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Andree (Backes & Müller BM Prime 8)

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Buschel
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Beitrag von Buschel » 03.11.2019, 12:41

Hallo zusammen,

nach gefühlt einer Ewigkeit habe ich es mit Hilfe aus dem Forum endlich geschafft, Resampling über sox für mein Setup umzusetzen (sox über pipe in alsa). Es geht dabei um Resampling von 44,1 kHz (mein gesamtes Musikmaterial liegt in dieser Samplingfrequenz vor) auf 96 kHz (der sweet spot meines DACs bzgl. Rauschverhalten und verfügbarer flacher, kurzer Oversampingfilter).

Nachteile des Hardware SRC
Dieser Schritt hat mich interessiert, weil ich damit den Hardware-SRC meines DACS umgehen kann. Der RESTEK MDAC+ und MAMS+ haben zwei SRC4392 verbaut. Dieser Baustein hat zwar definitiv einen guten Ruf, und die Sperrdämpfung und Verzerrungen (beide kleiner -140 dB) sind auch beachtlich. Allerdings erlauben die implementierten Resampling-Filter laut Datenblatt Aliasing -- die Sperrdämpfung wird erst oberhalb fs/2 erreicht (bei 44,1 kHz Samplingfrequenz erst bei etwa 24 kHz). Ich gehe von einem Kompromiss aus, um die Filter kurz halten zu können und weniger Rechen- und Speicherkapazität zu benötigen.

Vorteile von sox
Die Umsetzung über sox erlaubt ein Resampling ohne Aliasing und mit weiter verringerten Verzerrungen. Dazu kommt noch die Option zur Anwendung von gezieltem Dithering mit 24 Bit Tiefe. Dithering dieser Stärke ist für mich von Interesse, weil mein DAC zwar INT32 annimmt, die unteren 8 Bit aber abschneidet.

Topologie
Das jetzt laufende Setup vermeidet den Hardware-SRC für die reine Musikwiedergabe. Nur externe SPDIF-Quellen -- wie UHD, BD oder SAT -- laufen noch einmalig durch den ASRC-Baustein, um der Raumkorrektur bereits mit 96 kHz anzuliefern.

Bild

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Nachdem ich jetzt mit Resampling auf 96 kHz, Raumkorrektur, EQ und 24-Bit-Dithering hören kann, werde ich das mal ein Weile probieren. Ich möchte erst einmal beobachten, ob das gesamte Setup dropout-frei arbeitet. Natürlich werde ich auch zu hören versuchen, ob ich Unterschiede bzgl. Hardware-/Software-Resampling mit/ohne Dithering hören kann.

Viele Grüße,
Andree
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wgh52
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Beitrag von wgh52 » 03.11.2019, 14:22

Hallo Andree,

ein beeindruckendes Software-Set-Up ist das ja geworden! Respekt!

Ich habe zwei kleine Zusatzfragen:
1. Welche Latenzzeit ergibt sich durch die gesamte PC Musikdatenverarbeitung (also als Summe aus DRC, Resampling und aller sonstigen Verarbeitung im PC)?
2. Hast Du dieses (Resampling) Set-Up mal auf 88,2kHz getestet (als Gegencheck eines geradzahligen Resamplings gegenüber dem 96kHz DAC Sweetspot - oder macht der DAC immer 96kHz draus...)?

Grüße,
Winfried

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Buschel
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Beitrag von Buschel » 03.11.2019, 15:01

Hallo Winfried,

ja, ich hätte anfangs auch nicht gedacht, was für ein "Monster" das werden würde. 8)

Die Latenz ist je nach Setting unterschiedlich, wird aber deutlich von der Raumkorrektur über brutefir dominiert. Als Hausnummer für die einzelnen Schritte:
  • sox src etwa 10 ms
  • brutefir Blockverarbeitung bei 96 kHz etwa 110 ms (gezielt so eingestellt, kann auch deutlich verringert werden)
  • brutefir Filterverzögerung bei 96 kHz etwa 0 ms für minimalphasiges und 340 ms für linearphasiges Filter
  • sox dither etwa 10 ms
  • ASCR im DAC etwa 4 ms
Ich habe die Latenz in etwa so justiert, dass der Ton bei Filmwiedergabe mit minimalphasigem Korrekturfilter gut synchron zum TV-Bild ist. Die Latenz dafür ist etwa 120 ms bei meinem TV. Für die Musikwiedergabe ist mir die Latenz von insgesamt fast 1/2 s nicht so wichtig.

Die 88,2 kHz habe ich noch nicht ausprobiert. Der DAC ließe sich aber darauf fest einstellen, und ich habe gestern in weiser Voraussicht alle Filter in Samplingfrequenzen von 44,1 kHz bis 192 kHz erstellt. Noch ein ausstehender Versuch. :mrgreen:

Viele Grüße,
Andree
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wgh52
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Beitrag von wgh52 » 03.11.2019, 15:14

Hallo Andree,

danke für die ausführliche Antwort :cheers:
Buschel hat geschrieben:
03.11.2019, 15:01
...Die 88,2 kHz habe ich noch nicht ausprobiert. Der DAC ließe sich aber darauf fest einstellen, und ich habe gestern in weiser Voraussicht alle Filter in Samplingfrequenzen von 44,1 kHz bis 192 kHz erstellt. Noch ein ausstehender Versuch...
...auf dessen Ergenbnis ich wirklich gespannt bin! Bitte berichte :D

Grüße,
Winfried

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Buschel
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Beitrag von Buschel » 03.11.2019, 19:28

Hallo Winfried,

wer so nett fragt, hat eine ordentlich Antwort verdient. :cheers:

Bevor ich zum Hören komme, habe ich hier nochmal auf die Schnelle eine Jitterbeurteilung auf Basis des "Dunn-Signals" gemacht -- in diesem Fall 44,1 kHz mit 16 Bit -- gespeichert mit 32 Bit Genauigkeit. Gewandelt habe ich dann mit "sox infile outfile gain -6 rate -v 96000" und "sox infile outfile gain -6 rate -v 88200". Das Ergebnis hat mich dann aber doch überrascht.

Bild
Jitter (blau = original 44,1 Khz, grün = resampled to 88,2 kHz, rot= resampled to 96 kHz)

Für mich unerwartet erzeugt das geradzahlige Resampling von 44,1 kHz > 88,2 kHz (grün) zusätzliche Seitenbänder und verbreitert die Basis des Peaks bei 11.025 Hz. Das Resampling auf 96 kHz (rot) sieht sauberer aus. Es gibt keinerlei zusätzliche Seitenbänder, nur das Rauschen ist oberhalb des Peaks bei 11.025 Hz ganz geringfügig höher ausgeprägt.

Viele Grüße,
Andree
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wgh52
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Beitrag von wgh52 » 03.11.2019, 20:17

Hallo Andree,,

in der Tat ein überraschendes Ergebnis! Leider scheint das Bild schwierig zu interpretieren zu sein, die Messkurven sind nicht immer unterscheidbar, die "Peaks" haben z.B. alle möglichen Farben. Die zusätzlichen grünen Spektrallinien sind ja zu sehen, also glaube ich Deiner Interpretation vorsichtshalber :)

Danke für Deine Arbeit!
Grüße,
Winfried

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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin » 03.11.2019, 21:17

Hallo Andree, Winfried,
ich würde mich dennoch auf die Ohren verlassen.
Und da hat sich bei mir bisher immer sowohl beim Upsampling wie beim Downsampling diejenige Relation positiv behauptet, die ganzzahlige Vielfache betraf. Bei mir ausgeführt mit Adobe Audition, das sich einst dafür als qualitativ sehr hochwertig erwiesen hat (in irgendeinem internationalen Forum, wo auch Uli involviert war).
Also 44,1<88,2<176,4 und entsprechend 48<96<192
und ebenso in Gegenrichtung Downsampling.
Ein Sprung von 44,1kHz-basierten zu 48kHz-basierten Abtastraten oder umgekehrt war etwa so wie von 20Bit (wenn nicht sogar 24Bit) runter auf 16Bit.
Der Klangeindruck beim Hörvergleich war eindeutig, nicht nur für meine Ohren so wahrgenommen.

Meine Frage: Was passiert mit der Jitterstruktur, wenn man in mehreren Schritten von 44,1 zu 48 zu 88,2 zu 96kHz upsampelt?
Womöglich machen sich beim Hören die Fehler beim Interpolieren stärker bemerkbar als der reduzierte Jitter?
Grüße
Hans-Martin
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h0e
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Beitrag von h0e » 03.11.2019, 22:02

Hallo Andree,

schön, dass Du mal wieder aktiv bist.
Ich teile Hans-Martins Höreindrücke; auch bei mir klingen gradzahlig upgesamplete Files am Besten,
ungradzahlig hat mir nicht so zugesagt.
Nachdem Du besonders empfindlich auf digitale Artefakte reagierst,
bin ich gespannt auf Deinen Hörtest.

Grüsse Jürgen
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Buschel
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Beitrag von Buschel » 03.11.2019, 22:05

Hallo Wnfried,

stimmt, das Bild habe ich zu klein skaliert. Deshalb hier noch einmal mit voller Auflösung: https://abload.de/img/sox_jittercdjtg.png. Die Nutzsignalpeaks liegen quasi übereinander. Die Unterschiede liegen im Rauschen, den neuen Seitenbändern (periodischer Jitter) und der breiteren Basis des mittleren Peaks (rauschförmiger Jitter). Aber man darf nicht vergessen, dass wir hier von Fehlern von weniger als -160 dBFS sprechen.

Zur Vervollständigung hier noch ein Build zur Sperrdämpfung. Es lässt sich gut erkennen, dass die Sperrdämpfung von etwa 165 dB ab fs/2 (22,05 5 kHz) erreicht wird. Es gibt im Ergebnis keine Aliasingkomponenten oberhalb von -165 dBFS, was einer echten Auflösung von etwa 28 Bit entspricht. Nicht schlecht. 8)

Bild
Sperrdämpfung (sox resampling very high quakity 44.1k > 96k) (rot = -b 91, lila = -b 95)

Hallo Hans-Martin,

Audition (früher CoolEdit) nutze ich auch seit vielen Jahren zur Analyse. Dessen Resampler erreicht aber nicht die Qualität von sox. Die Sperrdämpfung ist nicht so hoch und der Jitter ist stärker. Ja, bei geradzahligem Resampling (rot, 44,1 > 88,2) sieht es besser aus als bei ungeradzahligem (grün, 44,1 > 96). Beide erzeugen aber mehr und stärkere Seitenbänder, höheres Rauschen und einen breiteren Basispeak als Resampling über sox.

Bild
Jitter (Resampling über Adobe Audition (Quality 999, Dither)

Hallo Jürgen,

ja, nach dem ganzen Theoretisieren muss ich mal wieder hören. Aber das wird erst nächstes Wochenende wieder. 8)

Viele Grüße und gute Nacht,
Andree
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Beitrag von uli.brueggemann » 04.11.2019, 09:51

Hans-Martin hat geschrieben:
03.11.2019, 21:17
Bei mir ausgeführt mit Adobe Audition, das sich einst dafür als qualitativ sehr hochwertig erwiesen hat (in irgendeinem internationalen Forum, wo auch Uli involviert war).
Zu den SRC-Qualitäten (auch von sox) siehe https://src.infinitewave.ca/

Grüsse
Uli
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin » 04.11.2019, 10:54

Danke, Uli, das meinte ich :cheers:
Hans-Martin
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Buschel
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Beitrag von Buschel » 09.11.2019, 17:39

Hallo zusammen,

es ist wieder Wochenende, und ich habe Zeit zum Hören gefunden. Verglichen habe ich Upsampling von 44,1 kHz zu 88,2 kHz und 96 kHz. Am DAC habe ich jeweils dieselbe Zielfrequenz eingestellt, um den intern verbauten ASRC zu umgehen. Gehört habe ich über meinen Kopfhörer und ohne brutefir-Filterung, also nur 44,1 kHz rein, Absenkung um 2 dB, auf 88,2/96 kHz wandeln und mit Dithering ausgeben. Bei den ausprobierten Titeln (u.a. Oleta Adams, Manu Katché, Phil Collins, Steven Wilson, Sara K, ...) habe ich keine Unterschiede beim Wechseln hören können. Dabei habe ich immer mehrere Minuten gehört und dann umgeschaltet, was einige Sekunden Pause mit sich gebracht hat.

Damit bin ich also frei in meiner Entscheidung der eingestellten Rate und werde weiterhin erst einmal beobachten wie stabil sich die neue Wiedergabe bzgl. dropouts verhält. Bei meinen ersten Tests war geradzahlige Wandlung bzgl. dropouts unempfindlicher, und es kam zu weniger intersample-overs. Allerdings lassen mich die von mir geposteten Jitter-Ergebnisse noch die Wandlung auf 96 kHz behalten. Mal schauen.

Grüße,
Andree
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Hans-Martin
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Beitrag von Hans-Martin » 09.11.2019, 22:19

Buschel hat geschrieben:
09.11.2019, 17:39
Gehört habe ich über meinen Kopfhörer und ohne brutefir-Filterung, also nur 44,1 kHz rein, Absenkung um 2 dB, auf 88,2/96 kHz wandeln und mit Dithering ausgeben. Bei den ausprobierten Titeln (u.a. Oleta Adams, Manu Katché, Phil Collins, Steven Wilson, Sara K, ...) habe ich keine Unterschiede beim Wechseln hören können. Dabei habe ich immer mehrere Minuten gehört und dann umgeschaltet, was einige Sekunden Pause mit sich gebracht hat.
Hallo Andree,
mir will ein umfassender Klangvergleich mit Kopfhörern nie gelingen.
Klangfarbenunterschiede: ja
Lebendigkeit: ja, mit leichten Einschränkungen, wo die körperlichen Empfindungen eingeschränkt sind.
Alles andere nicht.
Wenn es um Jitter geht, sind wir bei Fehlern in der Zeitebene, die betrifft die Abbildung, die ich mit Lautsprechern viel besser erfassen kann als mit KH.

Warum die Absenkung mit 2dB und Dithering (welches, wie stark)?
Grüße
Hans-Martin
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Buschel
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Beitrag von Buschel » 10.11.2019, 00:03

Hallo Hans-Martin,

die Absenkung vor dem Upsampling verhindert intersample-overs. Ich habe hier Alben, die bis 0 dBFS ausgesteuert sind, und ansonsten clippen. Die etwa 2 dB Absenkung (sox Parameter "-v 0.8") schaffen hinreichend Headroom für die bisher gespielten Alben. Da mein DAC zwar 32 Bit annimmt, aber intern auf 24 Bit abschneidet, setze ich triangular dithering für 24 Bit Tiefe ein (sox Parameter "dither - 24"). Dithering wird dabei nur beim allerletzten Arbeitsschritt -- Wandlung von float64 in int32 -- angewendet.

Viele Grüße,
Andree
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Beitrag von Hans-Martin » 10.11.2019, 00:52

Hallo Andree,
bleibt die Frage, ob solche 0dB Alben für Hörvergleiche nicht lieber ausgeschlossen bleiben sollen, ebenso solche mit DR<12.
Ich führe meine Hörvergleiche mit ggf. erforderlicher korrigierter Polarität durch, auch wenn ich die Erfahrung gemacht habe, dass bei invertierten Aufnahmen die Schwelle des vermeintlich Unerträglichen schneller überschritten wird, ein Unterschied deutlicher wird.
Aber eine Aussage basierend auf fehlerbehaftetem Material schätze ich als weniger wert ein.
Grüße
Hans-Martin
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