ВИТРИНА
Большинство „улучшающих“ звук процессоров все сигналы
малого уровня превращают в синус5.
..
М. А. Избыточность же реального музыкального сигнала ни-
чтожна, хотя существуют и другие мнения по этому вопросу.
К. К. Не понял.
М. А. Представьте себе, скажем. Четвертую симфонию Брам-
са.
К. К. Представил. Несколько тысяч нот в расчете на инстру-
мент наберется. А сколько в оркестре
разных
инструментов?
С. Луша. Примерно двадцать один!
М
. А. Перемножив ноты на инструменты да записав все ха-
рактеристики звучания инструментов, мы потратим меньше
1 Мб, что эквивалентно объему записи приблизительно одной
секунды оцифрованного в существующем формате звука.
С. Луша. Опять М. А. призывает к производству музыкаль-
ных консервов.
..
М. А. Действительно, музыка при этом исчезнет, останется
эрзац. Музыкальная шкатулка6. Но и этого всевозможные про-
цессоры предложить не могут. Вот было бы хорошо: увидел про-
цессор маленький такой сигнальчик, искаженный квантова-
нием, но похожий на контрфагот, — и восстановил его как
контфагот. Так нет же! Все маленькие сигналы процессоры пре-
вращают в синус или почти в синус.
С. Луша. И
тут уже не до контрфаготов и не до эмоциональ-
ной вовлеченности.
М. А. Итак, мысль, которая должна была посетить читате-
ля уже пару раз: главный порок компакт-диска обусловлен
' Это, конечно, катастрофа, но это еще не беда. Можно было бы услож-
нить процессор и получить что-нибудь похитрее. Беда в том, что и в
первом, и во втором случае процессор великолепно справится с сигналом
детерминированным, например периодическим, а вотс музыкой — увы.
..
Тут ни о периодичности, ни вообще о детерминированности речи быть не
может. Музыкальный сигнал будет не улучшен, а изменен. —
С.Луша.
6 Но музыканты полюбили эту игрушку — синтезатор с МШ1-интерфей-
сом. Он именно так и устроен: записывает ноты для разных инструментов,
а потом компьютер превращает это в звуки.
форматом записи. Некоторым слушателям разные хитрости
(альфа-процессор, „Legato Link“ и проч.) нравятся. Другие
слушатели могут давать другие оценки. Про „Legato Link“
много говорить не придется. Сигналы выше 22,05 кГц мож-
но создавать любые — и добавлять их к исходным. Но полез-
на ли такая добавка? Была бы кнопка „выкл. Legato“, ответ
получить было бы легко. Может быть, именно поэтому ее и
нет? Но не будем останавливаться на таких мелочах, перей-
дем к альфа-процессору. Взгляните на рекламную картинку:
вот вам сигнал, не прошедший через альфа-процессор (сту-
пеньки), а вот — прошедший (выключателя альфа-процессора
в аппарате, разумеется, тоже нет). Процессор сам решил, что
сигнал нужно дополнить — и дополняет его компонентами,
которых на самом деле не было. То есть в исходном аналого-
вом сигнале, еще до записи на диск, они могли быть, но их мог-
ло и не быть.
К. К. Польза от такой деятельности процессоров с позиции
верности воспроизведения сигналов с диска по меньшей мере
сомнительна, но для слуха „сглаживание“ ступенек квантова-
ния оказывается приятным. Искаженный при записи на диск
сигнал обрабатывают при воспроизведении, с тем чтобы эти ис-
кажения меньше бросались в глаза на экране осциллографа.
Только это не имеет отношения к расширению динамического
диапазона или снижению искажений квантования.
Все системы обработки сглаживают ступенчатый сигнал,
воспроизводимый с диска. Это преобразование должно, по мне-
нию некоторых, восстанавливать сигнал. На самом же деле ра-
бота процессора больше напоминает занятие Прокруста, чем
Авиценны. При сглаживании процессор подгоняет характери-
стики сигнала под некий наиболее вероятный (с точки зрения
разработчика) сигнал. Фирма „Pioneer“, например, полагает,
что спектральная плотность падает с ростом частоты по зако-
ну 1/f, и стрижет под эту гребенку
все
сигналы. В то время как
говорить здесь можно только о
вероятности.
Новая песня,
иной жанр, другой композитор, другие исполнители — новые
статистические характеристики. Не может знать выпущенный
сегодня проигрыватель, какую именно музыку ему придется
Отступление третье.
Считывание сигналов
с диска
Информация на диске записана
в виде питов — микроскопических
углублений в зеркальном слое, глу-
бина которых равна 0,12 мкм, ши-
рина — 0,4 мкм, а длина — от 0,8
до 3,1 мкм. Считывание основано
на интерференции падающего и
отраженного лучей полупроводни-
кового инфракрасного (длина вол-
ны равна 780 нм) лазера.
Размеры питов определяют тре-
бования к точности: оптическая
система отслеживает дорожку с
погрешностью не больше 0,1 мкм,
точность фокусировки ±0,5 мкм.
Но в реальных условиях всегда
имеются дефекты системы слеже-
ния, и не все питы считываются
правильно.
Чтобы неправильно считывае-
мые питы не вызывали искажений
звукового сигнала, предусмотрена
кодоэащита, обеспечивающая об-
наружение и исправление ошибок
считывания.
Посмотрим, как можно обнару-
жить и исправить ошибки. Сколь-
ко-нибудь подробно методы кодо-
защиты мы рассматривать не бу-
дем — теория обнаружения и ис-
правления ошибок достаточно
мудрена. — но основные понятия
обойти невозможно.
Первое. Обнаружение ошибок в
цифровом сообщении.
При записи сообщение разбива-
ется на блоки, и к каждому блоку
(0111 взято для примера) добавля-
ется еще один знак („бит контроля
четности"), чтобы сумма всех зна-
ков стала четной. В нашем случае
добавляется единица, и сумма
всех знаков оказывается четной:
0+1+1+1+1=4. При воспроизведе-
нии вычисляется контрольная сум-
ма. Если один знак сообщения
(скажем, третий) передан с ошиб-
кой. то контрольная сумма окажет-
ся нечетной. Это означает, что в
сообщении имеется ошибка, но уз-
нать, какой именно знак передан
неверно, при таком способе кодо-
защиты невозможно.
информация
бит контроля
результат
_________________ четности______ проверки
0111
1
0 правильно
0 1 0 1
1
1 ошибка
Для исправления ошибок ис-
пользуется более совершенная
процедура: блок представляется в
виде матрицы, например разме-
ром 4х4.В каждые строку и стол-
бец добавляются биты контроля.
Проверка позволяет определить
строки и столбцы, в которых име-
ются ошибки. Пересечение строки
и столбца — это место ошибки. В
нашем примере: вторая строка и
имформлипя
бит
контроля
ЧЯТНОСТИ
результат
проварки
0
111
1
0 правильно
0 10 1
1
1
счиябкл
otto
0
0 правильно
10
11
1
1
0
I
0
0
10
бит контрола
результат приварки
0 правильно
третий столбец. Когда место ошиб-
ки определено, остается только ее
исправить.
Если в столбце окажется две
ошибки, то проверка четности по
столбцам ничего не даст: кон-
трольная сумма окажется четной.
Проверка по строкам покажет, что
в двух строках имеются ошибки, их
удалось обнаружить, но невозмож-
но исправить.Естественно,испра-
вить ошибок можно меньше, чем
обнаружить.
В вычислительной технике6 при
появлении неисправленной ошиб-
ки дисковод пытается прочитать
это место еще раз. потом еще и
еще. Если и тогда правильно про-
честь не удается, процесс оста-
навливается. А в „звуковых" про-
игрывателях компакт-дисков при
невозможности исправления ис-
пользуется обработка сигналов,
маскирующая ошибку. В вычисли-
тельной технике маскирование
смысла не имеет, и для обеспече-
ния надежности контроля увели-
чивается число проверочных зна-
ков. Чем выше избыточность со-
общения, тем выше надежность
передачи информации, но при
этом увеличивается и объем сооб-
щения — именно так устроен CD-
ROM. Физический его объем точ-
но такой же, как и у аудио-CD, но
для записи полезной информации
доступен почти в два раза мень-
• Например, когда считываются компью-
терные программы
или
данные с CD-ROM
.
ший объем — остальное занима-
ют биты кодозащиты.
Вернемся к проигрывателю
компакт-дисков. Вероятность по-
явления неисправляемых ошибок
достаточно высока. „Потерянный“
отсчет выбрасывается, а на его
место подставляется другой, кото-
рый проигрыватель придумывает
сам, например — среднее ариф-
метическое значений соседних от-
счетов, которые переданы пра-
вильно. Так можно заменить даже
несколько отсчетов подряд: на
слух замену определить очень
трудно, 10 отсчетов — это всего
10/44100 = 0,00022 с. Искажения
становятся заметны и идентифи-
цируются как нелинейные при дли-
тельности процесса не менее
0,01 с.
Процедуры интерполяции в раз-
ных проигрывателях используются
разные. Все производители стара-
ются сделать этот процесс менее
ощутимым на слух, и в какой-то
степени это им удается. Но, хотя
оставшиеся искажения идентифи-
цировать очень трудно, снижение
качества имеется. Страдает в пер-
вую очередь естественность зву-
чания.
Когда обсуждались возможные
стандарты записи звука на ком-
пакт-диск, договаривающиеся сто-
роны сошлись на том, что звук с не-
значительными искажениями —
лучше, чем вообще ничего. Тем бо-
лее что необходимость маскирова-
ния при считывании с хорошего
58
АУДИО МАГАЗИН 5/1996
предыдущая страница 59 АудиоМагазин 1996 5 читать онлайн следующая страница 61 АудиоМагазин 1996 5 читать онлайн Домой Выключить/включить текст