极品人生

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作者: rover 时间: 2014-10-8 11:37
标题: 转一篇关于PCM与DSD（SACD）的文章
转自--中国原创音乐基地
数字音频格式PCM和DSD!
PCM脉码调制数字音频格式是70年代末发展起来的，记录媒体之一的CD，80年代初由飞利浦和索尼公司共同推出。PCM的音频格式也被DVD-A所采用，它支持立体声和5.1环绕声，1999年由DVD讨论会发布和推出的。

PCM的比特率，从14-bit发展到16-bit、18-bit、20-bit直到24-bit；采样频率从44.1kHz发展到192kHz。到目前为止PCM这项技术可以改善和提高的方面则越来越来小。只是简单的增加PCM比特率和采样率，不能根本的改善它的根本问题。其原因是PCM的主要问题在于： 1）任何PCM数字音频系统需要在其输入端设置急剧升降的滤波器，仅让20 Hz - 22.05 kHz的频率通过（高端22.05 kHz是由于CD 44.1 kHz的一半频率而确定），这是一项非常困难的任务。2）在录音时采用多级或者串联抽选的数字滤波器（减低采样率），在重放时采用多级的内插的数字滤波器（提高采样率），为了控制小信号在编码时的失真，两者又都需要加入重复定量噪声。这样就限制了PCM技术在音频还原时的保真度。

为了全面改善PCM 数字音频技术，获得更好的声音质量，就需要有新的技术来替换。近年来飞利浦和索尼公司再次联手，共同推出一种称为直接流数字编码技术DSD的格式, 其记录媒体为超级音频CD即SACD，支持立体声和5.1环绕声。

DSD音频格式简化了信号流程，去掉了PCM使用的多级滤波器，将模拟音频直接以2.8224MHz的高采样频率，按1-bit的数字脉冲来记录。虽然DSD格式表示的声音信号是数字化数据，但是它又与真正的声波非常接近，可完整的记录当今最佳模拟系统的信息。最好的30ips半英寸模拟录音机能记录的频率能超过50KHz，而DSD格式的频率响应指标为从DC到100KHz。能覆盖高级模拟调音台的动态范围，通过其音频频段的剩余噪声功率，保持在-120dB。DSD的频率响应和动态范围，是任何数字和模拟的录音系统无法与之比拟的。从声音的质量上来说, 数字音频技术是为了接近模拟声音的质量。DSD音频格式的发展将更有利的与模拟音频系统配合

为何DSD音频格式是最好的数字音频格式
   2001年AES 110年会的报告指出DSD是最好的音频格式选择。
   环球, EMI和Virgin也新加入了索尼和飞利浦的SACD/DSD的行列，除了华纳之外，几乎所有大唱片公司都支持SACD/DSD的格式。
   当前还没有真正的直接24/192kHz录音，仅仅是从24/48kHz录音转换的。真正的DVD-A出版非常少，目前还没有这种格式的市场。而在北美已超过400多版的SACD的出版，并且继续在发展。
   按照Stereophile（在北美高档音频杂志）的最新统计指出有高达30%的读者表示将在2001年底加入SACD的行列，或者在明年初有31%的读者加入此行列。而DVD-A的百分比是12%。当问及读者支持哪一种格式时，回答是SACD。
   几乎所有主要的DVD-A与SACD格式的试听评价中，都由SACD取胜。这包括Stereophile、 Absoulte Sound 、Surround Sound Review和Widescreen Review音频发烧杂志以及如Bob Ludwig那样的，对录音工业有非常影响的专业工程师。
   在今后若干月有几个发展动向，将会有新的芯片出现可同时播放SACD和DVD-A格式，这将被用到新的DVD播放机中。主要的问题是这种多功能的芯片要兼容多格式对解码的音频质量不会太好。
   除了音质方面的改善外，SACD的另一个关键要点是有完善的防盗版保护方式，在SACD上同时有可见和不可见的水印，SACD播放机要读到水印才能工作。
   SACD具有SACD和CD两层，仍旧可以汽车里的CD中播放，而DVD-A则不行。
   对音乐存储媒体来说，74分钟的容量是十分重要的。4.7 GB 的SACD能存储74分钟DSD 8个通道（ 2通道立体声和DSD 6通道的环绕声）。采用了一种被称为直接流数字转换（ Direct Stream Transfer）无损编码方式的飞利浦技术。这种无损编码可节省50%的存储空间。 DVD-A采用的是一种被称为MLP无损包装（Meridian Lossless Packing ）的编码技术。4.7 GB 的DVD-A 能存储55分钟20 bit,192kHz PCM 6通道的环绕声。这种无损编码可节省35%-50%的存储空间。

三、DSD的应用范围
   DSD的脉冲序列可以直接下转为传统的PCM数字音频。目前在PCM和DSD共存的期，采用DSD下转运算技术，可以尽量保证音频信号的质量，消除内部重复量化错误，抑制波动，将混淆误差控制在最小。将DSD比特流下转为16-bit/44.1 kHz数字音频，直接记录在普通的CD上，可使16-bit的数字音频接近20到24-bit的精度，使得16-bit的CD尽可能的保持DSD的音质。
DSD选取2.8224 MHz高采样频率，其优势是可高精度的按整数的乘法和除法下转当前所有PCM采样频率。以DSD格式记录既能保证音频质量，又能通过下转满足不同的应用和要求。除了用于音乐录音外，也适用于影视的音频制作，最终合成的节目可通过下转，用来传输或记录在媒体上，如5.1的节目需要进行AC-3或DTS的编码。DSD音频格式与现有的音频设备配合，不仅仅可以改善当前节目的音频质量，而且对高清晰数字电影和高清晰数字电视的音频是一个极大的支持。
   DSD是理想的节目素材存储格式，用于母版的保存或数据库的建立。DSD的采样频率是CD的64倍即2,822,400 Hz。但是DSD每个采样仅占用1 bit，因此每个通道每秒的比特率为1 x 2,822,400 Hz或 2,822,400 bits。而CD每个采样占用16 bits，因此每个通道每秒的比特率为16 x 44,100 Hz或705,600 bits。实际上，DSD总的数据流只大于普通CD的4倍，数据量可以被当前的磁带和硬盘容纳。
   DSD也是保存节目的理想格式。各国音响资料馆都面临着一个共同的问题，磁带只有30年的保存期，而每种版权则有100年的保护。选择哪种方案可将原始资料较理想的保存下来？这个问题一直得不到解决的方案，而资料越积越多，部分老化的资料已无法恢复。直到SACD的出现，美国国会所属的国家档案馆首先决定采用。
   DSD的录音制作与传统的录音制作，对设备和技术上没有重要的区别。需要增加的是DSD的模数/数模转换器和DSD录音编辑工作站，不少录音棚已经采用高级模拟调音台和现存的PCM录音设备成功的进行了DSD的录音。飞利浦发展了一种DSD录音技术的P3D的转换格式，即可以将64 DSD bits描述成3 x 24-bit AES-EBU数字节，有可能将一台24轨/24-bit 44.1 kHz PCM录音机改变成为一台8路的DSD录音机。
   DSD编码格式有利与高级模拟音频系统配合；包括5.1环绕声的AC-3和DTS合成和编码；具有全套的不丢帧同步能力，支持电视、电影以及目前市场上唯一支持高清晰电视HDTV Trilevel的声音同步。再加上所有的 VITC 及LTC设置，可锁定于任何视频或音频设备。
   索尼和飞利浦和公司证的DSD系统，有以下DSD的功能：
1. 2-24 声道DSD录制及还放
2. 为DSD的多声道编辑，加上实时淡出/淡入及声音渐变效果。
3. PCM到DSD 转换
4. 实时高采样率效果器，包括混响也是基于DSD模式的
5. 可制作DSD环绕声
6. 为SACD 完整的D及E表指示，红皮书标准
7. DSD特有的高采频样滤波器

在广播影视领域大规模数字化进程中，我们已感受到音频制作手段的快速更新，工作效率大大提高，但对数字化后的音频质量，还须有更高的追求，高清晰度电视和数字电影更需要有与之相适应的高质量音频。飞利浦和索尼公司计划告别他们的多比特PCM格式，全面推广DSD格式。这不是一个偶然的，它关系到数字化音频发展的趋势，因此在数字化规划中，应当逐步将DSD技术应用于实际，真正走在广播影视数字化进程的前列。

作者: jeep4700 时间: 2014-10-8 12:31
好文，只是现在能买得到的sacd的解码不怎样，不过肯定是发展的方向

作者: 满堂红 时间: 2014-10-8 13:07
看看索尼公司本身对SACD的支持就可而知, SACD已经是发展困难重重, 真正做到解DSD源码的机器, 型号少且价格高高在上, 很难推广, 而蓝光格式的音乐碟效果已经好于SACD, 所以不看好SACD.

作者: 满堂红 时间: 2014-10-8 13:17
本帖最后由满堂红于 2014-10-8 15:17 编辑

简单说明DSD的本质，这是一种1 bit数位运算技术，取样率是CD的64倍（(64 x 44100 = 2.8224 MHz），换算下来，DSD的讯号量是CD的四倍，理论上可以记录下更多的音乐讯息。在SACD时期採用的1 bit转换技术，会造成dithering与idle tones等问题，如今随著技术进步，这种sigma-delta转换技术已经进化为6 bit多位元演算方式，大幅解决了SACD时期的 DSD解码缺点。

作者: 满堂红 时间: 2014-10-8 13:20
本帖最后由满堂红于 2014-10-8 15:16 编辑

不过DSD这种高解析音乐规格却有一个先天缺点，与CD规格16/44.1的底噪96dB（16*6dB）相较，DSD的底噪高达6dB，如果不试图滤除的话，DSD不但杂讯极高，而且还会对扩大机与喇叭造成伤害。所幸DSD的频宽极宽，只要利用noise-shaping滤波技术，将杂讯移到人耳不可闻的20kHz以外，DSD的底噪就可大幅低於CD，而且不会对听感与器材造成破坏。
有两种办法可以滤除DSD的高频杂讯。一种是用内建在 DSD数类转换晶片中的滤波线路，这种类比低通滤波技术，会破坏讯号的相位线性，并不是理想的作法。另一种办法则是利用数位滤波方式滤除DSD的高频杂讯。这种作法必须先将DSD转换為PCM讯号，如此才能在数位领域进行低通滤波，这种方式可以确保讯号的相位一致，是最完美的作法。
在DSD的运用上，这种规格其实并不适合直接用於录音记录，因為DSD无法后制处理，一定要先转换为PCM讯号，才能进行必要的后制工作，所以在录音阶段，还是先用PCM格式储存声音讯号比较实际。
理论上，高解析PCM讯号（例如24/88.2 PCM格式）毫无疑问优於DSD格式。有些人试图进一步提升DSD的取样率为5.6448 MHz或甚至11.2896 MHz，虽然可以降低DSD的问题，但是单位元先天上的缺陷却依然存在。

作者: rover 时间: 2014-10-8 14:39
这砖算抛的值了！DSD自诞生之日起与PCM的争论就未曾停止过！

作者: 蓝色狮子 时间: 2014-10-8 15:10
本人更看好高规格的PCM流是以后发展的方向！

作者: dynax9 时间: 2014-10-8 16:44
".....DSD不但杂讯极高，而且还会对扩大机与喇叭造成伤害...."不解？

作者: dynax9 时间: 2014-10-9 07:08
本帖最后由 dynax9 于 2014-10-9 07:09 编辑

坛子里的实际对比：
“.......大家听到的录音仅仅是320K的mp3，个人已经觉得很好听了，但是我分别试过用PCM24176、PCM24196和DSD录同一首曲，PCM24176比320K的mp3提升是飞跃级的，而PCM24196又比之好20%以上，DSD又比PCM24196好20%以上。尽管这样，用DSD录音后接到老郭前级出来的声音，老郭说：“很好了，肯定比原版CD好！达到黑胶直出的80%效果了！”我们从现场的声音效果也证实了这个结果。现场的效果比DSD录音还要通透真切20%，这就是大概可以量化的数据..........”

作者: lpswangyu 时间: 2014-10-9 08:43
请继续科谱一下何为“高规格的PCM流”.

作者: 满堂红 时间: 2014-10-9 12:24
回复 lpswangyu 的帖子
32/382 的格式, 挪威2L公司出了很多这种格式DXD的蓝光50G容量的音乐碟, 附带一张同样内容的SACD碟, AB对比PK, 基本不想听回DSD格式的SACD碟.

作者: Jwang 时间: 2014-10-9 22:37
实际上DSD已经死了。

作者: rover 时间: 2014-10-10 00:03
选择题：SACD的镜像文件后续该转换成DSD格式通过数字播放器转换成PCM格式数字输出好好还是直接转换成PCM格式再数字输出好？

作者: dynax9 时间: 2014-10-10 09:36
不知这事的具体情况，发上来大家分析：
在今年CES展中，Playback Designs除了發表最新擴大機之外，還做一件有趣的是，那就是現場進行數位與類比訊源大PK，數位訊源由J River軟體播放 DSD或DSD 2X檔案，送進MPS-3進行解碼，類比部分則是特地找來近年最受矚目的超弩級黑膠唱盤Wave Kinetics NVS（美金定價45,000元），搭配當紅的Durand Telos唱臂與Ortofon MC-Anna唱頭。在價位上，光是這顆唱頭就快要比MPS-3貴了，但是實際表現呢？轉述Playback Designs官方說法，類比系統好聽的嚇人，但是數位系統竟然非常接近，讓最死硬派的黑膠發燒友也不得不佩服！我想信誠懇的Andreas Koch不會誇大騙人。

這個事件透露幾項訊息：

1. Playback Designs主事者Andreas Koch多年來致力推廣的DSD高解析音樂格式的確潛力無窮，目前也有越來越多軟、硬體廠家加入陣營。

2. MPS-3也的確實力堅強，而它還只是Playback Designs的低階型號呢！

3. 已經聽過好幾位原廠設計者推薦J River音樂播放軟體了，值得數位流玩家注意。

4. 電腦＋優質播放軟體＋高解析檔案＋優質數位訊源，的確有追上、甚至超越黑膠類比系統的潛力。

5. Playback Designs竟敢當眾挑戰現今最頂尖黑膠系統，而他們最後的結語是「It really was a lot of fun.」，可以稱他們是當今最懂得發燒音響樂趣的廠家了！

作者: dynax9 时间: 2014-10-10 09:59
在美国的烧友有机会了：
October is here which means its time for the 11th Annual Rocky Mountain Audio Fest! I have two announcements to make:
Please come October 10, 11 & 12th to Denver, Colorado at the Marriott Tech Center in Room 465.

This year we have been invited to exhibit in the Source Systems room. We will provide them with our “all in one” IPS-3 Integrated Amplifier / Preamplifier / DAC.

Friday night at the studio

We are offering a unique opportunity to spend an evening with Gus Skinas at the Super Audio Center, a world class DSD mastering studio. Playback Designs will offer a very exclusive demo, catered food and shuttle service.

Very limited seating is available. If you want to attend, send an email with your name and function (end user, reviewer, manufacturer) to andreas@akdesigninc.com to reserve your seat.

See Andreas Koch at the DSD seminar on Friday October 10, 4-6pm for further details.
Shuttle departs at 6:30pm from the Marriott Hotel right after the seminar.
If you have any questions regarding our products, please contact Jonathan Tinn.

作者: rover 时间: 2014-10-10 14:52
做个统计：目前市场在售或即将上市的能够直接解码DSD文件的数码播放器有哪些？

欢迎光临极品人生 (http://hiendlife.com/x1/)