало ожидать от оркестровой записи.
MusicScope также может дать нам LRA (диапазон громкости), который измеряет контраст между самыми мягкими и самыми громкими частотами. Для этого конкретного трека, мы видим, что разница между самыми тихими и самыми громкими пассажами составляет около 23 децибел.
С точки зрения микродинамики, этот конкретный трек имеет очень большой динамический диапазон, который мы ожидаем от высококачественной оркестровой записи, но также происходит несколько интересных вещей.
MusicScope может сказать нам, выиграет ли трек от более высокого разрешения. Так что этот трек, в частности, записывается с 16-битной глубиной с частотой дискретизации 44 кГц. Но мы можем сказать, что у трека есть большой запас. От 0 до 6 децибел ниже полной шкалы нет данных в линейном частотном спектре.
Таким образом, эффективный битрейт этой дорожки составляет всего около 14–15 бит, что означает, что они могли применить сжатие динамического диапазона во время основной записи, или микрофоны, используемые во время записи, не улавливали всю информацию.
Поэтому, даже если бы существовала версия этого файла с тактовой частотой 96 кГц, это не принесло бы пользы, поскольку наиболее вероятно, что микрофоны, использованные во время записи, не улавливали все данные. Это связано с тем, что большинство микрофонов спроектированы для отображения на частотах человеческого слуха, поэтому, честно говоря, 96-кГц / 24-битная запись этой дорожки не принесет заметной разницы.
Вывод из этого заключается в том, что для улучшения качества звука мы фокусируемся на том, что происходит на этапе записи и мастеринга. Сосредоточение внимания на аудиофайлах с «высоким разрешением» ради файлов с высоким разрешением отвлекает нас от того, что действительно важно, а именно от оборудования для записи и используемого процесса.
Как узнать, может ли песня иметь лучшую аудио версию
Давайте попробуем использовать дорожку EDM «Zebra» из Oneohtrix Point Never в 24-битном формате 44 кГц. Что интересно в этом конкретном треке, так это просто плотность музыкальной информации в этом треке. Вы можете видеть на спектрограмме сплошной зеленый блок и наблюдать, как он заполняет всю дорожку.
Этот трек имеет LRA около 12,9, что довольно много для трека EDM. Здесь интересно то, что вы можете видеть, что это 24-битное отслеживание, которое использует почти все 24 бита динамического диапазона. Самая тихая музыка в этой записи примерно на 100 дБ ниже самого громкого шума.
Так что, глядя на спектрограмму, вы можете сказать, что этот трек обрезан на частоте 22 кГц, это действительно жесткое срезание, а высокочастотные пики на частотах около 22 кГц всего на 60 децибел ниже полной шкалы.
Это означает, что если бы у нас была версия этого трека 96 кГц, вероятно, было бы много информации выше 22 кГц, которая не попала бы в эту версию трека.
Проще говоря, ваш опыт прослушивания мог бы выиграть от версии этого трека с более высоким разрешением. Этот трек достигает пределов своего формата (частота дискретизации 44 кГц). Как только вы поймете процесс мышления, вы по-настоящему начнете понимать, обслуживаете ли вы наилучшую версию трека в потоковом сервисе hi-fi.
Как сказать плохое качество записи звука
Давайте используем трек «Fly Away» от TeddyLoid, в 16-битном формате 44 кГц. Мы сразу слышим, что трек был горячо освоен.
Посмотрев на график радара, мы увидим, что дорожка непрерывно достигает максимальной длительности песни, поэтому она непрерывно ограничивается в натуральную величину. Так что, если вы играете этот трек на оборудовании среднего уровня, он, вероятно, сильно искажает.
Также этот трек имеет LRA около 2,3, что означает, что динамический диапазон составляет 2,3 децибела по всему треку, что выглядит довольно безумно.
Плохое качество или преднамеренное производство?
При рассмотрении трека, такого как «Fly Away», мы также должны учитывать, является ли он треком с плохим мастерингом, например, любительским, или он был намеренным. Трек «Fly Away» должен был стать своего рода «одноразовым», громким танцевальным треком. Звучит так, как будто его играют через плохих ораторов, что, собственно, и было целью мастеринга трека.
Думайте об этом как о фильтрах камеры. Если вы сделаете селфи с высоким разрешением, примените фильтр сепии и добавите, например, эффект размытия. Люди могут подумать, что вы сделали нечеткую фотографию плохого качества, но на самом деле это было ваше намерение. То же самое может случиться с музыкальной продукцией, такой как намеренно плохая музыка «гаражного панка».
Итак, подведем итог. Мы можем использовать MusicScope для определения всевозможной информации о музыкальной дорожке, но мы также должны учитывать, что было задумано исполнителем, и было ли некачественное мастеринг на самом деле формой искусства или чем-то в этом роде.