TEST: dither ON dither OFF

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TomCapraro
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#141 Messaggio da TomCapraro »

Dindy ha scritto:
The_bastonator ha scritto:Sinceramente ti stai coprendo di ridicolo.
...
Quest'ultima perla è spettacolare:
Sei partito da un file originale a 16bit il cui livello (specie inizio brano) ha un ampiezza media (ad occhio eh!) di -33dB, poi vai a togliere altri -60dB...detta alla buona -distruggi il file- ed infatti sono saltati alcuni segmenti campionati. (inusuale)
Io invece faccio tutt'altra cosa, opero direttamente sul Master -simulando- un pianissimo (reale) portando il livello ai minimi udibili, anche se ammetto che l'esperimento corretto è quello di operare direttamente sul pianissimo registrato -intonso- (e la partita si gioca tutta qui)
In un master 24bit (realmente) si trova segnale a -60dBFS la cui forma d'onda + rumore non è per nulla paragonabile al tuo pseudo-esperimento inusuale. (e su questo ci stai costruendo un castello di post stile tsunami).
Lasciamola qui a futura memoria. Questo non sa manco cosa sia la quantizzazione e si mette a sproloquiare di dither.
Si, lascialo a memoria, cosi piu tardi ti faccio vedere quanto sei poco attento a quello che viene scritto.
Poi te lo faccio vedere anche su grafico.
Sei troppo preso dalla foga...a te in fondo non interessa minimamente prestare attenzione con quanto viene sostenuto, a te interessa urlare "io so io e voi nun siete un caz..."
A volte mi vengono perfino dubbi sulla tua onestà intellettuale, ma cerco con forza di rigettare questo pensiero.
saluti, Tom
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#142 Messaggio da MarioBon »

Entro nella polemuca tra Dindy e Tom per cercare di mettere un po' d'ordine. M sono letto questo papiro che non è proprio una lettura rilassante: http://www.robertwannamaker.com/writings/rw_phd.pdf si tratta della tesi di Wannamaker.
Va riconosciuto a Wannamaker di non commettere l'errore di considerare l'errore di quantizzazione con correlato al segnale. Errore di quantizzazione e segnale sono sempre correlati. Quando il segnale è complicato questa correlazione è meno evidente e fa comodo pensare che non ci sia. Questa semplificazione consente di calcolare la potenza del segnale di errore in modo semplice.
La questione è: il dither serve sempre?
Riassumo la questione per comodità di tutti.
L'errore di quantizzazione impropriamente detto "rumore di quantizzazione" è la differenza tra il segnale "vero" prima della conversione A/D) ed il segnale convertito (che esce dall'A/D.
Consideriamo un segnale sinusoidale. La massima variazione dell'ampiezza del segnale avviene nell'intorno del passaggio per lo zero che avvine a frequenza doppia rispetto alla frequenza del segnale. Consideriamo un caso puramente teorico in cui, ad ogni passaggio per lo zero, l'errore di quantizzazione sia LSB/2 (metà del passo di quantizzazione) e nullo in ogni altro istante. In questo particolare caso, la periodicità dell'errore di quantizzazione genera quella che comunemente chiamiamo "distorsione di seconda armonica". Se osserviamo lo spettro del segnale convertito rileviamo una riga corrispondete alla frequenza della sinusoide e una riga corrispondente alla sua seconda armonica. Nella realtà si osservano anche molte altre righe.
Immagine
Lo spettro dell'errore di quantizzazione contiene delle righe spettrali definite che l'ascoltatore percepisce come distorsione (con perdita di Chiarezza/intelligibilità).
Lo scopo del dithering è recuperare Chiarezza/intelligibilità eliminando dall'errore di quantizzazione le righe spettrali definite (udibili). Non potende eliminare l'errore di quantizzazione si cerca di renderlo meno influente sommando al segnale utile un rumore (il dither) per "distruggere" le periodicità presenti nell'errore di quantizzazione. Il prezzo da pagare è un peggioramento del rapporto segnale/rumore complessivo. Queste "righe definite" sono paricolarmente intense quando i segnali da converire sono "piccoli" e spettralmente semplici. L'ampiezza di queste righe dipende dall'ampiezza del segnale in relazione allo LSB (il passo di quantizzazione, o minimo incremento, del convertitore A/D). Dato che il segnale da convertire non è in generale stazionario, la presenza delle righe definite va collegata, più che all'ampiezza dei singoli campioni, alla probabilità che i campioni assumano determinate ampiezze. Questo spiega perchè Wannamaker chiami in causa i momenti (media, varianza, ecc.) e altre quantità poco familiari.
Per eliminare le righe si cercano le condizioni affinchè l'errore di quantizzazione presenti lo spettro di un rumore casuale (rumore bianco).
Infatti il cervello, non potendo associare informazioni al rumore, tende, per quanto possibile, a trascurarlo. I dither, quindi, non prescinde dalle proprietà dell'apparato uditivo. Il rumore bianco è anche molto "comodo" da trattare matematicamente.

Lo scopo della tesi è ottenere le condizioni affinchè il rumore di quantizzazione sia un rumore bianco. Questo ci fornisce il criterio per capire se il dither ha avuto successo o meno: l'operazione ha avuto successo se lo spettro dell'errore di quantizzazione è bianco e la sua autocorrelazione è nulla (si vedano le figure pag 62 e 86 della tesi linkata). Quindi non è necessario misurare i momenti o le pdf o altro: basta considerare lo spettro dell'errore di quantizzazione come del resto fa lo stesso Wannamaker. La autocorrelazione di valuta anche "a orecchio" (dal tipico suono prodotto da un rumore casuale). Da questo punto di vista Tom non ha sbagliato a presentae gli spettri dei segnali.

A detta di Wannamaker la trattazione è indipendente dal tipo di segnale da convertire e gli credo sulla parola (anche se il teorma 4.2 a pag 45 mi lascia un dubbio).
La trattazione in sostanza dimostra che, scegliendo opportunamente il segnale di dither, lo spettro dell'errore di quantizzazione viene reso bianco (non contiene righe "definite"). Il dither scelto è una sequenza telegrafica casuale e questo ha una conseguenza: se il segnale da convertire è, a sua volta, una sequenza telegrafica causale non c'è bisogno di dither (è già ditherizzato di suo). Si può dire che questo "è ovvio". A prescindere dal fatto che "nulla è ovvio", la trattazione (teorica) è indipendente dal segnale convertito quindi autorizza a considerare qualsiasi segnale compresa la sequenza telegrafica. Del resto nulla vieta di inserire, in una composizione musicale, segnali o rumori di qualsiasi tipo.
Abbiamo così indiviaduato almeno un caso in cui il dither non serve senza escludere che ve ne possano essere altri. Ne segue che il dither, anche in teoria, non è sempre necessario.
Se poi dovessimo applicare un criterio di udibilità potremmo affermare che, quando il segnale da convertire è abbastanza ampio, l'errore di quantizzazione non è udibile (e quindi il dither è inutile). Dutante lo svolgimento di un brano musicale, durante i pianissimo il dither potrebbe essere necessario, durante i fortissiomo non lo è. Questo significa che il dither non deve essere necessariamente un segnale stazionario (ma un dither non stazionario renderebbe praticamente impossibile una trattazione matematica). Nella figura che segue il ditheri potrebbe essere applicato solo nelle parti più silenziose.
Immagine

Se il dither non è sempre necessario si può ragionare sui casi in cui lo diventa e questo porta a considerare le caratteristiche del segnale musicale:

- in generale è la sovrapposizione di musica, canto, disturbi e rumore.
- in generale non è stazionario (ma può esserlo)
- possiede media nulla (comincia e finisce nel silenzio)
- fattore di cresta compreso tra circa 3 e circa 30
- per strumenti singoli suonati in camera anecoica il fattore di cresta può superare 45.
- lo spettro è più simile al rumore rosa che al rumore bianco
- l'altocorrelazione presenta diversi picchi la cui larghezza nel tempo può estendersi anche minuti

Fa eccezione, per certi aspetti, la musica elettronica dove i disturbi sono banditi ed il livello di rumore può essere non udibile e il fattore di cresta molto elevato.
La distinzione tra disturbo e rumore non è banale: il rumore è un segnale causale a media nulla, con valore RMS diverso da zero e autocorrelazione "molto breve". In genere la distribuzione delle ampiezza è gaussiana ma non ci sono limiti particolare all'andamento dello spettro. La presenza del rumore nel segnale musicale, specie se la sua statistica è simile al dither, rende il dither stesso da meno utile a inutile. Questa incertezza porta ad applicare il dither di default anche in considerazione del fatto che il peggioramento del rapporto S/N è piccolo.

Va ribadito che la trattazione matematica del dither deve essere condotta in un certo modo e con determinati strumenti sia per conservare un carattere generale sia per consentire di portare a termine il calcolo. Nella pratica, come sempre, è opportuno tenere conto delle effettive condizioni d'uso.

Spero di aver chiarito.
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#143 Messaggio da MarioBon »

Nella realtà, per vedere l'errore di quantizzazione con un analizzatore di spettro, si deve separare in qualche modo l'errore dal segnale. Questo si può fare nel dominio della frequenza ma solo se il segnale è composto da poche righe oppure utilizzando due convertitori:
- si prende il segnale s(t) e si converte a 32 bit (s32)
- si prende il segnale s(t) e si converte a 16 bit (s16)
entrambe con lo stesso passo di campionamento.
Dato che l'errore di quantizzazione nel segnale s32 è (in teoria ed in pratica) molto più piccolo rispetto a quello presente in s16, l'errore di quantizzazione di s16 si può valutare attraverso il calcolo della parte incoerente di s16 e s32.
La parte incoerente è pari a 1-c(s16,s32) dove c(s16,s32) è la coerenza.
Se invece si vuole eseguire una simulazione al computer si può calcolare direttamente l'errore di quantizzazione come differenza tra s(t) e s16 o s32 (eseguendo la conversione A/D di s(t) via PC).
La procedura è esattamente la stessa ma il segnale generato dal PC corrisponde ad una conversione a 64 bit (usare doppia precisione) per cui si possono trattare anche segnali a 32 bit (con o senza dither).

P.S. Il modo di esporre i calcoli di Wannamaker è un po' complicato. Personalmente trovo più leggibili le forme proposte da Bendant e Piersol in "Random Data" ed in "Engeneering Application of Correlation and Spectral Analysis" - Wiley Inter Science – 1980.
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#144 Messaggio da MarioBon »

Dindy ha scritto: Che il rumore del pubblico, quando c'è, debba essere considerato rumore o segnale da registrare è questione oggetto di dibattito. ... 12 dB tra l'altro mi pare estremamente ottimistico, ma in ogni caso considererei rumore solo ciò che non c'è nell'evento acustico originale, quindi dai microfoni in poi.
Il campo riverberato è presente in tutto l'ambiente e viene raccolto dai microfondi quindi convieni che è parte dell'evento.
MarioBon ha scritto: - il momento di ordine zero è nullo (componente continua),
- il momento di ordine uno è nullo (media)
- il momento di ordine due (la varianza) è uguale al valore RMS.
Dindy ha scritto: Sul "breve periodo" (passami la semplificazione) nessuna di queste ipotesi può essere considerata vera. Dove breve periodo è da intendersi dello stesso ordine di grandezza delle costanti di tempo del nostro orecchio.
Ma un "suono" comincia e finisce nel silenzio e, ferme restando le condizioni al contorno, presenta media nulla. Un microfono, perchè dsi registra con un microfono, non ha tempi di integrazione come l'orecchio. Ne segue che un suono, regitrato dall'inizio alla fine, possiede media nulla.
MarioBon ha scritto: Contrariamente, se non si vogliono fare ipotesi sul segnale, perchè non si tiene conto anche della propagazione del suono negli spazi con numero di dimensioni pari (dove le "code" degli impulsi non si annullano)?
Dindy ha scritto: Suvvia, Mario, viviamo in tre dimensioni, non in due o quattro. ...
era ironica.
Dindy ha scritto: Detto questo, anche se si volesse contestare il dither per uso audio, questo non autorizza a sparare vaccate come "il dither funziona solo con i segnali sinusoidali". Il dither funziona come è previsto che debba funzionare con qualunque segnale, e questo non è nemmeno oggetto di discussione, visto che si tratta di matematica, seppure non banale.
In effetti Tom avrebbe dovuto dire che l'effetto del dither si vede molto meglio con segnali "piccoli" e "spettralmente semplici". Il problema, per come la vedo io, non è se funziona o non funziona ma se l'effetto è udibile oppure no.
Comprendo perfettamente che, a fronte di situazioni non prevedibili essendo il segnale musicale non stazionario, si preferisca applicare il dither di default (anche quando potrebbe non servire).
Dire che una cosa "non serve" non equivale a dire che "non funziona".
Su questo qui pro quo mi pare vi siate presi a parole a sufficienza.
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#145 Messaggio da TomCapraro »

Ciao Mario, ho visto che hai mostrato il grafico in cui vengono indicati dei pianissimi.
Lo scopo della mia prova, su questo particolare passaggio ai bassi livelli, era quello di dimostrare che, nonostante il minimo registrato (un record) anche in questo caso le condizioni effettive non avrebbero richiesto l'utilizzo del dither, nonché lo stesso dither + noise shaping.
All'ascolto accade questo: il segnale ditherizzato produce un soffio che sovrasta la chiarezza del segnale, ma la cosa piu intrigante è che, in cieco tramite test ABX, il segnale senza dither a confronto con quello ditherizzato + noise shaping, risultano pressoché indistinguibili.
Farò altri test ovviamente.
La sensazione è che, per questo tipo di segnale a basso livello, il difher + noise shaping " riporti" tutto come condizione precedente.
Questo perché spettralmente il livello medio del rumore di quantizzazione corrisponde a quello del dither + shaping, tranne nella parte altissima in cui scaturisce il picco piu elevato generato dallo shaping.
saluti, Tom
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#146 Messaggio da Dindy »

MarioBon ha scritto: Questo ci fornisce il criterio per capire se il dither ha avuto successo o meno: l'operazione ha avuto successo se lo spettro dell'errore di quantizzazione è bianco e la sua autocorrelazione è nulla (si vedano le figure pag 62 e 86 della tesi linkata). Quindi non è necessario misurare i momenti o le pdf o altro: basta considerare lo spettro dell'errore di quantizzazione come del resto fa lo stesso Wannamaker. La autocorrelazione di valuta anche "a orecchio" (dal tipico suono prodotto da un rumore casuale). Da questo punto di vista Tom non ha sbagliato a presentae gli spettri dei segnali.
Non è necessario misurare i momenti se ci si limita a voler ottenere correlazione nulla. Diventa necessario per capire perché il dither RPDF crea pompaggio del rumore mentre il TPDF invece crea un rumore che ha livello costante. E, scusami, ma anche tu ti contraddici: se lo scopo è ottenere correlazione nulla, come lo vedi nel modulo di uno spettro?
MarioBon ha scritto: A detta di Wannamaker la trattazione è indipendente dal tipo di segnale da convertire e gli credo sulla parola (anche se il teorma 4.2 a pag 45 mi lascia un dubbio).
Tranquillo, Wannamaker è solo l'ultimo arrivato in una lunga trattazione teorica durata decenni e ha fondamentalmente solo riordinato le cose. La sua tesi è comoda perché trovi tutto in un unico compendio, ma non ha inventato nulla di nuovo. Quella tesi è anche diventata un articolo dell'IEEE, sottoposto a peer review:

https://ieeexplore.ieee.org/document/823976/

Quindi è già stata ampiamente sottoposta a revisione. Direttamente dall'abstract:
It is shown that by the use of dither having a suitably chosen probability density function, moments of the total error can be made independent of the system input signal but that statistical independence of the error and the input signals is not achievable.
Per chi non lo sapesse, indipendenza implica correlazione nulla, il contrario è vero solo in alcuni casi specifici ma per uso audio ottenere correlazione nulla è già sufficiente, anzi, eccessivo, per cui si può tranquillamente rilassare la più stringente ipotesi di indipendenza.

Piuttosto, ridando uno sguardo alla tesi di Wannamaker, ho visto che per il dithering sottrattivo porta come esempio solo dithering con distribuzione uniforme. Sono abbastanza certo di aver letto che si possano arrangiare le cose in modo da ottenere distribuzione gaussiana indipendente, ossia la totale equivalenza tra sistema digitale e sistema analogico con pari rapporto segnale rumore. Spero di non ricordare male, ma non ho voglia di andare a cercare.
MarioBon ha scritto: Se poi dovessimo applicare un criterio di udibilità potremmo affermare che, quando il segnale da convertire è abbastanza ampio, l'errore di quantizzazione non è udibile (e quindi il dither è inutile).

...

Se il dither non è sempre necessario si può ragionare sui casi in cui lo diventa e questo porta a considerare le caratteristiche del segnale musicale:

- in generale è la sovrapposizione di musica, canto, disturbi e rumore.
- in generale non è stazionario (ma può esserlo)
- possiede media nulla (comincia e finisce nel silenzio)
- fattore di cresta compreso tra circa 3 e circa 30
- per strumenti singoli suonati in camera anecoica il fattore di cresta può superare 45.
- lo spettro è più simile al rumore rosa che al rumore bianco
- l'altocorrelazione presenta diversi picchi la cui larghezza nel tempo può estendersi anche minuti

Fa eccezione, per certi aspetti, la musica elettronica dove i disturbi sono banditi ed il livello di rumore può essere non udibile e il fattore di cresta molto elevato.
La distinzione tra disturbo e rumore non è banale: il rumore è un segnale causale a media nulla, con valore RMS diverso da zero e autocorrelazione "molto breve". In genere la distribuzione delle ampiezza è gaussiana ma non ci sono limiti particolare all'andamento dello spettro. La presenza del rumore nel segnale musicale, specie se la sua statistica è simile al dither, rende il dither stesso da meno utile a inutile. Questa incertezza porta ad applicare il dither di default anche in considerazione del fatto che il peggioramento del rapporto S/N è piccolo.
Bene, e dopo pagine e pagine di supercazzole si arriva al vero punto chiave, che non è come funziona il dither, che non è oggetto di discussione da lustri, ma la sua udibilità o meno nelle condizini di utilizzo reali, ossia, nel nostro caso e ai giorni nostri, la riquantizzazione di un brano da alta risoluzione a 16 bit (che è il vero problema che frulla nella testa confusa di Tom e che lui non riesce a mettere a fuoco). E qui cominciamo a chiarire alcuni punti fermi:

1) E' straarcinoto che il nostro orecchio è tendenzialmente molto (ma molto) più sensibile a certi artefatti "pseudotonali" che non ad un rumore casuale con pari livello RMS. Caso di scuola: distorsione di incrocio, che, pur non essendo la stessa cosa, all'ascolto è molto simile all'errore di quantizzazione.

2) Con quantizzazione a 16 bit l'errore di quantizzazione si piazza effettivamente dalle parti dei limiti di udibilità del nostro orecchio. Io non conosco test di ascolto in condizioni controllate che provino o meno l'udibilità di un troncamento a 16 bit, se voi ne conoscete sono tutto orecchie.

3) Professionisti del settore della registrazione con esperienza pluridecennale mi dicono che in certe condizioni (code di riverbero, pianissimo in ambienti molto silenziosi) un troncamento possa diventare udibile. In tali condizioni il rischio è sentire qualcosa di simile a quello che ho fatto sentire io con il troncamento a 6 bit, quindi artefatti pesantissimi e molto fastidiosi. Certo, il rumore di fondo di una quantizzazione a 6 bit anche con dither è comunque fastidioso, ma mai come le schifezze di un troncamento.

4) Quattro ragionamenti in croce sui livelli nelle code del riverbero di un ambiente rendono plausibile quanto affermato dai professionisti del settore.

5) Se un troncamento a 16 bit si pone ai limiti di udibilità, tanto più vi si colloca un rumore casuale di soli 6 dB più elevato.

6) Dulcis in fundo, nessuno usa più il dither senza noise shaping da lustri. Usando il noise shaping si ottengono, oltre ai benefici del dither standard, un aumento della dinamica percepita che può ampiamente superare i 10 dB, portando la dinamica utile dei 16 bit per uso audio intorno ai 110 dB (pesati M).

Quindi, preso atto di questo, e in particolare del punto 5 e 6, qualcuno mi fornisce una ragione che sia una per cui il dither non si dovrebbe usare nella situazione indicata?

Suggerimento: se entrate in un forum di professionisti della registrazione e provate a dire che non bisogna usare il dither vi prendono a male parole. Visto succedere più di una volta su nota mailing list di audio professionale dedicata alla memoria di Gabe Wiener.
Denis Sbragion
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#147 Messaggio da TomCapraro »

Dindy ha scritto: 3) Professionisti del settore della registrazione con esperienza pluridecennale mi dicono che in certe condizioni (code di riverbero, pianissimo in ambienti molto silenziosi) un troncamento possa diventare udibile. In tali condizioni il rischio è sentire qualcosa di simile a quello che ho fatto sentire io con il troncamento a 6 bit, quindi artefatti pesantissimi e molto fastidiosi. Certo, il rumore di fondo di una quantizzazione a 6 bit è comunque fastidioso, ma mai come le schifezze di un troncamento.
Ecco, adesso magari sei piu rilassato e cominci a ragionare "sul fatto"...ed è la prima volta.

I professionisti del settore ti hanno detto che in "alcuni casi potrebbe" provocare l'udibilità dell'errore di riquantizzazione ???
Ebbene, quel "potrebbe diventare udibile" non sono riuscito a trovarlo, nemmeno nelle registrazioni in cui la dissolvenza delle note decresce fino "all'infinito".
Questo perchè se chiedi agli stessi professionisti (se bravi) ti diranno che NON esiste registrazione al mondo in cui una coda armonica possa cozzare con il rumore provocato dall'errore di quantizzazione.
Tutto questo circoscrivibile rigorosamente al discorso del Dither.
Poi ci sarebbe, appunto, anche il noise shaping che, in una frequenza di campionamento di 44.1khz, puoi soltanto "compattare" alle altissime frequenze (i migliori Noise Shaping compattano attorno i 20khz) riducendone l'ampiezza in banda udibile.

Alla fine va a finire che il dither + noise shaping, nelle "effettive condizioni d'uso" provocano all'ascolto una sensazione indistinguibile se paragonato alla condizione senza dither.
A questo punto sulla questione (scaturita all'inizio) dither (solo dither) ai fini pratici della chiarezza ed intelligibilità nei passaggi a basso livello (e nella quasi totalità di registrazioni) il dither (solo dither) tende piu a mascherare i dettagli.
Di contro, l'uso del dither + noise shaping posso ritenerlo risolutivo poichè metterebbe "al sicuro" da accidentali (che non si verificano però mai...) fenomeni indesiderati, nonchè la riduzione -mascherante- del rumore del dither.

p.s la mia iniziale contestazione si basava su una precisa affermazione di FC, il quale parlava di SOLO dither aggiungendo che si sarebbe ottenuta piu "trasparenza e dettaglio" ai bassi livelli.
Ebbene succede esattamente il contrario, per cui nella testa non mi "alieggia" nulla, soltanto cose che poi accadono in modo inconfutabile.

Ora posto la mia prova relativamente a quel passaggio ai bassi livelli, con tanto di grafici (nel quali si vede lo zoom della waveform) e files per un ascolto.
saluti, Tom
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#148 Messaggio da TomCapraro »

Iniziamo a leggere un commento di un professionista, che interviene poco ma...ci va giù pesante.
p.s il commento non è relativo a questo 3D perchè risale a qualche anno addietro.


Qualcuno di voi si straccia le vesti per le terribili conseguenze del rumore (errore) di quantizzazione a 16 bit non mascherato dal dither.

Dimenticando (o non sapendo):

1) Che stiamo parlando di una "distorsione" sotto i -90db. Fosse anche correlata, non oso immaginare a quali spaventosi livelli di amplificazione del segnale sopra il rumore ambientale possa mai essere udibile. Nel mondo reale intendo, non in camera anecoica.

2) Che, per tante ragioni e nella stragran parte della musica registrata e prodotta, una soglia di "dither de facto" (cioè rumore mascherante, scorrelato alla musica) ben stabilmente sopra i -96db è già presente... ben prima che qualcuno proceda ad aggiungerne altro per mascherare l'errore di quantizzazione...

3) Che, stando a Bennett ed alla sua WNH (White Noise Hypothesis), confutata in linea di principio ma sostanzialmente confermata nei limiti che seguono: per segnali non periodici e con livelli di quantizzazione alti - quali certamente sono i 16 bit e altrettanto certamente non sono i 4 bit - l'errore di quantizzazione ha, su base statistica, le caratteristiche spettrali del rumore bianco. Quindi scorrelato al segnale per definizione. In sostanza è anch'esso una forma non intenzionale di dither, pur basilare, per il 99,9 periodico della musica quantizzata (o sottoquantizzata senza dither) a 16 bit. In termini pratici significa: sempre.

Il dither come strumento vero e proprio, quasiasi modellizzazione gli si voglia dare, toglie quell'insignificante residuo di incertezza. Più teorico che pratico.

E anche solo per questo è ragionevole e metodologicamente corretto inserirlo a discapito di qualche ridicolo ultimo "mezzo" bit di risoluzione, non per chi sa quali disastri se non si mettesse.

Perchè in termini di quantizzazione, il rumore quanto più è basso (cioè tanto più alta è la risoluzione) tanto più è già casuale e scorrelato.

E chiunque di voi armato di un Editor Audio, sperimentando su qualsiasi brano con banali operazioni di sottoquantizzazione e sottrazione senza aggiunta di dither, lo può sperimentare e verificare.

Vi sembra un caso che l'esperimento percettivo che tanto fa stracciare le vesti ad xxxx sia quello di scalare da 16 a 4 bit (e vivaddio che senti la differenza con o senza dither...) e non invece che so da 24 a 20 bit o 16 bit?


Alla fine (Io Tom Capraro) mi son messo di santa pazienza e mi sono strafogato con quasi tutto il materiale audio registrato (che piu si prestava...) affinchè si potesse capire se il Dither (solo dither, poichè in parecchi casi usano SOLO questo) avrebbe reso più o meno trasparenti i passaggi a basso livello.
saluti, Tom
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#149 Messaggio da TomCapraro »

Confronto waveform tra Originale 24bit e 16bit SENZA dither.

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Confronto waveform tra Originale 24bit e 16bit CON dither.

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Confronto waveform tra Originale 24bit e 16bit CON dither + noise shaping.

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Confronto waveform tra Originale 24bit e 16bit CON dither + noise shaping + passa basso a 16.5khz.

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Note (fondamentali per una corretta interpretazione)
--la "microseghettatura" che si intravede anche nel segnale originale dipende dal tipo di visualizzazione del software (oltretutto su base 44.1khz) se andassi a prendere il mio Agilent da 1Ghz le waveform si vedrebbero in modo ancora piu dettagliato.

--la forma d'onda relativa al segnale con dither + noise shaping (terzo grafico) inganna poichè è presente il rumore ad alta frequenza che, all'ascolto non viene percepito.

--l'ultimo grafico mostra infatti la stessa situazione con un passa-basso centrato a 16.5khz, ed infatti si ripulisce e diventa visivamente confrontabile.

--infine: il segnale è stato amplificato (poichè molto basso) di +44dB.

In virtù di quanto postato e misurato (nel piu breve tempo possibile...forse nel pomeriggio) posterò anche tutti i files musicali relativi al pianissmo (con coda) in modo che possiate ascoltarli.
saluti, Tom
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Re: TEST: dither ON dither OFF

#150 Messaggio da Dindy »

MarioBon ha scritto: Ma un "suono" comincia e finisce nel silenzio e, ferme restando le condizioni al contorno, presenta media nulla. Un microfono, perchè si registra con un microfono, non ha tempi di integrazione come l'orecchio. Ne segue che un suono, registrato dall'inizio alla fine, possiede media nulla.
Sì, ma il nostro orecchio non fa una "media" dall'inizio alla fine di un brano, altrimenti avrebbe ragione il figlio delle stelle che la fase non si sente. Se il momento del secondo ordine del rumore (cioè il livello, mi adeguo alla descrizione usata in letteratura, ma di questo si tratta) se ne va a spasso nel tempo con il segnale, questo si sente. Quindi non puoi accontentarti del fatto che sull'intera lunghezza del brano la media è nullla. Devi garantire che le variazioni rimangano puramente casuali anche sul breve periodo, in modo che il rumore sia "modulato" da rumore e rimanga quindi rumore. Cioè, se si vuole fare i fighi, devi decorrelare il momento del secondo ordine della distribuzione del rumore dal momento del secondo ordine della distribuzione del segnale (che, detto tra noi, a mio parere è pure una descrizione sbagliata di quello che avviene, ma io non sono nessuno e quindi mi adeguo. Matematicamente cosa avviene è chiaro.).

Per fortuna il nostro orecchio si accontenta solo del secondo ordine, ma che già non si accontenti del primo si sente chiaramente, sia nei miei esempi che in quelli di Tom.
In effetti Tom avrebbe dovuto dire che l'effetto del dither si vede molto meglio con segnali "piccoli" e "spettralmente semplici".
Avrebbe potuto dire un sacco di cose, invece ne ha dette tutt'altre, infilandosi in una spirale di castronerie da far accapponare la pelle, e vedo che è ben intenzionato a continuare. Resta il fatto che se si accetta la semplificazione di Tom, ribadita in quei termini più e più volte, allora anche "la fase non si sente" è una semplificazione accettabile. In fondo, quando le rotazioni di fase rimangono all'interno dei tempi di integrazione dell'orecchio umano, è vero che raramente sono udibili. Poi c'è qualcuno con idee stellari, incompetenza galattica e faccia di bronzo cosmica che per salvarsi dalla vaccata pensa di poter ridefinire la fase come solo quella parte della risposta in fase che sta dentro i tempi di integrazione dell'orecchio umano, sbagliando tra l'altro la definizione di tali tempi (i noti +- 360°, che è un'altra vaccata anche prendendo per buona questa intepretazione). Fourier però è arrivato prima e cosa sia la fase lo ha deciso lui.

Nota che l'errore di fondo è esattamente lo stesso: confondere limiti di udibilità del nostro sistema uditivo con definizioni a validità universale. Quindi perché per il figlio delle stelle non è accettabile e per Tom sì? Pensavo che su questo forum imitare i figli delle stelle non fosse cosa auspicabile, spero che la cosa venga confermata.
Denis Sbragion
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