MQA komt langzaam op stoom

[Kjelt]

Bij een sample rate van 48kHz zul je het analoge signaal 48000 samples per seconde bemonsteren en uiteraard bij 96kHz 96000 samples per seconde.
Gaan we dit afzetten tegen de bit depth dan zijn er bij 16 bit audio 65,536 mogelijke levels.
Kijken we bij 24 bit dan hebben we al 16,777,216 levels !
Dat betekend dat 24bit veel meer headroom heeft (lagere ruisvloer) dan bij 16 bit het geval is in tegenstelling tot alleen maar het verhogen van de sample frequentie.

Testen hebben al aangetoond dat een getraind oor een verschil kan horen tussen 32kHz en 44,1kHz, maar tussen 44,1kHz en 96kHz het heel subjectief wordt.
Hoger sample rates heeft totaal geen zin, daarom is voor het menselijke gehoor 24/96 het absolute uiterste wat er marketing technisch nog te verantwoorden is.
Zoals ik al eerder zei is 16/44,1 al ruim voldoende, 24/44,1 beter, maar meer is eigenlijk alleen nodig wil je digitaal gaan dsp'en.

Dit klopt wat betreft amplitude en frequentie maar niet voor het tijdsdomein zie de wiki. Het menselijk oor is kennelijk in staat om de positie van een geluidsbron te bepalen afhankelijk van het tijdsverschil wanneer het geluid aankomt tussen het linker en rechter oor. Die waarneembare resolutie in tijd is 10us. Dus zul je om die tijdresolutie tussen je samples te behouden een samplingfrequentie van >= 100kHz nodig hebben.
Dus nogmaals niet voor de weergave van de hoge tonen (frequentie) ook niet voor de resolutie in amplitude (bits) maar voor de resolutie in tijd, de vertraging tussen het linker en rechter kanaal.

[morca]

Bij een sample rate van 48kHz zul je het analoge signaal 48000 samples per seconde bemonsteren en uiteraard bij 96kHz 96000 samples per seconde.
Gaan we dit afzetten tegen de bit depth dan zijn er bij 16 bit audio 65,536 mogelijke levels.
Kijken we bij 24 bit dan hebben we al 16,777,216 levels !
Dat betekend dat 24bit veel meer headroom heeft (lagere ruisvloer) dan bij 16 bit het geval is in tegenstelling tot alleen maar het verhogen van de sample frequentie.

Testen hebben al aangetoond dat een getraind oor een verschil kan horen tussen 32kHz en 44,1kHz, maar tussen 44,1kHz en 96kHz het heel subjectief wordt.
Hoger sample rates heeft totaal geen zin, daarom is voor het menselijke gehoor 24/96 het absolute uiterste wat er marketing technisch nog te verantwoorden is.
Zoals ik al eerder zei is 16/44,1 al ruim voldoende, 24/44,1 beter, maar meer is eigenlijk alleen nodig wil je digitaal gaan dsp'en.

Met de rekenkundige onderbouwing  erbij 

[Kingpin]

Dit klopt wat betreft amplitude en frequentie maar niet voor het tijdsdomein zie de wiki. Het menselijk oor is kennelijk in staat om de positie van een geluidsbron te bepalen afhankelijk van het tijdsverschil wanneer het geluid aankomt tussen het linker en rechter oor. Die waarneembare resolutie in tijd is 10us. Dus zul je om die tijdresolutie tussen je samples te behouden een samplingfrequentie van >= 100kHz nodig hebben.
Dus nogmaals niet voor de weergave van de hoge tonen (frequentie) ook niet voor de resolutie in amplitude (bits) maar voor de resolutie in tijd, de vertraging tussen het linker en rechter kanaal.

Haal je geen 2 dingen door elkaar: Samplefrequentie en geluidsfrequentie?
Het menselijke gehoor is idd gevoelig voor tijdsverschillen, maar dat heeft imo niets met samplefrequentie te maken.

[br@m]

Dit klopt wat betreft amplitude en frequentie maar niet voor het tijdsdomein zie de wiki. Het menselijk oor is kennelijk in staat om de positie van een geluidsbron te bepalen afhankelijk van het tijdsverschil wanneer het geluid aankomt tussen het linker en rechter oor. Die waarneembare resolutie in tijd is 10us. Dus zul je om die tijdresolutie tussen je samples te behouden een samplingfrequentie van >= 100kHz nodig hebben.
Dus nogmaals niet voor de weergave van de hoge tonen (frequentie) ook niet voor de resolutie in amplitude (bits) maar voor de resolutie in tijd, de vertraging tussen het linker en rechter kanaal.

Je redenering is niet juist.

Het feit dat de mens in staat is om een faseverschil waar te nemen dat kleiner is dan de golflengte van de maximaal hoorbare frequentie wil niet zeggen dat er dus een hogere sampling frequentie nodig is om dit ook weer te geven.

[br@m]

Kingpin drukte eerder op send.

[Kjelt]

Haal je geen 2 dingen door elkaar: Samplefrequentie en geluidsfrequentie?
Het menselijke gehoor is idd gevoelig voor tijdsverschillen, maar dat heeft imo niets met samplefrequentie te maken.

Ok nu raak ik inderdaad verward  .
Even opnieuw, ik snap denk ik wel wat jij bedoelt dat is dus voorbeeld 1 zie plaatje. Als je een signaal hebt dat iedere 5us veranderd dan zou je eigenlijk met 200kHz moeten samplen, als je dat met 100kHz of 50kHz doet mis je informatie die geinterpoleerd zal moeten worden.

Maar neem nou voorbeeld twee, we krijgen een ideale puls op tijdstip t=10us. Bij 100kHz sampling (stel dat deze synchroon loopt) zal deze exact op het juiste tijdstip worden weergegeven nl op t=10us. Als je met 50kHz sampled dan treedt er een vertraging op van 10us en wordt de puls pas bij t=20us weergegeven of zit ik er nou zo naast? Volgens mij is de maximale vertraging die een samplefrequentie kan teweegbrengen bijna de sampletijd zelf nl als ie hem net gemist heeft, dus bij 50kHz bijna 20us wat het dubbele is van wat het menselijk oor zou kunnen waarnemen.

[Kingpin]

Wat jij volgens mij bewerkstelligd is dat je een bemonsterd signaal opgenomen met 100kHz wilt weergeven op 50kHz. Dat gaat niet.
Als je bemonsterd op 100kHz dan ook decoderen met 100kHz, idem voor 50kHz daardoor heb je geen verschillen.
Het is wel zo dat het bemonsterde signaal op 100kHz dubbel zoveel waardes heeft dan op 50kHz, en theoretisch dus ook nauwkeuriger is.
Uiteindelijk zal het filter achter de decoder het analoge signaal herleiden, en daar is men al over eens dat na 44,1kHz men dit niet meer kan waarnemen (in tegenstelling tot 16 bit vs 24 bit depth).

[Kjelt]

Wat jij volgens mij bewerkstelligd is dat je een bemonsterd signaal opgenomen met 100kHz wilt weergeven op 50kHz. Dat gaat niet.

Nee nee dat bedoel ik helemaal niet, ok overnieuw. Ik heb een analoog L en R kanaal, dit signaal waarvan het L signaal na 10us veranderd en het R signaal na 20us veranderd is volgens de wetenschappelijke proeven waar te nemen voor een mens.
Nu gaan we dit samplen op 50kHz. Dan krijgen we iedere 20us een sample en ook bij de weergave hebben we iedere 20us een sample.
Nu zie plaatje wat er gebeurt. Niet alleen komt het L signaal 10us te laat maar ze komen tegelijk waardoor de weergave niet meer gelijk is aan het origineel.
Ga je dit op 100kHz samplen dan weer wel. Conclusie even ongeacht de frequentie van het originele analoge signaal, zal puur voor de timing resolutie van het menselijk gehoor, voor het tijdsdomein ook een minimale samplingfrequentie dienen te worden toegepast.

[Kingpin]

Conclusie even ongeacht de frequentie van het originele analoge signaal, zal puur voor de timing resolutie van het menselijk gehoor, voor het tijdsdomein ook een minimale samplingfrequentie dienen te worden toegepast.

Duidelijk. Het klopt zoals je dit hebt weergegeven. Alleen het menselijke gehoor zal 10us niet kunnen waarnemen, deze ligt veel hoger.
Vandaar ook dat de bemonsteringsfrequentie minimaal 2x hoger moet liggen dan de hoogst weergegeven frequentie in de audioband om dit tegen te gaan.
In ons geval 20kHz, vandaar 44,1kHz bemonstering.

[Raphie]

Duidelijk. Het klopt zoals je dit hebt weergegeven. Alleen het menselijke gehoor zal 10us niet kunnen waarnemen, deze ligt veel hoger.
Vandaar ook dat de bemonsteringsfrequentie minimaal 2x hoger moet liggen dan de hoogst weergegeven frequentie in de audioband om dit tegen te gaan.
In ons geval 20kHz, vandaar 44,1kHz bemonstering.

ik sluit me aan bij Kingpin in deze. Niks meer aan toe te voegen

[Kjelt]

Duidelijk. Het klopt zoals je dit hebt weergegeven. Alleen het menselijke gehoor zal 10us niet kunnen waarnemen, deze ligt veel hoger.

Dus volgens jou klopt dat academisch onderzoek en die wiki pagina niet?
En ja qua frequentie en het Nyquist-Shannon theorema ben ik het helemaal eens daar is ook geen discussie over.

[Kingpin]

Dus volgens jou klopt dat academisch onderzoek en die wiki pagina niet?

Jij zegt dat je tijdverschillen kunt waarnemen tussen je linker en rechteroor van 10us.
Dat is volgens mij niet mogelijk.
Uit m'n hoofd, een menselijk gehoor kan maximaal meen ik 600 of 800us verschillen waarnemen tussen je linker en rechteroor. Dit uitgezet in lengte zal dat in de milliseconden lopen voordat het menselijke oor/brein verschillen in delay kunnen waarnemen.

[Kingpin]

Ok, ik heb het even voor je opgezocht:

Haas Effect:Also called the precedence effect, describes the human psychoacoustic phenomena of correctly identifying the direction of a sound source heard in both ears but arriving at different times. Due to the head's geometry (two ears spaced apart, separated by a barrier) the direct sound from any source first enters the ear closest to the source, then the ear farthest away. The Haas Effect tells us that humans localize a sound source based upon the first arriving sound, if the subsequent arrivals are within 25-35 milliseconds. If the later arrivals are longer than this, then two distinct sounds are heard. The Haas Effect is true even when the second arrival is louder than the first (even by as much as 10 dB.). In essence we do not "hear" the delayed sound. This is the hearing example of human sensory inhibition that applies to all our senses. Sensory inhibition describes the phenomena where the response to a first stimulus causes the response to a second stimulus to be inhibited, i.e., sound first entering one ear cause us to "not hear" the delayed sound entering into the other ear within the 35 milliseconds time window. Sound arriving at both ears simultaneously is heard as coming from straight ahead, or behind, or within the head. The Haas Effect describes how full stereophonic reproduction from only two loudspeakers is possible. (After Helmut Haas's doctorate dissertation presented to the University of Gottingen, Gottingen, Germany as "Über den Einfluss eines Einfachechos auf die Hörsamkeit von Sprache;" translated into English by Dr. Ing. K.P.R. Ehrenberg, Building Research Station, Watford, Herts., England Library Communication no. 363, December, 1949; reproduced in the United States as "The Influence of a Single Echo on the Audibility of Speech," J. Audio Eng. Soc., Vol. 20 (Mar. 1972), pp. 145-159.)

[Kjelt]

ok en wat is dit dan volgens jou ? Er staat toch echt 10us als ITD threshold voor mensen:

The normal human threshold for detection of an ITD (Interaural time difference) is up to a time difference of 10μs (microseconds).
Studies by Gabriel, Koehnke, & Colburn (1992), Häusler, Colburn, & Marr (1983) and Kinkel, Kollmeier, & Holube (1991)(cited by Moore, 1996) have shown that there can be great differences between individuals regarding binaural performance.

https://en.wikipedia.org/wiki/Interaural_time_difference

[Kjelt]

en uit de whitepaper van Meridian over MQA:
http://www.audiostream.com/images/MQA_AESHierarchical.pdf

Our ability to localize sounds swiftly and accurately is
vital for survival. Sound intensity and arrival time
provide important binaural cues and humans can
discriminate inter-aural time differences as low as 10μs
for frequencies below 1.5 kHz [33][35][37][38]

[33] Henning, G.B., 'Detectability of interaural delay in
high-frequency complex waveforms', J. Acoust. Soc
Am., 55, No. 1, 84–90, (1974)
[35] Klump, R.G., Eady, H.R., 'Some Measurements of
Interaural Time Difference Thresholds', J. Acoust.
Soc Am., 28, No. 5, 859–860, (1956)
[37] Wightman, F.L., Kistler, D.J. 'The dominant role of
lowfrequency interaural time differences in sound
localization', J.Acoust. Soc. Am. 91, 1648-1661
(1992)
[38] Yost, W.A. 'Discrimination of interaural phase
differences', J. Acoust. Soc. Am. 55, 1299-1303
(1974)

Ze hebben het hier dus specifiek over frequenties van 1,5kHz en lager dat daar de gevoeligheid van het menselijk oor hoger ligt.

[Kingpin]

Je citeert nu meerdere keren naar hetzelfde document, ook MQA paper. Maar heb je het Haas-effect ook bekeken, wat zeg je daar dan van?
Ik heb wat rondgebladerd, maar kom zeer uiteenlopende meningen tegen, maar ze zijn allemaal afgeleid van het Haas-effect.

[Kingpin]

Hier hebben ze het over een delay van 30-50ms waarbij het menselijke gehoor/brein geen tijdsverschillen kan waarnemen.

[Kingpin]

Bekijk dit boek eens: https://books.google.nl/books?id=e8cqBgAAQBAJ&pg=PA73&lpg=PA73&dq=haas+effect+itd&source=bl&ots=DxW-nXWvwv&sig=Bs2L1be6g_YK-ytLm3LKXUGafbI&hl=nl&sa=X&ved=0ahUKEwj214q1ztnMAhUSOsAKHcTnD4oQ6AEIOzAJ#v=onepage&q=haas%20effect%20itd&f=false

Acoustics and psychoacoustics.

Zeer uitgebreid, en onder kopje 2.6.4 staat ook dat het menselijk brein geen verschillen in tijd kan waarnemen tussen pakweg 600us en 30ms!
600us is een maximum omdat dit te maken heeft met de gemiddelde omtrek van het menselijk hoofd.

Dus ja wie heeft er gelijk, het paper van 10us of het Haas effect?

[br@m]

...
Conclusie even ongeacht de frequentie van het originele analoge signaal, zal puur voor de timing resolutie van het menselijk gehoor, voor het tijdsdomein ook een minimale samplingfrequentie dienen te worden toegepast.

Voor zover ik weet klopt het NIET wat Kjelt hier beweert.

1. Het is mijns inziens goed mogelijk om een toon van zeg 20KHz in stereo op te nemen met een faseverschil van 10uSec tussen links en rechts. En dat kan gewoon met een sampling frequentie van 44, want meer heb je niet nodig om de twee (faseverschoven t.o.v. elkaar) tonen digitaal te samplen. Immers 20KHz ligt beneden de Nyquist drempel.

2. Of mensen zo'n faseverschil van 10uSec wel of niet kunnen waarnemen dat weet ik niet, maar dat doet voor bovenstaande ook niet ter zake.

Just my 2c

[Kjelt]

Wat ik zo snel daar lees gaat het over 1 geluidsbron en zijn reflecties en of het menselijk gehoor het als een delay of echo ervaart en wegfiltert.
Daar had ik wel van gehoord maar is niet waar we het over hebben. Dat is de natuurlijke filtering van de mens (zoogdieren) om reflecties en echo's weg te filteren om alert te blijven op de originele geluidsbron.
Dit gaat niet over twee verschillende geluidsbronnen met verschillende frequenties die een bepaalde tijd (bv 20us) uit elkaar plaatsvinden.
Let wel, 30ms komt overeen met 10meter, dat zou zeggen dat mensen dan niet in staat zouden zijn om geluidsbronnen die 10 meter verder van elkaar af staan te onderscheiden?
Ik zal daar verder in moeten duiken ben ik bang, nu geen tijd voor.
Wat zegt deze grafiek dan eigenlijk precies? Daar gaat het over tiendes van ms. Frequentie en type geluid afhankelijk en diverse onderzoeken al vanaf 1935.

[Kjelt]

1. Het is mijns inziens goed mogelijk om een toon van zeg 20KHz in stereo op te nemen met een faseverschil van 10uSec tussen links en rechts. En dat kan gewoon met een sampling frequentie van 44, want meer heb je niet nodig om de twee (faseverschoven t.o.v. elkaar) tonen digitaal te samplen. Immers 20KHz ligt beneden de Nyquist drempel.

Ik ga er vanuit dat beide samples synchroon genomen worden, dan worden ze ook synchroon weergegeven en dan kun je met 44kHz wel tot 22kHz weergeven echter niet met een tijdsresolutie die hoger ligt dan je 44kHz zijnde 22,7us. Let wel microseconde (1*10^-6)!

[Kingpin]

Kan iemand bevestigen of dit ook zo is:

As Måns noted and I was corrected on the message forums, time domain performance for a signal below Nyquist is actually a function of bitdepth, not as I had originally written above a reflection of the need for even higher sample rates.

For CD 16/44, we're looking at (1/(44,100 *2^16* 2Pi)) = ~60 picosecond resolution for signals well within the audible spectrum - thanks Adamdea. More than enough for the Kunchur estimates above... Nonetheless, it is interesting the ideas and claims from the MQA articles below.

http://www.computeraudiophile.com/f8-general-forum/are-we-just-kidding-ourselves-21163/index10.html#post337619

[Shorty]

Misschien moeten we het in een andere hoek zoeken, en heeft het allemaal te maken met het vermijden van pre- en post-ringing? Volgens Stuart gebruikt MQA geen apodizing.
Ze zijn niet helemaal gek daar, lijkt me. Er móet toch een reden zijn dat ze het in die idioot hoge resoluties zoeken. 384 kHz, zelfs 768 kHz wordt al genoemd. En het zou wenselijk zijn om filtering in versterkertrappen (en luidsprekers, neem ik aan) te vermijden: fasereinheid tot minstens 50 kHz, meen ik ergens gelezen te hebben. Hoe zouden we dat in hemelsnaam voor elkaar moeten krijgen?
(O wacht even... ik weet het antwoord: met een paar Meridian digitale actieve speakers  .)

VrGr,

Bart J.

[Kingpin]

Kjelt heeft wel een goed punt wbt timing en resolutie.
Aan de andere kant, praktisch gezien, zal volgens mij een geluidsgolf in de audio nooit binnen 10us zo steil verlopen dat deze op de volgende sample op z'n maximale waarde komt zoals in Kjelt z'n tabel.
Ik heb de hele ochtend rondgeneuzeld met zeer uiteenlopende uitspraken gelezen.
Volgens de Nyquist theory zou een audioband tussen 20-20khz bij een sampling freq. van 2x de hoogst weergegeven frequentie (44.1khz) perfect kunnen worden weergegeven.
Dus ook het versvhil tussen links en rechts.

Als we idd in tijd gaan kijken heeft het idd zin om op een hogere bemonsteringsfrequentie te samplen en weer te geven ivm de resolutie. Maar hier lopen de meningen uiteen wat betreft de toegepaste wetenschap. Het Haas-effect is beproefd en nu pas is men, 'wat ik zo lees' erachter gekomen dat het menselijk gehoor tijd verschillen kan waarnemen in de microseconden.
Dat strookt een beetje want een paar graad verdraaing van je hoofd geeft al ms vertraging.

Aan de andere kant, stel dat we wel in staat zijn om in microseconden tijdverschillen kunnen localiseren, heeft het dan nog nut in MQA, wanneer er weer wordt gedownsampled?

[Kjelt]

Aan de andere kant, stel dat we wel in staat zijn om in microseconden tijdverschillen kunnen localiseren, heeft het dan nog nut in MQA, wanneer er weer wordt gedownsampled?

Dat is dus ook mijn grote vraag, hoe kun je met 96kHz samples weer terug naar de tijdresolutie van 192kHz.
De frequentie ala dat werkt met bandfolding en interpolatie maar alle tussenliggende samples gaan echt verloren dus de sample tijd resolutie blijft gelijk aan 96kHz net onder het randje van de 10us.