Не так страшен БИТРЕЙТ как его малюют

05.01.2014 12:28

 

О, как мы можем четко, с большой уверенностью в выражениях и ссылках, доказывать свое единственное правильное мнение о звуке, о битрейте (БР), о сжатых  музыкальных файлах формата MP3.

Главное, чем менее сжат файл, тем натуральнее звучание и совершенно ясно, что БР 128 кб/c  все  ясно отличат от  WAV файла на слух. Других мнений о СЛУХОВЫХ восприятиях, в высказываниях меломанов и их сподвижников я не встречал.

Многочисленные Интернет анализы различных БР, в основном показывают различие в полосе спектра, что не вызывает ни каких сомнений.

Я провел анализ спектров не сжатого файла WAV  и  файлов с БР от 320 до 96 Кб/c, используя программу ADOBE AUDITEON.

По спектру, визуально видно ограничение полосы воспроизводимых частот,  при уменьшении величины БР.  На WAV файлах спектральные составляющие простирается до 22 кГц (программные возможности ADOBE AUDITEON), а на файлах с БР 96  кб/c, спектр ограничен величиной 11,5 кГц. Причем в MP3 ограничение спектра происходит резко, как некоторый обрыв,  а не плавно с какой то частоты, как это происходит во всех аналоговых устройствах (обычно 6- 12 dB/октава от частоты раздела).

 Визуально, по спектру воспроизводимых частот, явно видно ограничение полосы частот с 22 кГц при WAV файле до 16 кГц при БР 128 кб/c, что и позволяет делать вывод о явном СЛУХОВОМ различии, что и подтверждает ранее высказываемые мнения.

Свобода слова, мнений и печати хороша только в одном случае, это достоверность (в нашем случае метрологическая и слуховая-экспертная оценка с «завязанными глазами и открытыми ушами»). Ранее проведенные оценки звука проводились с точностью наоборот-«открытые глаза, закрытые уши».

Проводимые мной опыты по слышимости частот верхнего диапазона выше 10 кГц  среди различных возрастных категорий слушателей показали, что 90 % четко определяют своими ушами частоты до 16 кГц, а остальные 10% слышат до 19 кГц. В результате моих наблюдений, не удалось найти ушей, которые могут услышать частоты выше 20 кГц.

Сразу возникает вопрос, чем выше диапазон слышимых частот, тем музыкальнее ухо, человек. Однако проводимые институтом акустики  исследования о верхнем диапазоне  слышимых частот среди настройщиков роялей и пианино, показали, что в возрасте выше 50 лет многие не слышат частоты выше 12 кГц.

Парадокс, а как же они настраивают  рояли? Оказывается, это они делают лучше, чем по современным тьюнерам. Если у кого-то возник вопрос, почему так, то тогда надо обратится к результатам измерений проводимых в 30 годы прошлого века. Появление точных измерительных приборов, позволяющих точно проверить каждую  ноту настроенных множества роялей СТЕНВЕЙ, показали, что у всех у них есть отклонения от точных нот в верхнем и нижнем регистрах, которые позднее были названы, как отклонения кривой «Рейлсбека».

Первый вывод для меломанов-настройка музыкального инструмента производится только на слух. Тьюнер помогает осуществить грубую настройку, далее по слуху. И каждый инструмент имеет свою кривую «Рейлсбека».

Итак, что мы слышим, частотный диапазон, или музыку, втиснутую в этот диапазон? До появления звукозаписывающей аппаратуры (диск Эдисона). Уши продедушек,  пробабушек, слышали только реальные звуки музыки, также как и все композиторы.

Сегодня, обилие малогабаритных вариантов воспроизведения, особенно наушников стоимостью менее 2000 рублей и компьютерных колонок (которые колонками и называть то неприлично, из-за отсутствия хоть каких то звуковых характеристик), в которых некоторые  оценивают качество звука и БР, не позволяют сделать вывод о правильности мнений.

Итак, как найти так называемую «сермяжную правду»?

 Для оценки звучания, я посчитал самым главным звеном, акустический тракт. Это один из самых сложных и влияющих на восприятие звука трактов звуковой аппаратуры. Если выбирать колонки или наушники, то колонки требуют особой звукозаглушенной камеры, иначе, реверберация помещения будет оказывать влияние  на восприятие музыки. Поэтому наушники. Какие?

Средней ценовой категории взял «zennheizer HD 650» (в хороших студиях имеют место использоваться).

Электронный тракт, это компьютер, с выходом сразу на наушники. Вроде бы минимальные искажения.

Возможно, можно было бы применить и более точные аппаратные методы.

Однако если  на таком комплекте будет четко определено различие в качестве звучания при различных БР, то тогда да здравствует WAV, а если нет, то тогда только «винил». «лампа», и колонки под ламповый усилитель.  Но это уже другая ценовая возможность категории аудиофилов (30000$).  Сравнение, «винила» и цифры с различным БР, потребует новой технологии экспертной оценки звука, с «завязанными глазами».

Поэтому решено было провести анализ различных БР среди моих сотрудников (обычный инженерный состав слушающих музыку и даже умеющих петь и немного музицировать.) Участвовали 6 человек. Один отказался, считая, что прослушивание на аппаратуре менее 5000$ не позволит его ушам определить разницу (видимо испугался, т.к. все виды музыки кроме панка, считал отстоем и поэтому никогда не слушал ).

Я выбрал 5 видов  музыки на СД дисках, классика, джаз, рок, камерная, опера. Провел анализ спектра, чтобы не было перекодировки из MP3 в формат CDA. Такое часто случается даже на лицензионных дисках.  В каждой композиции взял отрывок по 30 секунд и перевел его в  WAV файл и в MP3 с различными БР. Перевод из WAV в MP3 производился программой ADOBE AUDITEON. Остальные граберы у меня не внушают доверия (грабер от слова грабить, отнимать)

 Пять  человек прослушивали 5 видов  музыки с различными БР, и на каждый вид музыки ставили две оценки хорошо или плохо в зависимости от БР. Какой БР воспроизводился они не знали, было все пронумеровано. Оценки выставлялись по номерам и какому номеру соответствовал, какой БР они не знали.

Прослушивание производилось по очереди и заняло в общей сложности порядка 4 часов, допускалось повторное прослушивание, но при этом проводилась перекодировка номеров БР, для достоверности результатов.

В результате было получено по каждому виду музыки с различными БР,  пятью слушателями с учетом повторных прослушиваний порядка 400 оценок, хорошо-плохо.

Математическую  обработку полученной матрицы, я здесь сейчас приводить не буду. Это обычная обработка статистических данных, результатом которой каждому БР были присвоены оценки, хорошо-плохо. 

А теперь результат. Результат превзошел все мои ожидания.

По многочисленным мнениям о качестве звука MP3, я ожидал, что 80% оценок «хорошо» выпадут на WAV файлы звука, 10 % на БР 320 кб/с и остальные 10 % распределяться между БР от 256 до 128 кб/с.

Пересчитывал несколько раз, потому что, явного результата не получалось.

Пять  человек прослушали 5 отрывков различных произведений по 30 секунд каждого, причем неоднократно и с 6 различными БР.

 

Результат следующий:

  1. Никто из участвующих не почувствовал разницу между WAV и MP3 с БР от 320 до 128 кб/c
  2. В различных видах музыки изменение БР от WAV до MP3 128 кб/с, также не было определено на слух.