计算芯片的发展将让普通CD战胜LP [复制链接]

yxiao 在 2004-11-19 23:29:17 发表的内容
本不想再和这位朋友争论了，根本是对牛弹琴。但这位朋友实在是太能能装蒜了，有些朋友的思想比较容易产生混乱，所以有必要向大家澄清一下事实。我将努力用比较通俗的语言向大家解释，以便更多的朋友能够了解问题的所在，更多的朋友能够参与进来。

1、没有任何一种算法在任何时候都是绝对的优或绝对的劣。譬如，一组由1,-1,1,-1,1,-1……组成的PCM编码，可能代表一组方型波或者锯齿型波，那么假设现在有三种算法，算法A把这样的PCM编码解码为正弦波，算法B把这样的PCM编码解码为方型波，算法C把这样的PCM编码解码为锯齿型波，那么，我们怎么比较算法 A、B和C 的优劣呢？显然简单的“计算公式”是行不通的，因为在第一种情况下，算法B最优、算法A居中、算法C最劣；而在第二种情况下，算法C最优、算法A居中、算法B最劣。

2、既然我们已经知道我们不可能针对任意连续曲线提供一重“万能”的计算公式，那么我们是不是就不可能客观地评价这些算法的优劣呢。万幸的是，任何一种模拟量的曲线（例如音频曲线），都具有一定的数学特征，例如前面的1,-1序列如果是从音频曲线编码出来的，再假定我们已经知道多数音频曲线不太可能象方波或锯齿波那么“呲牙咧嘴”而是比较柔和一些，那么显然，这时我们“差不多”就可以知道三种算法中较好的一种应当是算法A。这里用到的数学方法是概率统计学，而上面提到的模拟量的曲线“数学特征”的取得，来自于我们声学工程师的经验。

3、从上面的讨论，朋友们已经看出了一种算法以及与之相关的评估体系的选用，与算法的用途直接相关。不存在一种万能的算法，可以一般地优于其他对手，事实上，适合语音、人声还原的算法就不一定适合器乐的解码还原，因为他们具有不同的“数学特征”。也许这也是不同品牌的CD解码器具有不同风格的原因之一吧。

先说这些吧。

enrique 在 2004-11-20 19:39:28 发表的内容
楼主的曲线拟合在数学上是有效的，但工程上，还要考虑实际的情况。最基本的采样定理告诉我们，采样频率一定的情况下，所采样的信号频率最高只能是采样频率的一半。这样用44.1Khz的采样频率去采样的话，高于22khz的频率就完全不能回复出来。即使用曲线拟合也不行，因为在两个采样点中，可能就有一个突变，而曲线拟合总是要更光滑，趋向于用低频信号来拟合采样点。
虽然我们听不到20Khz以上的声音，但这部分声音会对听觉产生影响，比如定位，比如泛音，还有烧友喜欢说的“空气感”，“贵气”等。要恢复出20Khz以上的录音，就不得不采用超过44khz的采样频率，这就是SACD和DVD-Audio采用高采样频率的意义。
楼主的数学水平和钻研精神还是值得敬佩的。

开心果 在 2004-11-19 21:47:09 发表的内容
很好的贴。所以我想请楼主解决一个问题：某段曲线用44.1千赫兹的取样频率取了２０个点的值，归一化后的数值如下。请楼主用你的办法把取了样的那部分曲线较完整的恢复出来。如果不行，请说个理由。

felixcat 在 2004-11-19 12:00:50 发表的内容
恩，这个问题是很有研究前途的。对于电子乐器和真实乐器的问题，就拿电子钢琴和真正的钢琴来作例子，为什么波形再准的电子钢琴，声音也不够真实的钢琴来得自然呢？

那是因为，对于电子琴，我制造芯片的时候，所能够做的就是把钢琴的每一个单音的波形都set到芯片里面去，然后弹奏电子琴的时候，我按一些键，那么芯片所能够做的就是把这些键所代表的单音的那些波形，按照按键的力度乘上系数后再叠加起来，最多高级一些，再用一些DSP模式把合成的和声美化一下而已。

而至于真实钢琴，那么则不同了：我按多个音的时候，产生的综合效果还会受到钢琴的反射板、共鸣板、固定岗弦的那块钢板等等物体的影响，因此出来的波形肯定不是那几个单音的波形相加的结果，而是变得异常复杂，甚至是无法预测的。所以说几乎所有的电子乐器都会败在这个方面。

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？