Преобразование аудио высокой разрядности в 16 бит/44.1 кГц стерео [foobar2000]

ВВЕДЕНИЕ

Как правильно понижать частоту дискретизации и разрядность музыкальных файлов, таким образом чтобы это не привело к серьезным потерям качества.
Хотелось бы внести ясность и показать, как задачу можно решить "подручными средствами", а именно с помощью всего лишь одной программы - foobar2000. Что в очередной раз подтверждает огромный потенциал и широкие возможности этого плеера.

И так, допустим, у Вас есть музыка в формате 24/96 (24/48, 24/192 и т.п., главное что разрядность выше чем для стандарта Audio-CD) и Вам надо проиграть его на устройстве не поддерживающем таковую разрядность/частоту дискретизации, или же записать на аудио-компакт. Если вы просто загрузите его в звуковой редактор, а потом сохраните в формате 16 бит/44.1 кГц, это внесет достаточно большие искажения. Не верите? Вот Вам пример.

Оригинальный спектр тона частотой 1 кГц с уровнем -90дБ в формате 24/96 (надо отметить, что этот звук не сложно услышать на звуковой аппаратуре среднего и высокого качества при условии небольшого уровня шумов):

как видно на графике, паразитные гармоники примерно на 60 дБ ниже уровня полезного сигнала и не должны быть слышны даже при повышении громкости аудио.

А вот спектр полученный загрузкой/сохранением в 16 бит/44.1 кГц программой Sony Sound Forge 10:


Такой же спектр можно получить и при неправильном конвертировании программой foobar2000, но об этом чуть позже. Как видно, уровень искажений (относительно полезного сигнала) значительно вырос. Обусловлены же они в основном понижением разрядности с помощью простого отброса младших восьми бит, а также ресемплингом (в меньшей мере, использованный алгоритм передискретизации достаточно качественный). Если прослушать данный сигнал, он на слух будет далек от чистого тона. Что же делать? Как понизить разрядность (в данном случае именно разрядность является главным фактором) и не потерять качество звучания тихих участков?

Тут на помощь приходят технологии Dithering и Noise Shaping. Выше мы рассматривали вариант сохранения аудио в нужном формате с помощью программы Sony SoundForge, это никоим образом не доказывает что программа "не умеет" правильно понижать битность, просто хотелось бы описать более простой способ, чем использование специальных функций Sound Forge'а (а если еще учесть что программа является платной...).
Так вот, эти технологии, да еще в сочетании с качественным ресемплером и микшером каналов, поддерживает и foobar2000.

А теперь о настройке


Настройка конвертера

Нам понадобятся:
foobar2000 (установленный в режиме Full или Normal)

Плагины сторонних разработчиков:

SoX Resampler (foo_dsp_resampler.dll) - понижение частоты дискретизации
Channel Mixer (foo_channel_mixer.dll) - преобразование количества каналов
DVD-Audio Decoder and Watermark Detector (foo_input_dvda.dll) - декодирование DVD Audio, удаление "водяных знаков"
HDCD decoder (foo_hdcd.dll) - декодирование HDCD слоя (если таковой имеется) в Audio CD, WAV, FLAC, WavPack



Для удобства создадим специальный пресет конвертера. Добавим в плейлист любой трек например -Высоцкий
24/192 WV
В контекстном меню выберем конвертер, многоточие:



Теперь мы находимся в главном меню конвертера:

Справа можно увидеть 4 ссылки, каждая из которых ведет к соответствующей группе настроек. Рассмотрим их по порядку.





Тут необходимо выбрать формат FLAC, глубину квантования 16 бит и включить Дизеринг (для качественного преобразования аудио с глубиной >16 бит).





Эта вкладка содержит настройки пути выходных файлов.





Здесь нас ждет самое главное - параметры обработки. Параметр Enable decode postprocessing отвечает за включение постпроцессоров, таких как HDCD декодер.
Для DVD Audio в цепочку DSP следует добавить детектор "водяных знаков", далее надо поместить ресемплер и настроить как на скриншоте ниже:



Следующим поместим Channel Mixer и опять же, настроим для сведения каналов в стерео:





В конец цепочки на всякий случай поставим Advanced Limiter (для предотвращения клиппинга).





На последней вкладке оставим стандартные параметры и вернемся в главное окно конвертера.





Убедитесь, что все важные параметры установлены правильно, после чего сохраните пресет с помощью кнопки Сохранить.



Заключение

После создания пресета, далее всё очень просто. Надо загрузить файлы, предназначенные для конвертирования в foobar2000, выделить их, нажать на выделении правой кнопкой и выбрать наш профиль:


Через пару минут всё готово:



И что же мы получаем в результате? Вот спектр результирующего файла (исходным является тестовый файл о котором говорилось в начале статьи):



Звучание такого сигнала будет практически неотличимо от оригинала. Конечно, ценой небольшого шума, но находящегося в области частот к которым ухо человека наименее чувствительно.

В итоге тихие звуки будут звучать вполне естественно, так же как и в 24-битном аудио, а шум (благодаря его формовке) будет за границей порога слышимости человека.

Напоследок хочу сказать, что стандарт 16 бит/44 кГц является вполне достаточным для получения хорошего звучания, но при условии правильного мастеринга (с высокой разрядностью и частотой дискретизации) и преобразования в конечный вид с использованием качественных алгоритмов ресемплирования, а также технологий Dithering и Noise Shaping.

Для удобства можно создать нужные пресеты. Все преобразования происходят в пару кликов. Например 24/192 в 24/96 или скажем из 24/192 в 24/48


Материал любезно предоставил Audiophile Оригинал здесь Редактирование и дополнение Pashketan