hifiman op reis door audio en video land

[Icarus314]

Hoi Audioloog jij bent nogal bezig met upsamplen en er is een vraag waar ik niet uitkom. Als men een fourieranalyse maakt van een geupsampled stuk muziek zitten daar dan ook daadwerkelijk frequenties boven 20khz tussen? Ik bedoel stel dat je een 500hz sinus upsampled dan krijg je er toch geen sinussen bij? Maar bij complexe muziek hoop ik dat eigenlijk wel.

[hifiman]

Hoi Audioloog jij bent nogal bezig met upsamplen en er is een vraag waar ik niet uitkom. Als men een fourieranalyse maakt van een geupsampled stuk muziek zitten daar dan ook daadwerkelijk frequenties boven 20khz tussen? Ik bedoel stel dat je een 500hz sinus upsampled dan krijg je er toch geen sinussen bij? Maar bij complexe muziek hoop ik dat eigenlijk wel.

Hoi Icarus,

Ik weet niet zeker of ik je vraag helemaal goed begrijp, maar een 500 Hz sinus blijft na upsampling uiteraard een 500 Hz sinus!
Dus nee je krijgt er geen andere frequenties bij, tenzij je doelt op het feit dat bij elke resampling er ook aliases/images/spiegels ontstaan, waarbij de oospronkelijke frequenties gespiegeld worden rond de halve sample frequentie. Deze images dienen weggefilterd te worden, hetgeen onderdeel is van het upsampling proces.

Ronald.

[Kjelt]

Maar bij complexe muziek hoop ik dat eigenlijk wel.

Je kunt informatie niet erbij verzinnen dat is de omgekeerde wereld. Wat wel gebeurt bij meervoudig oversamplen is tussen de samples zo goed mogelijk nieuwe samples maken, echter dit kan fout gaan want je bent eigenlijk aan het "gokken" wat de nieuwe samples geweest zouden zijn.

[Icarus314]

Ik bedoel inderdaad niet de aliasing maar ik heb het idee dat upsamplen niet helemaal hetzelfde is als oversamplen waarbij je echt niets toevoegt. Als ik b.v. een polinoom door een aaantal samples fit dan zou het tussenliggende deel b.v. een hoek kunnen vertonen die uit zeer hoge frequenties bestaat. Zo niet gebruik jij dan upsamplen alleen om de jitter in de opname te versmeren en verminderen?

[hifiman]

Je kunt informatie niet erbij verzinnen dat is de omgekeerde wereld. Wat wel gebeurt bij meervoudig oversamplen is tussen de samples zo goed mogelijk nieuwe samples maken, echter dit kan fout gaan want je bent eigenlijk aan het "gokken" wat de nieuwe samples geweest zouden zijn.

Ook daar ben ik het niet helemaal mee eens 

Het doel is niet om te proberen er iets bij te verzinnen, dat kan inderdaad niet. Het doel is mijns inziens het spreiden van kwantiseringsruis over een breder frequentie gebied, zodat na filtering boven de halve sample frequentie er nog maar een klein deel van dit type vervorming overblijft.

Er zijn nog andere voordelen te verzinnen:
- verbreken van de relatie tussen jitter en de muziek (data).
- filtering (al dan niet digitaal) kan minder stijl en daarmee minder bijeffecten (zoals fase fouten) in het hoorbare gebied

Groetjes,

Ronald

[hifiman]

Ik bedoel inderdaad niet de aliasing maar ik heb het idee dat upsamplen niet helemaal hetzelfde is als oversamplen waarbij je echt niets toevoegt.

Dat zijn inderdaad twee verschillende zaken. Bij upsampling (eigenlijk een vorm van "resampling") wordt er geinterpoleerd, waar bij oversampling volgens mij meestal gewoon lege (waarde =0) samples of juist samples met gelijke waarde worden "ingevoegd".

Als ik b.v. een polinoom door een aaantal samples fit dan zou het tussenliggende deel b.v. een hoek kunnen vertonen die uit zeer hoge frequenties bestaat. Zo niet gebruik jij dan upsamplen alleen om de jitter in de opname te versmeren en verminderen?

Waarom een scherpe hoek? Vergeet de filtering niet, er komt uiteindelijk gewoon weer een polynoom zonder hoeken uit het upsampling proces 

Ik gebruik upsampling omdat het beter blijkt te klinken (in mijn set/geval/situatie), waarom dat zo is interesseert mij zeker ook, maar het gaat mij uiteindelijk om het eerste  

Ik beweer ook niet dat upsampling the holy grail is, bij mij pakt het toevallig goed uit, that's all.

[Icarus314]

Dat zijn inderdaad twee verschillende zaken. Bij upsampling (eigenlijk een vorm van "resampling") wordt er geinterpoleerd, waar bij oversampling volgens mij meestal gewoon lege (waarde =0) samples of juist samples met gelijke waarde worden "ingevoegd".
Waarom een scherpe hoek? Vergeet de filtering niet, er komt uiteindelijk gewoon weer een polynoom zonder hoeken uit het upsampling proces 

Ik gebruik upsampling omdat het beter blijkt te klinken (in mijn set/geval/situatie), waarom dat zo is interesseert mij zeker ook, maar het gaat mij uiteindelijk om het eerste  

Ik beweer ook niet dat upsampling the holy grail is, bij mij pakt het toevallig goed uit, that's all.

Ik zit nu al een aantal dagen te luisteren naar geupsampelde muziek en vertoon alle verschijnselen van het volume hoger willen zetten en het gevoel hebben dat het echt geweldig klinkt.

En oversamplen is inderdaad nullen er tussen zetten en dat is upsamplen niet dat is in feite en polinoom fitten. Bij een sinus zal die polinoom niets aan de sinus veranderen maar bij een andere vorm zal die polinoom volgens mij echt frequenties toevoegen zoal ook bij beeld techniek er door upscalen iets tussen berekend wordt. Hoe het ook werkt, het is goed, zeer goed!

[hifiman]

Ik zit nu al een aantal dagen te luisteren naar geupsampelde muziek en vertoon alle verschijnselen van het volume hoger willen zetten en het gevoel hebben dat het echt geweldig klinkt.

En oversamplen is inderdaad nullen er tussen zetten en dat is upsamplen niet dat is in feite en polinoom fitten. Bij een sinus zal die polinoom niets aan de sinus veranderen maar bij een andere vorm zal die polinoom volgens mij echt frequenties toevoegen zoal ook bij beeld techniek er door upscalen iets tussen berekend wordt. Hoe het ook werkt, het is goed, zeer goed!

Waar haal jij eigenlijk die polinoom vandaan?

[Icarus314]

Nou dat haal ik uit onderstaande publictie:
https://ccrma.stanford.edu/~jos/resample/Appendix_Relation_between_Sinc.html

Die begrijp ik alsvolgt: sinc interpolatie is in wezen lagrange (polinoom) interpolatie maar sinc is makkelijker te implementeren maar wiskundig identiek. I might be wrong 

[hifiman]

Nou dat haal ik uit onderstaande publictie:
https://ccrma.stanford.edu/~jos/resample/Appendix_Relation_between_Sinc.html

Die begrijp ik alsvolgt: sinc interpolatie is in wezen lagrange (polinoom) interpolatie maar sinc is makkelijker te implementeren maar wiskundig identiek. I might be wrong 

Ok, thanks 

[hifiman]

Ik vond nog een mega interessant plaatje. Het geeft de impulse repsonse weer van sox (en een tweetal anderen) na upsampling van een impulse van 44.1 kHz naar 96 kHz bij verschillende sox rate parameters.

Goed te zien is dat minimum phase (-M) geen pre ringing geeft en dat het toestaan van wat aliasing (-a) resulteert in minder post ringing. Het verkleinen van de bandbreedte verminderd eveneens de postringing.

Note: pre ringing schijnt subjectief een stuk erger te zijn dan post ringing.

Dat is precies waar ik gisteren naar geluisterd heb:

Code [Selecteer] Expand


flc flc * *
[sox]  -v0.965 --buffer 32768 -t flac -r44100 -2 -c2 $FILE$ -t flac -C0 -3 -c2 -r96000 -D - rate -Mav -b 85


Vanavond nog maar eens goed de oortjes spitsen dan! 

[Icarus314]

Ook daar ben ik het niet helemaal mee eens 

Het doel is niet om te proberen er iets bij te verzinnen, dat kan inderdaad niet. Het doel is mijns inziens het spreiden van kwantiseringsruis over een breder frequentie gebied, zodat na filtering boven de halve sample frequentie er nog maar een klein deel van dit type vervorming overblijft.

Er zijn nog andere voordelen te verzinnen:
- verbreken van de relatie tussen jitter en de muziek (data).
- filtering (al dan niet digitaal) kan minder stijl en daarmee minder bijeffecten (zoals fase fouten) in het hoorbare gebied

Groetjes,

Ronald

Na alles wat ik erover gehoord heb lijkt jouw bovenstaande quote wel het enige te zijn dat overblijft. Er wordt geen frequentieinhoud toegevoegd boven 20k helaas.

Blijft de vraag waarom dit zoveel prettiger klinkt...

Kun je iets meer achtergrond geven over dat impuls plaatje? Ik snap het niet

[hifiman]

Na alles wat ik erover gehoord heb lijkt jouw bovenstaande quote wel het enige te zijn dat overblijft. Er wordt geen frequentieinhoud toegevoegd boven 20k helaas.

Waarom helaas? Je wilt toch geen verzonnen informatie hebben    

Blijft de vraag waarom dit zoveel prettiger klinkt...

Kun je iets meer achtergrond geven over dat impuls plaatje? Ik snap het niet

Men neme een impuls (alle samples waarde nul, behalve eentje, die heeft een waarde). Voer deze impulse aan de upsampler en de output is zijn impulse response. In de praktijk zal een dergelijke impulse in een filter pre en post ringing veroorzaken en dat is op deze manier goed inzichtelijk te maken. Per grafiekje zie je dus de impulse response van de upsampler bij bepaalde meegegeven parameters.

Groetjes,

Ronald

[Icarus314]

Ok omdat ik eigenwijs ben heb ik met foobar twee frequentie analyses gemaakt van eerst een nummer dat niet geupsampled is en daarna van een nummer dat met sinc interpolatie is geupsampled. Je ziet helemaal rechts voorbij in de aparte ruimte alleen de kolommen van 22khz tot 28khz omdat deze plugin van foobar niet meer kon tonen. Je ziet duidelijk dat upsamplen frequentie informatie toevoegt  

Ik zie het als een vorm van interpoleren met polinomen. Als je een hogere orde polinoom door meerdere samples fit dan krijg je iets anders dan wanneer je lineair interpoleert (0de orde polinoom) oftewel een lijntje trekt.

Deze meting is ook in overeenstemming met mijn eigen onderzoekje waaruit bleek dat ik het CLL (comfortable luisteren level) omhoog ging met de geupsampelde inhoud. Ik zette het volume graag harden en gasten hadden hetzelfde. Het niveau zit onder de 60db wat weer in overeenstemming is met het idee dat de oren het niet kunnen horen maar het lichaam er wel op reageert.

Genoeg hoop voor verder onderzoek!!

p.s. de max streepjes boven staan op hold, bij de cd zie je hoe hij precies afkapt bij 22.2khz, ik heb hem ongeveer 30 sec laten lopen maar het bovenste spectrum bevat nooit info boven de 22.2khz

[hifiman]

Hallo Icarus,

Het feit dat jij opeens frequentie informatie boven de 22kHz ziet verschijnen (al even ervan uitgaand dat plaatjes correct zijn) zegt waarschijnlijk meer over het gebruikte filter in de upsample software. Dat is overigens niet negatief bedoeld want dat een relaxtere filtering vaak beter klinkt zijn de meesten het volgens mij wel over eens.   Als er geen filtering toegepast zou worden zou je nog veel meer tegenkomen boven de 22 kHz , dat heeft echter niks te maken met nieuwe of extra informatie, dat is een bijprodukt (aliases/images) van het upsample proces. Spiegels van de oorspronkelijke informatie dus, omgevouwen rond de halve oorspronkelijke samplefrequentie.

Groetjes,

Ronald

[Icarus314]

Zie ook de reactie bij de andere draad, ik denk dat upsampelen de 22k brickwall filtering verschuift naar 96k filteren en ik denk daarom niet dat dit alliassen kunnen zijn.

[Icarus314]

Ok, ik ben weer wat verder en het blijkt leakage te zijn wat hier wordt uitgelegd:
http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/4844#toc2

Komt er op neer dat je een window moet specificeren bij FFT analyzen anders lekt het signaal. Weet je zeker dat jouw pulse functies niet versmeren door dezelfde leakage van de spectrumanalyzer? Wat ik in de plaatjes zie lijkt wel verdacht veel op dezelfde analyzer fouten. Anyway: Myth busted. Upsampling voegt gewoon geen frequentie info toe  Dank voor uw aandacht 

[hifiman]

Ok, ik ben weer wat verder en het blijkt leakage te zijn wat hier wordt uitgelegd:
http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/4844#toc2

Komt er op neer dat je een window moet specificeren bij FFT analyzen anders lekt het signaal.

(al even ervan uitgaand dat plaatjes correct zijn)

Weet je zeker dat jouw pulse functies niet versmeren door dezelfde leakage van de spectrumanalyzer? Wat ik in de plaatjes zie lijkt wel verdacht veel op dezelfde analyzer fouten. Anyway: Myth busted. Upsampling voegt gewoon geen frequentie info toe   Dank voor uw aandacht  

Om te beginnen zijn het niet mijn plaatjes, maar van de maker van sox. Wat je daar ziet is de pre-ringing en post-ringing van het toegepaste filter.

Verder natuurlijk mooi dat je er uit bent 

Groetjes,

Ronald

[Icarus314]

Kan ik jou misschien ook nog uit een droom halen? Upsampelen is namelijk hetzelfde als oversampelen  

[hifiman]

Kan ik jou misschien ook nog uit een droom halen? Upsampelen is namelijk hetzelfde als oversampelen  

Nee hoor, probeer jij maar eens 44.1 kHz te oversamplen naar 96 kHz, ik wens je veel succes ermee   

[Icarus314]

Ja hoor het wordt dan ook vaak resampelen genoemd en er worden altijd nullen tussengevoegd. 

http://www.hififorum.nl/index.php?topic=7574.0 hoe het echt met die nullen werkt.

[hifiman]

Ja hoor het wordt dan ook vaak resampelen genoemd en er worden altijd nullen tussengevoegd. 

http://www.hififorum.nl/index.php?topic=7574.0 hoe het echt met die nullen werkt.

Icarus, oversamplen is altijd een gehele veelvoud van het origineel, upsampelen is alleen daarom al niet hetzelfde als oversampelen. Het verwijzen naar een jdekkers artikel doet daar niets aan af   

[Icarus314]

Icarus, oversamplen is altijd een gehele veelvoud van het origineel, upsampelen is alleen daarom al niet hetzelfde als oversampelen. Het verwijzen naar een jdekkers artikel doet daar niets aan af  

Het probleem is dat iedereen zijn eigen termen gebruikt en oversampelen dus best upsampelen kan zijn. Mijn Tag b.v. doet oversampelen naar 192khz, dat zou jij dus upsampelen noemen want niet n x 44.1. Erg verwarrend...

Maar ik ben het helemaal met je eens dat het resampelen waarbij de originele samples uiteindelijk niet meer in het resultaat zitten het leukst is (upsampelen dus) omdat je dan echt de jitter en ruis er uit middelt.

Verder weet ik niet wat het is maar upsampelen heeft iets dat erg verslavend is. De enige onderbouwing die ik heb gevonden is dat het hele proces van signaal reconstructie dat theoretisch zo perfect zou moeten zijn in de real world met eindige tijdreeksen en hoogfrequente inhoud die alleen onderdrukt wordt en hold functies in dac's die de sinc niet eens benaderen maar rechthoekig zijn, dat alles maakt het beetje meer rekenen helemaal niet zo triviaal als men wel eens zegt (ja alle shit ligt onder de gehoordrempel). Bij mijn eeepc staat de cpu nu ook regelmatig te koken  

Houd ons op de hoogte van je ontwikkelingen zou ik zeggen! (ik heb het idee dat ik mijn arcam cd23 al wel kan verkopen omdat het pctje met hdaudio dac chip het met 192khz upsampl wel erg verslavend doet, die hdaudio chips hebben ook jitter specs van onder de nanosec wat beter is dan mijn RME had ).

[hifiman]

Verder weet ik niet wat het is maar upsampelen heeft iets dat erg verslavend is.

En ik maar denken dat ik erg was       

[Icarus314]

Ja dit is echt een eyeopener voor mij. Ik bedoel het idee van de cd is zo simpel. Je sampelt op 44.1 khz en flikkert de rest weg want in theorie heb je dan alle info die je nodig hebt. Dat moet wel beter klinken dan een lp, geen ruis etc. Maar in de echte wereld moet je weer interpoleren en er weer een golfvorm van maken en daar blijkt inderdaad ringing en fase verschuiving een groot probleem. Het was ook het enige punt waar de eerste cd speler door de mand viel. Het klonk gewoon niet en dat was theoretisch niet uit te leggen alleen iemand uit de audiopraktijk hekende het geluid en dacht dat het wel eens fase verschuiving kon zijn die door de interpolatie filtering (brickwall filtering) werd veroorzaakt. Dat leek waar en sindsdien zijn er een aantal verbeteringen in het interpoleren bedacht. Er wordt echter niet rekening gehouden met de mogelijkheid dat sommige van die rare effecten nog wel waarneembaar zouden kunnen zijn als ze niet in een blindtest opduiken. Ik ben in ieder geval blij dat ik zelf met een simpel pc-tje in staat ben om een aantal varianten te beoordelen en te vergelijken want volgens mij is het theoretisch de enige plek waar het fout gegaan zou kunnen zijn met de cd.