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计算芯片的发展将让普通CD战胜LP [复制链接]

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felixcat 在 2004-11-16 12:49:25 发表的内容
各位朋友,假如有一天你听别人说LP的声音比CD好很多,而下决心投身LP行列的时候,请不要把手中收藏的众多绝版CD处理掉。因为在这几年里面,由于计算机技术的快速发展,现在最新的高级CD唱机将会播出比80年代的CD唱机好n倍的声音。这个听上去有点像天方夜谭,但实际上这是真的,请听我详细道来。

不考虑混音、平衡的不同,现在支持LP的众多烧友所批评CD的缺点,也就是说因为CD格式的取样率和Bit数不够高,导致还原的波形和真实的差别,要比LP的模拟方式大。

的确,上述这个观点对于80年代CD播放机刚刚面世的时候,或许是对的。为什么?原因是,如下图:

[upload=jpg]Upload/200411169152929375.jpg[/upload]

虚线表示的是真实的声音信号,上面的几个黑点表示是CD格式里面的取样点,假如我们用直线把这些取样点连在一起,作为CD输出的声音曲线,那么从图中就可以看出,这样的输出信号,真的和实际的信号比起来,差别很大。并且很多攻击CD格式的说法,都是用这幅图来作为例子的。

不过也不要小看这种生成输出信号的方法,在数值分析里面,这种方法称为“分段线性插值”,这种算法是一种效率很高、计算速度非常快的算法。在80年代的时候,由于计算芯片的技术还远远不够现在这么发达,所以当时很多解码芯片,很可能(这里只能说很可能,因为每种芯片的制造厂家所采用的解码技术都属于是商业秘密,我没办法知道)就是采用类似的这种线性插值法进行运算的。并且由于CD的格式是每秒有44100个插值点,所以尽管采用这种已经是很简单的算法了,但是这么多的插值点对于当时的解码CPU来讲,我估计也是够呛的(据我所知甚致有的比较廉价的芯片,干脆每两个插值点扔掉一个,也就是说仅仅取其中的22050个数据点进行运算)。可想而之这样的解码芯片,怎么可能会有好声出呢?

有的朋友可能会说,看一些科普介绍文章说,很多解码芯片都是用“曲线”来代替上述的直线的。对,“以曲代直”正是现代芯片的核心问题。考虑到电路设计的可能性,D/A转换一般以多项式的形式来实现比较简便,n次多项式f(x) 是这样定义的:

[upload=jpg]Upload/200411169502580362.jpg[/upload]

其中x是变量,所有的a0,a1,…,an称为系数。它在二维坐标平面里面的图像就是一条曲线。解码芯片的任务就是通过给定的几个数据点,运算出一个多项式(也就是算出各个系数),使得这个多项式的图像:(1)经过给定的那几个数据点;(2)这个多项式曲线要尽量和这些数据点所在的原始的信号曲线吻合。

(未完待续)

永远不可能!
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接触过一些升频CD解码,我只是想知道,FELIXCAT网友提供的解码方法是否比这类升频解码(目前民用器材最高到700多赫兹)的解码方式能还原更平滑准确的音频曲线?和24bit96Hz格式的DVD和格式更高的DVD—AUDIO及SACD呢?
如果答案是肯定的,能以700M左右的原始数据还原出比5G以上原始数据更平滑准确的声频曲线,这项技术必将带来音响产业的革命了。
再进一步推论,如果以5G以上的原始数据以某种更先进的算法语言来进行解码,是否会有更准确平滑的声频曲线?
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felixcat 在 2004-11-20 16:45:49 发表的内容
楼上的朋友,的确以信号分析的工程师来看我的叙述,肯定会不地道的。的确您也描述了现在通用的数模转换方法,是正确的。我前面以为一些厂家采用的再取样等技术,是我所描述的样子,这个的确是由于我不了解情况所造成的错误。

我不是信号工程师,我上学学的是生物,现在是医生。如果你连信号分析比我这个门外汉还要外行,如果你连现在的cd的模数转换,超取样都不了解,你乱说什么?

但是,至于我提出的算法有没有用,可不可行,我前面已经给出叙述和例子。并且有足够资格的专家也告诉我,绝对可以做下去,所以我这里无须理会您对我的算法的任何评论。

我没有评论你的算法,我的高数不好,对你的算法也不敢兴趣。

不妨详细一点:尽管您可以说,现在没有人这样做(实际上,有,不过你不知道)——那是否就意味着这个方法没前途呢?相反,假如使用我这种算法,然后再搭配您所描述的再一次超取样的方法,那么我觉得起码最终输出的结果不会比现在的差,对吧?

还是那句话,去看信号分析的基础读物,会走路了再去跑。

至于我是否因为这样就没有资格探讨这方面的问题呢?一方面,因为我打算把这个问题给弄完整,所以我肯定会补充这方面的知识的;另一方面,我们一般的习惯是由电子方面的同行把要解决创新的问题转化为数学的语言告诉我们,然后我们做出来之后交还给他们转化为他们领域里面的描述。他们不会因为我不太懂得他们专业而对我有看法,而我也不会因为他们缺乏更强大的应用数学理论而不耐烦。对于他们在数学上的疑问,我都会跟他们详细解释,就像在这个论坛上一样。

您别以为我在这里空口无凭胡说八道,我是玩真的。甚至,我以前还真的玩过不大不小的一次。这里我不是想显耀什么,您可以看看《通信学报》03年11月那期我关于CDMA零相关序列编码的论文,估计按照您的眼光,保证您看完之后会大骂:kao,这样的“外行文章”都能上核心期刊?!——您可以尽管骂,不过就是这样的文章,它的结果却超越了同时期日本人和国内一位专家的两个最新的结果(它们都是发表在IEEE的Electronic Letters上的)。我没用任何关系,也不用导师推荐,甚至没用其他人帮我,我是靠自己拼出来的。尽管别人的用词很专业,但是我不怕,将有这个专业的同行帮我修改用词表述。

在核心期刊上发表过文章怎么样?就可以说明你说的都是真理?说句不好听的,电子类的核心期刊我不知道,毕竟是爱好,不是专业。但生物的中文核心期刊我从来不看,呵呵,水平太差。就是国际的核心期刊上的论文,错误也不少。不用拿核心期刊吓唬人,我受过高等教育,对这个有免疫力。


[/quote]最后我也想说一说,为何国内的应用学科的发展总是比国外的要慢一拍:那是因为国内的圈子意识有点严重了,“内行”的总喜欢排斥“外行”的意见,一看不地道或很陌生就认为别人在胡说八道。的确这边EE的老师也说过我的描述缺乏信号处理专业的思维,但是他们却很欢迎我这个算法,并且打算辅助我把这个想法用他们的方式完善出来。资深民工朋友是普林斯顿EE毕业的,科班出身,我看过他主页上的论文,尽管我对他对我的批评方式持保留态度,但是看了他的论文之后,我深知创新、做别人没做过的事情的重要性。我觉得,假如按您这种方式来看待新的观点,那么信号分析这个领域真的就被禁锢在狭隘的思维里,不得发展。

我对于信号分析真的还有很多东西要学。不过也是EE的老师告诉我,尽管他之前没想过有我这样方法,不过我算的是正确的,并且绝对是可以做下去的。所以,我绝对坚持我的算法,并且充满信心。[/quote]
不错,有志气。希望你有一天把信号分析推翻了重来。看来象我这种头脑僵化的是没希望了。中国的荣誉就落在你身上了,得诺贝尔奖估计希望不大,但在电子工程领域竖起民族的大旗就要靠你这种有痔青年了。努力!我给你加油!哈哈哈哈哈哈哈
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堆堆 在 2004-11-20 16:07:13 发表的内容
根据我对楼主的了解,你们几位得有思想准备才行。这种讨论到了最后就是看谁的耐力好,谁更有时间。你们准备陪着他玩吧。

    呵呵,上论坛难道是比谁牛B,谁的耐性好么?我是听人提起这个话题才跑过来看看的。翻了翻贴子,对于楼主的那点本事已经有了结了。再说一下,如果想更深入的了解这个话题,随便找本信号处理的书看看就行了。
  看信号处理的内容,首先要明白付利叶变换是整个信号处理的基础。任何信号都可以分解成一系列正絃波的叠加!我们谈音响的时候,说某个放大器频响是20--100khz,说CD的频响是0-20khz,说人耳的感知范围是18--20khz,等等。这里说的到底是什么信号?三角波?方波?正絃波?还是很复杂的音乐信号?其实我们这里说的都是正絃信号,就是因为任何信号都可以可逆的分解为一系列的正絃波信号的叠加,分解后的多项式里频率越高的部分代表着原始信号中越细小的细节。楼主实际上要么是根本不懂,就是故意在混淆。了解这些就可以明白为什么资深民工说你那个信号几个点通过低通滤波器就可以完全还原成输入波形。也可以知道为什么资深民工说20khz以上的信号我们虽然听不到,但对于音乐的细节很重要。也可以明白为什么cd的格式在以前看标准很高,但今天看很有必要提高。也可以明白为什么现在的cd机都号称24bit,4倍超取样,人们还要提高灌录到光盘上的信号的采样频率和量化精度。
    呵呵,否则的话还改什么cd的格式?吃饱了撑的?直接搞个插值运算,以曲代直不就解决了?
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nos 在 2004-11-20 15:34:40 发表的内容
    看了这个帖子真是又好气又好笑……
实际上楼主从一开始都是胡说八道,稍微有点知识都可以看出来至少他对数字电路,模数转换等一些基本概念都没有,根本是个外行,完全在用高数吓人。至于他的数学是不是懂,呵呵,不好意思,我的数学都还给老师了。里面真正的高手是那个资深民工,他说的才是对的……不知道楼主在这不懂装懂到底是为了什么?搞笑?就是想看看有没有能驳倒你?没必要吧。

你有这样的看法我感到非常非常的震惊!

我一直认为楼主作为数字音频技术工程师虽然数学基础薄弱,甚至连很多最基本的 ABC 都不懂,但他之所以胆敢在这里大放厥词,除了欺负这里懂数学、懂数值分析的人不多之外,必有其过人之出,真想不到原来是这样。
最后编辑yxiao
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梧桐树 在 2004-11-20 21:24:10 发表的内容
基本上没有看懂上面的讨论,隐隐约约觉得是搞应用数学的人用数学专业知识侵入了音频数字信号处理领域,但又犯了点概念错误。于是大家有了争论,有趣的事,其实双方关注的核心根本就不在一个点上。

至于是否有误导的嫌疑,我觉得并不会有太多问题,因为专业人士各有各得观点,一时半会改变不了;非专业的人即使再叫好,也不会学到什么,因为根本就无法复述,更不用说应用了。

作为菜鸟,忍不住问个自己比较感兴趣的问题,国内CD机(比如Spark,欧博之类的),在设计时是否考虑到了这方面的问题,他们是否使用了自己独有的算法?


不要说国内,就是国外,也很少有自己独有的算法。大家都用通用的转换芯片
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光說一大輪的理論數字不行啊,有沒有實質的CD樣機對抗LP機啊?
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永远不可能![/quote]

有点气急败坏了,哈哈.
现在不可能不等于永远不可能,别这么武断.
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我实在搞不懂资深民工博士为何一上来似乎就气势汹汹的。好像,这个话题应该没必要用某些口气来写。现在是外星人说外语,我们地球人看着热闹,偶尔似懂非懂两句。不过在尊敬的同时,忽然诧异的看到,原来外星人也学了不少地球人的缺点,有意思。

说到底,F博士在这个半艺术半技术的地方甩出一串令人头晕目眩的程序语言大概还是内心的某种兴奋的冲动所致。跟我们任何人在某一个时刻突然对某张唱片灵魂出鞘之后的急于宣泄内心的情感是相同的吧。各位外星人博士就好好说话吧。不要学习隔壁的坛子:)

有个建议,在地球村里,外星人士最好将语言解码,至少转换成地球人耳朵大都听得见的频率格式吧。

声明一下,我可一点不认识 Flexicat博士,没准儿还在隔壁跟他吵过。
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