DIFFERENZA ACUSTICA TRA 16 e 24 Bit a 44.1 kHz

[MarioBon]

Oscilloscopio Tektronix TDS2024C.
Perchè non credo si possa sentire un suono di 0,1 dB su un programma medio di 100 dB, perchè 0,1 dB è sotto la soglia delľ udibilità,....

Questo grafico riassume l'udibilità delle alterazioni sulla risposta in frequenza che sono riferibili quindi alle alterazioni spettrali di un segnale.

Senza voler interferire nella vostra discussione...
L'udibilità dipende dal tipo di suono: è massima con il rumore rosa (che consente di percepire 0.1 dB con basso Q) e diminusce via via che lo spettro dello stimolo diventa più semplice. Più il picco è stretto e più deve essere "alto". Il pianoforte è uno strumento adatto a mettere in evidenza le alterazioni timbriche (sempre meno del rumore rosa).
A proposito del livello del suono, viste le curve di loudness, dobbiamo aspettarci una maggiore sensibilità attorno a 3000 Hz specie a basso SPL. L'altro fattore rilevante è il fattore di cresta: se il fattore di cresta del programma musicale è basso ed il livello SPL alto probabilmente il fastidio prevale sulla sensibilità. Se il fattore di cresta è elevato, la pressione di picco è alta ma l'SPL può essere parecchio più basso e magari le alterazioni si sentono meglio.
Se invece ti riferisci ad un suono da 100 dB SPL al quale se ne sovrappone un secondo molto debole (diciamo sotto di 60-80 dB) questo secondo rimane mascherato dal primo specie se lo spettro è simile (100dB+62dB=100.109 dB equivale a 0dB-38 dB=0.109dB).
Questo discorso si applica, per esempio alla udibilità della distorione armonica (che non uguale alla udibilità della distorsione di intemodulazione).

[TomCapraro]

A -60dB, una sinusoide convertita a 16bit in analogico distorce quasi 20 volte in più rispetto il medesimo segnale convertito a 24bit. (0,077% contro 1,50%)





p.s tengo a precisare che qualsiasi discussione (su questo forum...tranne nella "selvaggia" sezione dedicata a calabrese) viene affrontata con spirito positivo, quindi senza alcuna voglia di fare polemica, e solo per puro scambio di vedute che, se supportate anche da dati oggettivi, possono trovare anche conferme a livello scientifico.
Markrates solleva punti (e spunti...) dai quali esce anche qualcosa di interessante.

[AntoninoLeone]

A -60dB, una sinusoide convertita a 16bit in analogico distorce quasi 20 volte in più rispetto il medesimo segnale convertito a 24bit. (0,077% contro 1,50%)

Questo vale per tutti i convertitori ?

[AntoninoLeone]

Oscilloscopio Tektronix TDS2024C.
Perchè non credo si possa sentire un suono di 0,1 dB su un programma medio di 100 dB, perchè 0,1 dB è sotto la soglia delľ udibilità,....

Questo grafico riassume l'udibilità delle alterazioni sulla risposta in frequenza che sono riferibili quindi alle alterazioni spettrali di un segnale.

Senza voler interferire nella vostra discussione...
L'udibilità dipende dal tipo di suono: è massima con il rumore rosa (che consente di percepire 0.1 dB con basso Q) e diminusce via via che lo spettro dello stimolo diventa più semplice. Più il picco è stretto e più deve essere "alto". Il pianoforte è uno strumento adatto a mettere in evidenza le alterazioni timbriche (sempre meno del rumore rosa).
A proposito del livello del suono, viste le curve di loudness, dobbiamo aspettarci una maggiore sensibilità attorno a 3000 Hz specie a basso SPL. L'altro fattore rilevante è il fattore di cresta: se il fattore di cresta del programma musicale è basso ed il livello SPL alto probabilmente il fastidio prevale sulla sensibilità. Se il fattore di cresta è elevato, la pressione di picco è alta ma l'SPL può essere parecchio più basso e magari le alterazioni si sentono meglio.
Se invece ti riferisci ad un suono da 100 dB SPL al quale se ne sovrappone un secondo molto debole (diciamo sotto di 60-80 dB) questo secondo rimane mascherato dal primo specie se lo spettro è simile (100dB+62dB=100.109 dB equivale a 0dB-38 dB=0.109dB).
Questo discorso si applica, per esempio alla udibilità della distorione armonica (che non uguale alla udibilità della distorsione di intemodulazione).

Con l'espressione in Q50 Q10 Q1 non ci capisco molto
Per favore si possono esprimere a terzi d'ottava ?

[TomCapraro]

Questo vale per tutti i convertitori ?

No Antonino, c'è chi fa meglio, e c'è chi fa peggio.
Più viene ridotta la distorsione ai bassi livelli, e meno differenza (fino ad annullarsi...potenzialmente...) si avvertirà all'ascolto tra un 24bit e un 16bit. (con tutti i dovuti distinguo del contesto affinchè possano sentirsi).

[TomCapraro]

Con l'espressione in Q50 Q10 Q1 non ci capisco molto
Per favore si possono esprimere a terzi d'ottava ?

Mi permetto di venire incontro a Mario.
Qui puoi ottenere una corretta rappresentazione tra fattore di merito e banda in ottave.

[Markrates]

Se invece ti riferisci ad un suono da 100 dB SPL al quale se ne sovrappone un secondo molto debole (diciamo sotto di 60-80 dB) questo secondo rimane mascherato dal primo specie se lo spettro è simile (100dB+62dB=100.109 dB equivale a 0dB-38 dB=0.109dB).

Si certo mi riferisco a una condizione di ascolto di 100 dB SPL, il tipo di musica che ascolto (rock, pop, country-rock) difficilmente scende al di sotto dei 60 dB SPL e nell'analisi dei file raramente trovo silenzio superiore a 0.1 sec. a -40 dB. Tutto ciò che accade a -60 dB penso sia inudibile.

[Markrates]

A -60dB, una sinusoide convertita a 16bit in analogico distorce quasi 20 volte in più rispetto il medesimo segnale convertito a 24bit. (0,077% contro 1,50%)

Avevo ottenuto una sinusoide migliore a 16 bit, ma può benissimo essere che il mio sistema analisi era inadeguato. Comunque mi confortano i tuoi grafici, resto sempre più convinto che una distorsione del 1,5% a -60 dB nel contesto di un programma musicale che sviluppa un bel 100 dB SPL a 0 dB siano inudibili. Resta il fatto che come Misurone, con i tuoi dettagli, il 24 bit lo giudico certamente superiore al 16 bit, ma all'ascolto non così enormemente. Ho un carissimo amico, direttore di orchestra, che mi dice sempre quando gli parlo di novità tecnologiche, "tu purtroppo ascolti il tuo impianto stereo non la musica". Forse sarà vero che sono più ascoltone che musicofilo, ma come lui questa grande differenza non la sento, e mi riferisco al tema della discussione, che è migrata troppo sul tecnico. Avrei piacere che i partecipanti esprimano le loro impressioni sulla DIFFERENZA ACUSTICA. Ho trovato comunque molto interessanti tutti i dettagli tecnici di TOM.

[MarioBon]

il fattore di merito Q è definito in questo modo:

Q=f/(delta_f) queta vale in generale

dove f è la frequenza alla quale si registra il massimo e delta_f è la larghezza di banda.

Comunque:
Q=1 significa che se f=1000 anche la larghezza di banda vale 1000Hz
Q=5 significa che se f=1000 la larghezza di banda vale 200Hz
Q=10 significa che se f=1000 la larghezza di banda vale 100Hz
Q=50 significa che se f=1000 la larghezza di banda vale 20Hz (uno spilllo)

il terzo di ottava centrato a 1000Hz ha larghezza di banda di circa 200Hz quindi il Q=5 a 1000Hz avrà larghezza di banda di 1/3 di ottava. In generale Q=5 ha larghezza di banda di 1/3 di ottava (indipendentemente dalla frequenza f). Q superiori hanno banda più stretta, Q inferiori hanno banda più larga.
Anche questi rozzi calcoli quagliano con la tabella di Tom

L'area sotto alla curva rappresenta l'energia del segnale. Se il Q è basso (e la banda passante larga) l'energia risulta maggiore rispetto ad un Q alto ma con banda passante molto stretta. Questo spiega perchè le alterazioni con Q basso siamo più udibili di quelle con Q alto (almeno in regime stazionario).
In regime transitorio più il Q è elevato tanto più tempo impiega il transitorio per estinguersi e questospiega perchè i picchi siano più fastidiosi dei buchi.
Tutto ciò si vede bene nella Waterfall dove ogni picco ed ogni buco va considerato come una risonanzacon un suo Q.

[TomCapraro]

Avevo ottenuto una sinusoide migliore a 16 bit, ma può benissimo essere che il mio sistema analisi era inadeguato. Comunque mi confortano i tuoi grafici, resto sempre più convinto che una distorsione del 1,5% a -60 dB nel contesto di un programma musicale che sviluppa un bel 100 dB SPL a 0 dB siano inudibili. Resta il fatto che come Misurone, con i tuoi dettagli, il 24 bit lo giudico certamente superiore al 16 bit, ma all'ascolto non così enormemente. Ho un carissimo amico, direttore di orchestra, che mi dice sempre quando gli parlo di novità tecnologiche, "tu purtroppo ascolti il tuo impianto stereo non la musica". Forse sarà vero che sono più ascoltone che musicofilo, ma come lui questa grande differenza non la sento, e mi riferisco al tema della discussione, che è migrata troppo sul tecnico. Avrei piacere che i partecipanti esprimano le loro impressioni sulla DIFFERENZA ACUSTICA. Ho trovato comunque molto interessanti tutti i dettagli tecnici di TOM.

Sono d'accordo sul fatto che tra il 16bit e il 24bit non vi siano differenze all'ascolto tali da giustificare il macroscopico che esce dalle misure.
La forbice è stretta, molto stretta perchè il livello in ampiezza è basso. (e l'orecchio non ha le benchè minime possibilità di confrontarsi con strumentazioni cosi accurate)
Alla fine siamo sempre li, affinchè possa uscire qualcosa di udibile bisogna cumulare una "serie di condizioni" che mi portano ad esternare frasi del tipo: "l'alta risoluzione non è per tutti".

Passando alle impressioni d'ascolto, con specifici brani (ad alto fattore di cresta e con sufficiente lunghezza temporale dei pianissimi e/o dettagli da potersi integrare con le nostre capacità uditive) riesco a discernere alcune sfumature del tipo: nel 16bit avverto il rumore di fondo (che può essere di riquantizzazione e/o ditherizzazione mal impiegata, vedi assenza di noise shaping) e nei brani ad altissima dinamica, quando presenti i pianissimi, li sento più nitidi.
Anche le alte-altissime frequenze vanno meglio, ma questo non dipende dal numero di bit, dipende dalla frequenza di campionamento e da come cozza con il filtro antimmagine del mio dac (M2tech Young prima serie)
In riferimento a quello che ha postato Mario mi ci ritrovo in pieno, visto che sono riuscito a superare dei test in cieco (in cuffia) tra segnali (rumore rosa) che differivano di appena 0,1dB su banda di 1 ottava con frequenza circoscritta tra 2khz e 4khz...quella che per le nostre orecchie fa segnare la maggiore sensibilità.