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现时数字音源最大的局限性(相较LP之类而言) [复制链接]

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按我的理解,Timme 兄顶贴的意思是:人类的动态听觉可以超过20(或22.05)khz,但在CD格式下,22.05khz以上的信息被砍掉了;在SACD格式下,96khz以上的信息被砍掉了,所以就引入了数码声。

人类的动态听觉能达到多少khz,目前的确没有定论,不好说什么。但不太同意数码声来源是因为“把高频在22k(对CD)齐刷刷的截掉”这个看法。如果是因为把高频刷刷的截掉就会引入数码声,那么以前的盒式带(高频一般只能达10khz左右),还有高频只能达7khz 的薄摸唱片,数码声不就更明显了?但它们都没有数码声啊。
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2#

松香味 在 2006-4-4 22:29:45 发表的内容
提醒一下,“声学”与“听觉”是不同的,正如“光学”和“视觉”。红绿蓝三色能组合出紫色的视觉,而紫色比“它们三色频率都要高,我们是否凭空“造”出了更高频的视觉?--粗略的讨论参见《费恩曼物理学讲义》第一卷“色视觉”章,这年头学高中物理竞赛的都看过这本书了。ps:最先证明光是电磁波的是用哲学,不是科学。”

1、哲学——也是一门科学,将来的哲学观点应该是可以用数学的方程式了表达的;
2、“声学”(声音波长)与“视觉”(光线波长)及无线电学(无线电波长)是被认为是有相同“共性”的物理现象;——只是波长不同而已。他们研究的领域和范围只是波长范围不同而已;
3、人耳的听觉频率范围是大量科学实验验证的结论,除非有“超人”出现;
4、红绿蓝三色能组合出紫色(更高频率的视觉),是红绿蓝三色(波)干涉现象的结果;
——就如同方波由N次N个不同的正弦波频率组成一样;


“ 4、红绿蓝三色能组合出紫色(更高频率的视觉),是红绿蓝三色(波)干涉现象的结果;
——就如同方波由N次N个不同的正弦波频率组成一样;”

这个说法不对,用方波来类比更不对。

有关光的干涉知识里没有这个说法。

方波第N次谐波与它的基波有整数倍的关系,但红绿蓝三色光之间的频率并没有类似的关系。
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开心果 在 2006-4-3 12:12:59 发表的内容
按我的理解,Timme 兄顶贴的意思是:人类的动态听觉可以超过20(或22.05)khz,但在CD格式下,22.05khz以上的信息被砍掉了;在SACD格式下,96khz以上的信息被砍掉了,所以就引入了数码声。

人类的动态听觉能达到多少khz,目前的确没有定论,不好说什么。但不太同意数码声来源是因为“把高频在22k(对CD)齐刷刷的截掉”这个看法。如果是因为把高频刷刷的截掉就会引入数码声,那么以前的盒式带(高频一般只能达10khz左右),还有高频只能达7khz 的薄摸唱片,数码声不就更明显了?但它们都没有数码声啊。


关于人耳动态听觉的频率能否超过20khz的资料很少,好不容易找到了一篇,是国内某学者的研究结果。原文较长,其大意如下:
1  测试的基本原理是:受试人员听同频的正弦波和方波的区别,如果频率在10 khz以上时还能听出有区别,说明人耳的动态听觉的频率超过20khz。
2  参加测试的人员共15人,其中女性2人(均为职员,比例少了点),乐团指挥1人,乐团团长1人,提琴手1人,高工1人,工程师1人,工艺师1人,助工1人,技术员1人,教师1人,干部1人,学生三人。
3  测试时的听音要求:分辨每组中的两个信号是否相同即可。
4  测试用的信号频率有:2khz,4khz,8khz,12khz,16khz。每个频点听两组,每组两次(但哪次是什么正弦波波,哪次是方波,是随意定的),每次10秒钟,每次之间插播轻音乐。响度85分贝。选用2khz这个频点的目的是检验受试者的听力是否正常(均能百分之百的分出哪次是正弦波,哪次是方波,说明听力正常)。
5 测试结果是:2khz时,正确率为100%。4khz时,正确率为60%。8khz时,正确率为43%。12khz时,正确率为43%。16khz时,正确率为62%。其中编号为5的一位学生和编号为8的工程师,10次的听音正确率是100% ,应该属于金耳朵级了吧。正确分辨出12khz和16khz的有2号(技术员),3号(学生),5号(位学)和8号(工程师)。
6  一个不可不可思议的结果是乐团指挥在频率升到12 khz时就听不到了,说明乐团指挥经常在高声压下工作,对听力的伤害是严重的。所以我们听音乐时还是放小声点好。

由测试结果表明:在人群中大约有50%的人的动态听觉的频率能超过20khz 。不过这是在实验室测试的心理环境下的结果,如果在平常的环境下,这个比例可能不同。

更正一下,实验次数是20次。
最后编辑开心果
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《电声技术》93 年第4期。
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开心果 在 2006-4-6 22:05:26 发表的内容
关于人耳动态听觉的频率能否超过20khz的资料很少,好不容易找到了一篇,是国内某学者的研究结果。原文较长,其大意如下:
1  测试的基本原理是:受试人员听同频的正弦波和方波的区别,如果频率在10 khz以上时还能听出有区别,说明人耳的动态听觉的频率超过20khz。
2  参加测试的人员共15人,其中女性2人(均为职员,比例少了点),乐团指挥1人,乐团团长1人,提琴手1人,高工1人,工程师1人,工艺师1人,助工1人,技术员1人,教师1人,干部1人,学生三人。
3  测试时的听音要求:分辨每组中的两个信号是否相同即可。
4  测试用的信号频率有:2khz,4khz,8khz,12khz,16khz。每个频点听两组,每组两次(但哪次是什么正弦波波,哪次是方波,是随意定的),每次10秒钟,每次之间插播轻音乐。响度85分贝。选用2khz这个频点的目的是检验受试者的听力是否正常(均能百分之百的分出哪次是正弦波,哪次是方波,说明听力正常)。
5 测试结果是:2khz时,正确率为100%。4khz时,正确率为60%。8khz时,正确率为43%。12khz时,正确率为43%。16khz时,正确率为62%。其中编号为5的一位学生和编号为8的工程师,10次的听音正确率是100% ,应该属于金耳朵级了吧。正确分辨出12khz和16khz的有2号(技术员),3号(学生),5号(位学)和8号(工程师)。
6  一个不可不可思议的结果是乐团指挥在频率升到12 khz时就听不到了,说明乐团指挥经常在高声压下工作,对听力的伤害是严重的。所以我们听音乐时还是放小声点好。

由测试结果表明:在人群中大约有50%的人的动态听觉的频率能超过20khz 。不过这是在实验室测试的心理环境下的结果,如果在平常的环境下,这个比例可能不同。


felixcat 在 2006-4-7 4:28:29 发表的内容
关于动态听觉的结论我不是太清楚,但对于上述描述的试验,我有一个疑问。

我在维普资讯上面找到这篇文章的下载,但可惜点击进去的时候网页显示文件已经移除。所以这里我只能靠开心果兄的描述去理解了:

根据描述,试验的时候不管是正弦波还是方波,声音响度都是85分贝。问题在这里:方波中对应的基波(正弦波)的响度就必定小于85分贝了。也就是比如说:响度同样是85分贝的16kHz的方波,它其中16kHz正弦波的这个分量的响度就肯定小于85分贝(因为有一部分能量要分配在它的奇次谐波上),所以说假如人的动态听觉频域最高是20kHz的时候——也就是说人耳只能听到信号里所有小于等于20kHz的正弦波分量的时候,仍然是能够听出同样响度的16kHz的正弦波和方波的区别的:人耳听到的正弦波声音大一些,方波音量小一些。

所以我觉得这个试验并不能说明人耳的动态频域是多少。或许开心果兄能否提供更详细的资料?


这是一个问题,但原文没有任何说明。

我对这个问题的看法是这样:在另一些文章里有这样的说法,普通人对同一(频率)信号音量变化的分辩能力为3dB,经过专门训练的音乐工作者和电声工作者才能擦觉出(1~2)dB的声压级突变。但方波里的基波(正弦波)分量的响度比方波的总响度小多少?不到1dB吧。
另外在这个实验里,作者为了建立如何区别纯音和复音的不同,故选用2khz这个频率,同时也起到检验听音者的听力问问题。所以我认为尽管“基波(正弦波)分量的响度比方波的总响度小”,但不影响实验结果的。

说明实验中的几个问题:
1 实验的次数应更正为20次,即每个频点测4次。
2 每次实验的时间为10秒+10秒(先后播放两个随机组合的正弦波信号和方波信号)。
3 听音主观评价中的“相同”或“不同”是一种“模糊”的印象。所以判断评价的正确与否用模糊数学来处理。
4 如果每个频点的4次测试中,有三个的评价是正确,那么就认为听音者是能分辨出正弦波信号和方波信号的区别了。正确率就是按这个规则统计的。
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开心果 在 2006-4-7 20:11:43 发表的内容


这是一个问题,但原文没有任何说明。

我对这个问题的看法是这样:在另一些文章里有这样的说法,普通人对同一(频率)信号音量变化的分辩能力为3dB,经过专门训练的音乐工作者和电声工作者才能擦觉出(1~2)dB的声压级突变。但方波里的基波(正弦波)分量的响度比方波的总响度小多少?不到1dB吧。
另外在这个实验里,作者为了建立如何区别纯音和复音的不同,故选用2khz这个频率,同时也起到检验听音者的听力问问题。所以我认为尽管“基波(正弦波)分量的响度比方波的总响度小”,但不影响实验结果的。

说明实验中的几个问题:
1 实验的次数应更正为20次,即每个频点测4次。
2 每次实验的时间为10秒+10秒(先后播放两个随机组合的正弦波信号和方波信号)。
3 听音主观评价中的“相同”或“不同”是一种“模糊”的印象。所以判断评价的正确与否用模糊数学来处理。
4 如果每个频点的4次测试中,有三个的评价是正确,那么就认为听音者是能分辨出正弦波信号和方波信号的区别了。正确率就是按这个规则统计的。

felixcat 在 2006-4-8 9:47:34 发表的内容

这里因为“响度”的定义有好几种,假如我用响度为20 * log (p2/p1) 分贝这个常用定义的话,那么算出假如一个信号要比另一个信号高一分贝的话,那它的声压(单位为帕斯卡)只要比后者大0.122倍即可。

我用CoolEdit试验了一下,产生一个负6分贝的16k方波,然后滤掉其中除基波以外的所有成分,剩下的正弦波的强度显示为负4.1分贝——也就是说两者相差了1.9分贝;

同样对12k方波同样处理,发现其中它的正弦基波的强度相差了2分贝。

2分贝仔细听的话应该听得出来了。


理论上方波的基波的有效值只低约0.9dB,什么可能是1.9dB呢?应该是滤波器的问题吧,就是说,实际滤波器与理想滤波器是有差别的。理想滤波器滤掉其中除基波以外的所有成分时可以对基波不产生任何影响,但实际滤波器滤掉其中除基波以外的所有成分时对基波会产生影响。
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felixcat 在 2006-4-9 1:59:59 发表的内容
我觉得我们不必去仔细求理论中方波和它的基波之间的差别具体是0.9分贝还是大于1分贝了。

因为人耳对于不同种类的声音的响度的辨别能力或许是有不同的。其实不管有没有不同了,下面这个双盲测试的结果很有意思:

还记得那个著名的ABX双盲测试吗?对于响度同样也有ABX双盲测试结果:

http://www.provide.net/~djcarlst/abx_lvl.htm

可见:对于粉红噪音,0.3分贝的差别人耳已经可以分辨出来了;0.4分贝的差别几乎所有参加测试的人都听出来了。所以对于现在起码0.9分贝的差别嘛......


英文不太懂,不知测试的一些具体条件,不好说什么了。再说了粉红噪音与方波的特性差别也太大了,0.3分贝的差别人耳是可以分辨出来,但是是哪个频段起作用呢?

实际上强度差的分辩能力与测试方法、信号特性等有关,不同的测试方法,其结果出入会很大。有资料表明,在人耳最敏感的频段4000赫兹,音量90分贝,每秒变换三次的情况下,强度差的分辩能力可达0.21分贝。200赫兹和7000赫兹时,是0.41分贝。与前面说的1~2分贝有很大的区别吧。
但原文的条件是85分贝,20秒内变换1次,显然0.21和0.41这两个数据是不适用的。再说参加试听的人员比较杂,不可能是专业工作者,但可能在试验前作些短期的训练。但不管如何,在没有可靠的参考数据之前,只能按常规了。

特别提醒一点:
前面说过了,作者在几个频点的选择上特意选了个2khz这个频点。根据原文里的描述,选这个频点的作用有两个,其一,检查听音者的听力是否正常。其二,检查听音者对纯音和复音的听辨能力。后面这点尤其重要,作者研究的目的也是以此为基础。我想在试验前,他一定会引导听音者如何分辨纯音和复音的听辨能力。也就是他给听音者的心理定位是如何分辨纯音和复音的区别。
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