Re: [問題] 請問192kHz音響器材必要性

※ 引述《ccbruce (今、そこに　いる僕)》之銘言：
: 現在很多器材都支援192khz的規格。
: 但人耳能聽到的頻率範圍是20-20khz，而且還會隨著年齡衰退。
: 以訊號採樣理論來說，只要採樣頻率比被採樣訊號的最高頻率還高兩倍以上，訊號就不會: 發生混疊。
: 至於更高的頻率因為人耳聽不到，就算發生失真也不用管他才對。
: 這樣說起來應該採樣頻率只要使用48khz即可支應全部需求才對。除非那個聲音是要給阿: 貓阿狗還是給蝙蝠聽的。
: 到底192khz是行銷技倆還是真有其需求呢？

回歸一下正題，要解釋 Hi-Res 的益處其實有點複雜

截一段國際音像檔案協會（IASA）的指南

https://imgur.com/Yy9SS4L
Although the higher sampling rates encode audio outside of the human hearing
range, the net effect of higher sampling rate and conversion technology
improves the audio quality within the ideal range of human hearing.

IASA 在這雖然也沒深入解釋原因，但指出更高的採樣率對人類聽力範圍內的音質是有
益的。同樣的 IASA 也建議最低採樣率為 48 kHz，以 96 kHz 作為更高的採樣率

錄音學院（頒葛萊美獎的那個）技術指南中對 Hi-Res 也建議後製過程在 96/24 以上

當然儲存格式只是容器，裏面放的東西有處理好才有用，搞爛了也還是沒意義

舉個自己很喜歡的團體跟曲子，但聽起來感覺整個壞掉的例子（看起來也壞掉）

https://imgur.com/JNO72yv

在這很粗淺且沒專業的整理一下轉換時可能的問題

類比要轉數位，需先進行類比濾波濾掉 fs/2 以上的高頻。這個作為抗混疊的濾波器事
實上就是個低通濾波器。因為沒有理想的濾波電路，在這個階段也會引入一定的混疊失
真。提高採樣率可減少濾波電路的複雜度，拉高 fs/2 後也可以用更平緩的衰減、減少
混疊並使相位問題遠離聽力範圍

數位要還原類比，同樣也要對 fs/2 進行濾波，這個重建濾波對還原訊號來說是必要的
但還是沒有理想的濾波電路。據說索家的古早手冊中提到對 CD 音質需要至少７～８階
的低通濾波電路才能有比較理想的重建，電路太複雜成本太高

所以工程師採用升頻手段，這個特殊的整數倍升頻被稱為過採樣。升完後 20 kHz～過
採樣's fs/2 之間的範圍很大，可以搭配階數較低較不複雜的的低通濾波電路重建信號

https://imgur.com/hQogwI8

一般利用 sinc 實現的過採樣，也是個低通濾波器。可以把它想像成 PCM 的點與點要
連成線，不同的人來連（插值、創建新的參考點）會有不同的風格，濾波器的脈衝響應
表現其風格

但數位濾波也還是濾波，還是會依該濾波的特性影響帶內與帶外、和有相位或振鈴問題
對 CD 音質來說，過採樣的數位濾波要針對 fs/2 進行低通濾波，也就是 22.05 kHz

從更高的母帶輸出到 CD 時，已針對 fs/2 濾過一次以防止混疊。過採樣的數位濾波會
對 fs/2 再濾一次。但如果音源的 fs 較高的話，其 fs/2 離聽力範圍更遠淨空更大在
各方面來說都有好處

當然超音波不是應該關心的，超音波成份除了增加 IMD 外很難想像有什麼好處

補充篇 AES Review paper，有興趣可以參考
[VICKI R. MELCHIOR] High Resolution Audio: A History and Perspective
https://www.aes.org/tmpFiles/elib/20210703/20455.pdf

截最後一小段

Current thought regarding the relationship of sonic transparency to high
resolution is that ultrasonic frequencies are not involved in normal music
listening, that the effects are not due mainly to lower hardware distortion,and that, besides dynamic range, the most likely issues are the anti-alias
and anti-imaging filtering chains used to implement classic Shannon
sampling. The time behavior of filters is implicated because a broad group ofdesign approaches that reduce time dispersion are reported to improve
transparency compared to the sharp brickwalls typical of CDs.

Two outcomes of filter time dispersion are at issue: first, the potential
audibility of the extended ringing caused by sharp bandlimiting of the
signal, and second, audible blurring of the natural time elements of the
signal due both to bandlimiting and to convolution of the music signal with
the impulse responses of analog equipment during capture, production, and
replay. If pre-ring is audible, its importance to the hearing system may liein the lack of such non-causal signals in nature.

These filtering ideas are amenable to scientific testing but this has onlyrecently begun

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人間五十年、化天のうちを比ぶれば、夢幻の如くなり
^,,,^ 一度生を享け、滅せぬもののあるべきか
(ミ‵ω′)\m/ NOBUMETAL DEATH!!(乂'ω')

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現代嗎，CD 推出的 1984年　PHILIPS 的第一台消費型 CDP 就已經使用了 4x Oversampling 吔 走 Bitstream 系的本身也有 digital filter 來轉換 PCM，道理是一樣的 1-bit DAC 的 PCM 調製也是始於將 multi-bit 升頻為超高頻 1-bit

fs/2 是理論上應該截止的點，但沒有理想濾波器（磚牆）才會需要往低一點 Noise shaping 雖然常跟 Oversampling 一起但應該不是這裏的重點就 pass 不過 Noise shaping 中移的 Noise 主要應該是計算中會被截斷的數據 把低頻（聽力敏感頻率）中的誤差（Noise）移到高頻應該才是主要作用

升到最高就不再被 DAC's DSP 升的確會受中間傳輸上限的限制 該 DAC device 用的控制、傳輸介面晶片 or Driver 會限制能傳送的資料 升頻也有 CP 值的問題 Bitdepth 每多 1-bit S/N 會提高 6dB，但實務上超過 24-bit 就沒什效益 採樣率每增加一倍 S/N 會提高 3dB（w/ noise shaping） 但在提高採樣率的同時，系統對時鐘抖動的敏感性也會提高 所以會有一個平衡點，不見得無腦升上去就會有最佳效果

時鐘在數位端是關鍵元件 個人的認知系統的數位端不論怎麼搞，最後還是要匹配後面的類比電路 像升頻上去做了 Noise shaping，那類比的重建濾波電路設計匹配度如何 一組低通濾波電路不會

匹配 DSD256 的輸出，同時又

匹配 DSD512 這個問題也回到能解 DSD 的 DAC 不代表解出來的 DSD 會好 因為這台 DAC 用的晶片可能不是 Native DSD 解碼 濾波電路也不是針對 DSD 輸出最佳化，而是對 PCM

補充下 PS Audio 的 Ted 說過 5~6 MHz 是 Sweet spot，低會有更多與噪聲整形相關 的噪聲，高會有抖動誤差增加的噪聲。印象中也有看過一些指出類似觀點的文章 5 MHz = 44100's 113.x 倍，6 MHz = 44100's 136.x 倍 所以 128x 應該會是個不錯的起點

不少東西都有類似這樣的交差點，有時超過了這個點收益開始減少甚至反轉 像 Bitdepth 的 24-bit 再往上也不會得到太多好處

這個 32-bit 96 kHz 的音軌，音軌內容本身的底噪就差不多在 7x~8x dB 用 24-bit 來儲存就已經很足夠，32-bit 除了變肥外好處微乎其微 44.1 vs 48 kHz，48 kHz 多出來的 2 kHz 淨空優點應該很少人會反對 再住上 96 kHz 應該是目前較多數公認在流通＆儲存上 CP 值佳的格式 要是再上去到 192 kHz 就會跟 32-bit 一樣，看不太到有什麼效益