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Titolo: 24 bit / 96 KHz: serve o no?

Sulla rivista "Studio Sound" c'e' stato nella scorsa primavera un dibattito
sulla reale utilita' del campionamento a 96 KHz (anche della risoluzione a 24
bit, ma soprattutto del campionamento). Per la gran parte l'ho mancata, ma mi e'
capitato per le mani il numero di agosto, con un articolo di un tal Peter
Bracke.
Bracke parte da una considerazione sul cosiddetto "principio d'indeterminazione"
della trasformata di Fourier: il prodotto tempo X larghezza di banda dev'essere
maggiore di 1, quindi al calare dell'uno l'altro cresce e viceversa. Questo non
e' vero, a quanto pare, per il sistema uditivo umano, che opera in modo
nonlineare. Secondo studi condotti per simulare il sistema uditivo, pare che il
prodotto t x l.d.b. possa scendere fino a 0.2 o 0.3, quindi le teorie lineari
sottostimerebbero la risoluzione temporale dell'udito di un fattore tra 3 e 5.
"Questo significa" - si chiede Bracke - "che avremo bisogno di una frequenza di
campionamento di 160 KHz per una larghezza di banda uditiva di 16 KHz?
Probabilmente no, perché il prodotto 0.2 si applica solo all'intervallo del
parlato, fino a circa 3 KHz."
Poi l'autore fa altre considerazioni sugli algoritmi di codifica percettiva,
sulla superiorità degli IIR sui FIR come filtri anti-aliasing e sul fatto che
raddoppiare la frequenza di campionamento allarga la banda di transizione per i
filtri stessi; ma la parte piu' sapida mi sembra quella che ho riassunto sopra.
Personalmente trovo che la tesi sia abbastanza interessante, anche se ha degli
aspetti sconcertanti: se stiamo parlando di prodotto tempo x largh. di banda, ha
senso limitare a 3 KHz la banda a cui il prodotto si applica? E poi, dover
passare dalle pacifiche e conosciute trasformate integrali al campo minato della
matematica non lineare mi fa sentire orfano.
Che ne pensate?
--
Roberto Magalotti
Morciano, Italia
rmag...@novacomp.it


Direi che la cosa è Molto interessante e, se vera, darebbe ragione agli "Analogisti"
nella storica diatriba tra analogico e digitale.Tempo fà scriveva sul NG uno che di
matematica ne masticava parecchio e che forse potrebbe spiegarci meglio alcuni
dettagli relativi alla risoluzione a 24 bit.
Purtroppo non ne ricordo il nome....potrebbe farsi avanti ?
--
Saluti
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Alex          E-Mail:      
alexf63...@usa.net
Per rispondere direttamente rimuovere "-nospam-" dall'indirizzo
di E-Mail
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nella storica diatriba tra analogico e digitale.Tempo fà scriveva sul NG uno che di
secondo me no, perche' anche la registrazione analogica ha una
limitazione di banda ben precisa...
ciao


: wrote:


Non si tratta di limitazione di banda, si tratta di compromesso fra
estensione di banda e risoluzione. E' noto che la risoluzione in analogico
ha significato probabilistico, mentre in digitale e' deterministica.
A questo punto sarei molto curioso di leggere l'articolo.
--Stefano Rovetta
s...@dibe.unige.it

Stefano Rovetta ha scritto:

Esatto, quindi darebbe ragione all'analogico............o no?


A questo punto sarei molto curioso di leggere l'articolo.
Appena ho un po' di tempo butto giu' una traduzione. Se qualcun altro e'
interessato mi scriva. Eviterei di postarlo per timore di rogne di copyright e
simili.


: Stefano Rovetta ha scritto:
: > Non si tratta di limitazione di banda, si tratta di compromesso fra
: > estensione di banda e risoluzione. E' noto che la risoluzione in analogico
: > ha significato probabilistico, mentre in digitale e' deterministica.
: >
: > A questo punto sarei molto curioso di leggere l'articolo.
Alexf63 (
alexf63...@usa.net
) wrote:
: Esatto, quindi darebbe ragione all'analogico............o no?
Non mi e' chiaro l'oggetto del "dar ragione". (Cioe': ragione su quale punto?)
Il pregio e il difetto del digitale e' che tutto e' controllabile. Che e' un
pregio e' evidente; che e' anche un difetto discende dal fatto che, se
qualcosa non lo so fare, nel sistema digitale non ce lo posso mettere.
Per sua natura, l'analogico tratta grandezze fisiche le cui variazioni sono
analoghe a quelle dei segnali da elaborare. Quindi incorporando tutto
il contenuto informativo (pur con distorsioni e limitazioni), non corro
il rischio di buttar via qualcosa (
p.es
. risoluzione dei segnali) solo
perche' non sapevo che era importante.
Parlando da "hobby", eh. Non assumo responsabilita' "scientifiche" riguardo
alle mie affermazioni.
--Stefano Rovetta
s...@dibe.unige.it

: 
ste@esg_735.dibe.unige.it
 (Stefano Rovetta) scrisse:
: >Non si tratta di limitazione di banda, si tratta di compromesso fra
: >estensione di banda e risoluzione. E' noto che la risoluzione in analogico
: >ha significato probabilistico, mentre in digitale e' deterministica.
Roberto Magalotti (
rmag...@novacomp.it
) wrote:
: Non ho capito. Che significa "probabilistico" in questo contesto? Non so come si
: calcola per l'analogico, ma penserei a qualcosa tipo velocità di risposta del
: sistema, o inerzia. Non vedo perche' dovrebbe essere meno "deterministico" del
: digitale.
Perche', semplicemente, la risoluzione limitata in analogico non e' intrinseca
al fatto che uso un n. limitato di bit (e quindi con ci sono santi, meno del
l.s.b. non risolvo); bensi', e' dovuta al rumore generato in tutti i
dispositivi di elaborazione. E' vero che ci sono anche componenti dinamiche,
ma sono troppo variabili (
p.es
. in un altoparlante sono prevalenti, in un
preamplificatore sono trascurabili, sempre ammesso che siano in qualche modo
presenti).
Ora, siamo d'accordo sul fatto che un rumore puo' essere visto come un segnale
probabilistico? 
p.es
. gaussiano a media nulla? allora il segnale risultante
dalla elaborazione sara' il mio segnale, con risoluzione infinita, combinato
(
p.es
. sommato) con un segnale casuale.
Ebbene, in questo caso, piu' voglio leggere una variazione (segnale) piccola,
piu' probabilita' avro' di trovarla immersa in un rumore di ampiezza simile,
e quindi di non riuscire ad averla con buona approssimazione.
In questo senso, il rumore analogico e' probabilistico. (Non so se mi sono
spiegato in modo chiaro; sicuramente non rigoroso.)
: Appena ho un po' di tempo butto giu' una traduzione. Se qualcun altro e'
: interessato mi scriva. Eviterei di postarlo per timore di rogne di copyright e
: simili.
Sarebbe cosa molto gradita (soprattutto per il tuo disturbo non dovuto).
--Stefano Rovetta
s...@dibe.unige.it

Intendevo dire che gli analogisti criticano da sempre il digitale per molti motivi
tra i quali spicca la presunta (da loro) perdita di informazioni "musicali" che si
avrebbe nelle operazioni di conversione A/D e D/A.
Quindi la "ragione" di cui parlavo è intesa in quel senso.
Io credo che tale perdita, se pur teoricamente ipotizzabile, non è praticamente
udibile, ed inoltre la maggior parte dei master in studio di registrazione sono
proprio digitali, quindi volenti o nolenti...............il digitale te lo cucchi
anche su supporto vinilico.


 simili.
Grazie. Magari anceh senza tradurlo (se e` in inglese, per esempio).
Gian Carlo
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 spiegato in modo chiaro; sicuramente non rigoroso.)
Giusto per completezza, ultimamente nelle registrazioni audio anche il rumore
"digitale" sta diventando, anzi viene fatto diventare, "probabilistico".
Siccome il rumore di quantizzazione e` correlato al segnale analogico
originale e quindi, durante la riconversione digitale-analogica, si
otterebbero distorsioni dipendenti dal livello del segnale, si aggiunge al
segnale originale un'opportuna quantita` di rumore a distribuzione uniforme,
in modo da scorrelare rumore di quantizzazione dal segnale e ottenere un
segnale quantizzato nel quale il rumore di quantizzazione e`, a sua volta,
uniformemente distribuito; oppure addirittura, se si adottano particolari
algoritmi di quantizzazione, nel quale il rumore di quantizzazione risulta
per lo piu` confinato in zone opportune della banda: ad esempio sopra i 20
kHz.


 Stefano Rovetta scrive...
: > In questo senso, il rumore analogico e' probabilistico. (Non so se mi sono
: > spiegato in modo chiaro; sicuramente non rigoroso.)
g.ma...@usa.net
 wrote:
: Giusto per completezza, ultimamente nelle registrazioni audio anche il rumore
: "digitale" sta diventando, anzi viene fatto diventare, "probabilistico".
[descrizione del dithering e del noise-shaping]
Ti dico una cosa e vediamo se ti fa lo stesso effetto che ha fatto a me.
Sono andato nei magazzini della biblioteca (penombra e odor di muffa) e ho
consultato l'AT&T Technical Journal. Annata 1965.
C'era un articolo che descriveva il fenomeno del dithering. C'era anche
il teorema del dithering (cioe' rumore di quantizz. + rumore additivo =
rumore scorrelato). Ma quello che mi ha stupito di piu' e' che era riferito
alle immagini digitali.
Magari oggi non ci fa nessun effetto, ma ripeto: _annata 1965_. Queste tecniche
per le immagini digitali e per il digital-audio che oggi ci vengono vendute
come molto avanzate, in realta' erano gia' teoricamente concluse e pronte
da applicare piu' di 30 anni fa.
(Un'altra curiosita'. Su una rivista che e' nelle alte sfere dell'elaborazione
segnali, chiamata IEEE Transactions on Information Theory, ho trovato un
articolo sull'argomento dithering che cita l'applicazione di una tecnica
in sede di registrazione di un disco degli Yes, da parte di uno degli autori
che all'epoca lavorava li'. Anche qui, roba anni 70.)
--Stefano Rovetta
s...@dibe.unige.it

e quindi di non riuscire ad averla con buona approssimazione.
Ho capito perche' non avevo capito: stiamo parlando di due risoluzioni diverse.
Io parlavo di risoluzione temporale, cioe' di qual e' il segnale piu' veloce che
il sistema riesce a ricostruire correttamente, indipendentemente dal livello. Tu
parli di risoluzione dinamica, cioe' rapporto tra massimo e minimo livello
sonoro che il sistema puo' restituire. Questa pero' nel digitale dipende dai
bit, come tu stesso osservi, e non ha a che fare con frequenze di campionamento
e larghezze di banda.
