Эта статья написана как личное размышление, личное эссе или аргументативное эссе , в котором излагаются личные чувства редактора Википедии или излагается оригинальный аргумент по теме. ( Март 2014 ) |
Тип носителя |
|
---|---|
Кодирование | Цифровой |
Механизм чтения | ДСД |
Механизм записи | Супер Аудио CD |
Стандарт | ИСО/МЭК 14496-3 |
Использование | Аудиозапись |
Расширено до | подарок |
Выпущенный | 1999 |
Direct Stream Digital ( DSD ) — торговая марка, используемая компаниями Sony и Philips для обозначения их системы цифрового кодирования аудиосигналов для Super Audio CD (SACD).
DSD использует дельта-сигма-модуляцию , форму кодирования с модуляцией плотности импульсов , технику представления аудиосигналов в цифровом формате, последовательность однобитовых значений с частотой дискретизации 2,8224 МГц . Это в 64 раза больше частоты дискретизации аудио CD 44,1 кГц , но с 1-битными выборками вместо 16-битных выборок. Формирование шума 64-кратно передискретизированного сигнала обеспечивает низкий уровень шума квантования и низкие искажения в слышимой полосе пропускания, необходимые для звука высокого разрешения .
DSD — это просто формат для хранения дельта-сигма- сигнала без применения процесса прореживания , который преобразует сигнал в сигнал PCM .
Технология DSD была разработана и коммерциализирована Sony и Philips, разработчиками аудио CD . Однако в 2005 году Philips продала свое подразделение инструментов DSD компании Sonic Studio . [1] [ требуется лучший источник ]
DVD-Audio был одобрен Warner Music Group, в то время как формат SACD был одобрен Sony и Universal Music Group , с особенной известностью от UMG imprint Virgin Records . [2] [3] Несмотря на это, в 2011 году Warner Music Group выпустила серию альбомов Warner Premium Sound , что стало первым случаем, когда лейбл выпустил записи в формате SACD с записью в DSD. [4] Серия выросла до десяти рок- и поп- альбомов с гибридными дисками Super Audio CD/CD, содержащими как слой SACD, так и стандартный слой CD. [5]
Sony не продвигала SACD активно в Северной Америке, в результате чего DVD-Audio приобрел конкурентную поддержку на рынке. В других местах, например, в Европе или Японии, SACD получил большую поддержку. [6] Примерами могут служить немецкая компания Stockfisch Records , которая выпускает виниловые издания альбомов и DSD-записи, выпущенные в виде гибридных SACD. [7]
Музыкальные компании, специализирующиеся на продуктах Super Audio CD, используют кодирование DSD. Ряд независимых звукозаписывающих компаний также напрямую сотрудничали с Sony, чтобы сосредоточиться на продуктах DSD или процессе записи DSD.
DMP Digital Music Products были одними из первых пользователей цифрового аудиоформата SACD. [8] В 1997 году их релиз Alto Джо Бека и Али Райерсона стал первой коммерческой записью, записанной с помощью технологии записи DSD от Sony. Just Jobim Manfredo Fest 1998 года стал первым проектом лейбла, записанным с помощью новой технологии преобразования DSD от Meitner. В 2000 году DMP выпустили первый в мире многоканальный SACD — Sacred Feast от Gaudeamus. [9]
Большинство релизов Telarc International Corporation были на (обычно гибридных) SACD и являются записями DSD. [10] [ проверка не удалась ] Telarc часто сотрудничала с ранней аудиофильской компанией Soundstream и переиздала многие из ее оригинальных записей Soundstream в формате SACD. [11] Soundstream, которая сделала первую цифровую запись в Соединенных Штатах, записывала в 16-битном PCM с частотой дискретизации 50 кГц с помощью своего собственного цифрового рекордера. Этот формат PCM 50 кГц был преобразован в DSD для выпуска на Telarc SACD.
На лейбле Mobile Fidelity были инженеры, которые решили принять SACD вместо DVD-Audio disk в качестве предпочтительного цифрового формата высокого разрешения после прослушивания тестов и технических оценок. На релизах лейбла Hybrid SACD слой SACD представляет собой прямую запись DSD аналоговой мастер-ленты, в то время как слой CD представляет собой цифровое преобразование DSD с применением Super Bit Mapping . После 2001 года релизы только на CD берутся из DSD, но не содержат слоя SACD. [12]
В 2007 году в Калифорнии была основана компания Blue Coast Records с целью записи и выпуска музыки, записанной в формате DSD, в первую очередь ориентируясь на исполнителей джаза и акустической музыки. [13]
28 августа 2013 года лейбл Acoustic Sounds запустил SuperHiRez.com (ныне несуществующий), на котором продавались популярные альбомы крупных лейблов, выпущенные в форматах Direct Stream Digital или PCM. [14] [15] 4 сентября 2013 года Acoustic Sounds объявила о соглашении с Sony Music Entertainment о предоставлении нового сервиса цифровой загрузки компании с альбомами, выпущенными или ремастированными в формате DSD. [16]
Формат использовался в таких альбомах, как Pop, Songs & Death в 2009 году [17] и в ремастерированном альбоме The Rolling Stones Their Satanic Majesties Request в 2002 году. [18] [19]
DSD отличается от формата PCM, используемого в компакт-дисках или типичных компьютерных аудиосистемах: в то время как PCM использует многобитное значение (представляющее большой диапазон амплитуд) с низкой частотой дискретизации, DSD вместо этого использует однобитное значение (представляющее увеличение или уменьшение амплитуды) с частотой дискретизации, намного превышающей полосу пропускания сигнала .
Процесс создания сигнала DSD такой же, как и в случае модулятора входного сигнала и формирователя шума 1-битного дельта-сигма аналого-цифрового преобразователя (АЦП), без дециматора выходного сигнала (который обычно преобразует 1-битный поток битов в многобитный PCM). Кратковременное среднее значение 1-битного потока битов DSD пропорционально исходной амплитуде сигнала. Благодаря более высокой частоте дискретизации проигрыватель SACD может использовать однобитный ЦАП с аналоговым фильтром низкого порядка для реконструкции и создания аналогового выхода.
DSD использует методы формирования шума , чтобы поднять шум квантования до неслышимых ультразвуковых частот. Благодаря этому односкоростной DSD64 может обеспечить динамический диапазон 120 дБ от 20 Гц до 20 кГц и расширенную частотную характеристику до 100 кГц (большинство последних проигрывателей SACD указывают верхний предел от 80 до 90 кГц). [ необходима цитата ]
Различные форматы DSD используют частоты дискретизации в диапазоне мегагерц (МГц), как правило, с коэффициентом передискретизации , который является степенью числа два относительно частоты 44,1 кГц, используемой для аудио CD:
Имя | Аббревиатура | Частота дискретизации | Коэффициент передискретизации относительно 44,1 кГц | Примечания |
---|---|---|---|---|
Односкоростной DSD | DSD64 | 2.8224 МГц | 64x | Формат, используемый для носителей SACD. |
Двойная скорость DSD | DSD128 | 5.6448 МГц | 128x | С момента его создания создатели контента сделали записи DSD128 доступными, например, аудиофильский лейбл Opus3. [20] |
Четырехскоростной DSD | DSD256 | 11.2896 МГц | 256x | |
Восьмикратная скорость DSD | DSD512 | 22,5792 МГц | 512x | |
DSD с сексдекупольной скоростью | DSD1024 | 45,1584 МГц | 1024x |
См. дельта-сигма-модуляцию § Теоретическое эффективное число бит для анализа эффективного числа бит , которое может быть достигнуто с помощью передискретизации, особенно при использовании модулятора более высокого порядка .
Сведение и мастеринг музыки DSD для загрузки на SACD или в Интернет сопряжены с трудностями из-за сложности выполнения операций цифровой обработки сигнала (DSP) (таких как эквализация, балансировка, панорамирование) в однобитовой среде.
Старые аналоговые записи обрабатывались с помощью аналогового оборудования, а затем оцифровывались в DSD. Также можно избежать обработки, используя только доступные настройки студийного оборудования при записи в DSD.
Один из доступных методов DSP — это преобразование DSD в PCM и использование стандартного оборудования PCM, такого как Pro Tools , полезного для рок-музыки и современной музыки, которая опирается на многодорожечные методы, а затем цифровое преобразование обратно в формат DSD. Некоторые сторонники DSD не одобряют этот метод, утверждая, что преобразование PCM в более низкую частоту дискретизации снижает качество звука DSD.
Формат и набор инструментов для обработки DSD PCM были разработаны под названием Digital eXtreme Definition (DXD). Это формат PCM с 24-битным разрешением, сэмплированный на частоте 352,8 кГц. Другая технология DSP использует формат, обычно называемый DSD-wide , который сохраняет высокую частоту дискретизации стандартного DSD, но использует 8-битные сэмплы с формированием шума . DSD-wide иногда пренебрежительно называют PCM-narrow . Он имеет преимущество в том, что делает операции DSP практичными, сохраняя частоту дискретизации 2,8224 МГц. Обработанный сигнал DSD-wide преобразуется в конечный 1-битный продукт DSD с той же частотой дискретизации. Обработка DSD-wide с более высокими частотами дискретизации нескольких DSD также возможна. Pyramix и некоторые системы цифровых звуковых рабочих станций (DAW) SADiE могут работать в области DSD-wide. [ необходима цитата ]
DXD изначально был разработан для рабочей станции Merging Technologies Pyramix и представлен вместе с их преобразователем Sphynx 2, AD/DA в 2004 году. Эта комбинация означала, что можно было записывать и редактировать непосредственно в DXD, [21] и что сэмпл конвертировался в DSD только один раз перед публикацией. Это дает пользователю преимущество, поскольку шум, создаваемый преобразованием DSD, резко возрастает выше 20 кГц, и больше шума добавляется каждый раз, когда сигнал конвертируется обратно в DSD во время редактирования.
Рабочая станция Pyramix Virtual Studio Digital Audio позволяет записывать, редактировать и мастерить все форматы DSD вплоть до DSD256. Поддерживается вариант DSD256 12,288 МГц на основе опорного сигнала 48 кГц [a] . ЦАП exaSound e20 стал первым коммерчески доступным устройством, способным воспроизводить DSD256 с частотой дискретизации 11,2896 или 12,288 МГц. [22] [23] АЦП/ЦАП Merging Technologies Horus обеспечивает частоту дискретизации до 11,2 МГц, что в четыре раза превышает частоту SACD.
DSD128, 5,6448 МГц, что в два раза превышает скорость SACD, поддерживается несколькими аппаратными устройствами, такими как exaSound e20 Mk II DA,C [24], 1-битный цифровой рекордер Korg MR-1000, выходной адаптер Amanero Combo384 DSD и снятый с производства интерфейс exaU2I USB to I²S .
Программное обеспечение, поддерживающее DSD, включает в себя Amarra Luxe от Sonic Studio , Audirvana, foobar2000 с плагином SACD, JRiver Media Center , Roon, [25] HQPlayer и Neutron Music Player, которые способны обрабатывать файлы DSD со скоростью до DSD512 в полностью исходном формате.
Sony разработала DSD для SACD, и многие проигрыватели дисков поддерживают SACD. Поскольку формат является цифровым, существуют и другие способы воспроизведения потока DSD; разработка этих альтернатив позволила компаниям предлагать высококачественные загрузки музыки в формате DSD. [26]
Некоторые профессиональные аудиорекордеры (от Korg , Tascam и других) могут записывать в формате DSD. Передача этого сигнала на записываемый DVD с помощью соответствующих инструментов, таких как программное обеспечение AudioGate, поставляемое в комплекте с рекордером Korg MR-2000S, [27] создает DSD-диск . Такие диски можно воспроизводить в собственном формате DSD только на определенных ноутбуках Sony VAIO и системах PlayStation 3. [28] Sony выпустила два проигрывателя SACD, SCD-XA5400ES и SCD-XE800, которые полностью поддерживают формат DSD-дисков. В июне 2012 года Pioneer выпустила серию проигрывателей SACD, совместимых с DSD-дисками. PD-30 и PD-50. В январе 2013 года TEAC анонсировала проигрыватель, совместимый с DSD-дисками, PD-501HR. [29]
Альтернативой записи файлов DSD на диски для последующего воспроизведения является передача (незашифрованных) файлов с компьютера на аудиооборудование по цифровому каналу, такому как USB. Спецификация USB audio 2.0 определила несколько форматов для более распространенного подхода PCM к цифровому аудио, но не определила формат для DSD.
В 2012 году представители многих компаний и другие разработали стандарт для представления и обнаружения звука DSD в кадрах PCM; стандарт, обычно известный как DSD поверх PCM (DoP), подходит для других цифровых каналов, использующих PCM. [30] В версии 1.1 была добавлена поддержка протокола для более высоких частот дискретизации DSD без необходимости увеличения базовой частоты дискретизации PCM.
Определение собственного воспроизведения DSD — это своего рода вопрос философии. В общем, оно позволяет избежать преобразования данных DSD в многобитный PCM где-либо по всей цепочке воспроизведения. [ необходима цитата ] Многие коммерчески доступные ЦАП теперь поддерживают собственный DSD .
Между сторонниками DSD и PCM было много споров по поводу того, какая система кодирования лучше. В 2000 году Липшиц и Вандеркой заявили, что однобитовые преобразователи, используемые в DSD, не подходят для высокопроизводительных приложений из-за их высокого уровня искажений. [31] [32] В 2002 году Philips опубликовала статью, в которой утверждалось обратное. [33] Статья Липшица и Вандеркой была подвергнута дальнейшей критике со стороны Ангуса. [34] Липшиц и Вандеркой ответили на критику. [35] Стюарт также определил сигма-дельта-модуляцию как «совершенно неподходящий выбор» для цифрового звука высокого разрешения. [36]
Традиционная реализация DSD имеет внутренние высокие искажения. [37] Искажения можно уменьшить до некоторой степени, используя многобитные ЦАП. Современные АЦП основаны на схемах сигма-дельта-модуляции. Преобразователи с избыточной выборкой обычно используются в линейных форматах PCM, где выход АЦП или ЦАП подвергается ограничению полосы пропускания и дизерингу. [38] Большинство современных преобразователей АЦП и ЦАП используют избыточную выборку и многобитную конструкцию; другими словами, в то время как DSD является 1-битным форматом, современные преобразователи внутри используют формат от 2-битного [39] до 6-битного [40] .
Сравнение записей DSD и PCM с одинаковым происхождением, количеством каналов и схожей полосой пропускания и шумом дало противоречивые результаты. Исследование 2004 года, проведенное в Институте Эриха-Тиенхауза в Детмольде, Германия, показало, что в двойных слепых тестах «едва ли кто-либо из испытуемых мог провести воспроизводимое различие между двумя системами кодирования». [41] Напротив, исследование 2014 года, проведенное в Токийском университете искусств, показало, что слушатели могли отличить PCM (192 кГц/24 бита) от DSD (2,8 МГц) или DSD (5,6 МГц) (но не между двумя выборками DSD), предпочитая звучание DSD, а не PCM: «Например, стимул Drums DSD (5,6 МГц) имеет p = 0,001 при сравнении с PCM (192 кГц/24 бита) в общем предпочтении. Это говорит о том, что версия DSD была статистически значимо предпочтительнее версии PCM». [42] Однако эти результаты сомнительны, поскольку «два формата подвергались разной обработке, в частности, разной фильтрации низкочастотного контента». [43]
Несмотря на то, что SACD на основе DSD был более успешным, чем его прямой конкурент, DVD-Audio на основе PCM, DSD имел относительно небольшой успех на потребительском рынке. Прямая манипуляция записанными данными DSD затруднена из-за ограниченной доступности соответствующего программного обеспечения. Появление новых стандартов PCM высокого разрешения, таких как DXD , еще больше ограничило рыночную нишу DSD.
Существует несколько способов сохранения аудио в кодировке DSD в виде файлов на компьютере. Одним из вариантов является использование собственных форматов файлов DSD, используемых специально для этой цели. В качестве альтернативы DSD можно сохранять в аудиоформатах общего назначения, официально адаптированных для поддержки хранения DSD. Наконец, DSD-аудио может быть встроено в аудиопотоки PCM, не имеющие специальной поддержки DSD. Однако для восстановления потока DSD из этих файлов PCM необходим специальный декодер.
Расширение имени файла | .dff |
---|---|
Тип интернет-СМИ | аудио/x-dff |
Разработано | Филипс |
Последний релиз | 1.5 2004-27-04 |
Тип формата | DSD-аудио |
Веб-сайт | sonicstudio.com/pdf/dsd/DSDIFF_1.5_Spec.pdf |
Формат файла обмена DSD (DSDIFF) — это собственный формат файла DSD, разработанный Philips в период с 2000 по 2004 год для хранения записей DSD. [44] Формат поддерживает сжатие DST полезной нагрузки, а также аннотации, используемые при производстве Super Audio CD. Один файл DSDIFF может хранить целый альбом как один аудиопоток вместе с маркерами, указывающими местоположение отдельных дорожек для альбома. Некоторые части аудиоконтента могут быть полностью исключены из результирующего SACD. Встроенный формат метаданных предназначен для инженеров мастеринга, а не для потребителей. Например, маркеры, указывающие на начало новой звуковой дорожки, имеют текстовое поле для хранения произвольной текстовой информации. Однако нет требования, чтобы текст содержал название дорожки. Фактический стандарт для включения метаданных ID3 в неофициальный фрагмент ID3 был разработан позже, поскольку потребители приняли формат для хранения отдельных дорожек аудио DSD. Файлы DSDIFF обычно используют .dff
суффикс файла. Для формата файла DSDIFF не было зарегистрировано ни одного официального типа носителя . [45] Freedesktop.org использует неофициальные типы носителей audio/x-dff
. [46]
Расширение имени файла | .wsd |
---|---|
Тип интернет-СМИ | аудио/x-dsf |
Разработано | 1-битный аудиоконсорциум |
Тип формата | DSD-аудио |
Wideband Single-bit Data (WSD) — это собственный формат файла DSD, разработанный 1-bit Audio Consortium в 2002 году. [47] Консорциум был создан Университетом Васэда , Sharp и Pioneer годом ранее. [48] В 2012 году консорциум опубликовал обновленную версию 1.1 спецификации. [49] Заголовок WSD имеет поле для хранения абсолютной временной метки в сэмплах с полуночи. Временная метка позволяет точно узнать, сколько времени прошло между двумя записями, сделанными последовательно на одном и том же физическом устройстве записи. Портативные рекордеры Korg MR-1, MR-2, MR-1000 и MR-2000 поддерживают WSD наряду с другими форматами на основе DSD. [50] [51] [52]
Расширение имени файла | .dsf |
---|---|
Тип интернет-СМИ | аудио/x-dsf |
Разработано | Сони |
Последний релиз | 1.01 ноября 2005 г. |
Тип формата | DSD-аудио |
Веб-сайт | dsd-guide.com/sonys-dsf-file-format-spec |
DSD Stream File (DSF) — это собственный формат файла DSD, разработанный Sony около 2005 года. [53] [54] Формат предназначен для хранения отдельных дорожек звука DSD и имеет собственную поддержку включения метаданных ID3. Формат определяет поле «идентификатор формата», которое предположительно может использоваться для указания сжатия DST. Однако единственным идентификатором, определенным в спецификации, является число 0, указывающее «DSD raw». Файлы, содержащие данные DSF, обычно используют .dsf
суффикс файла. Официального типа носителя для формата файла DSF не зарегистрировано. [45] Freedesktop.org использует неофициальные типы носителей audio/x-dsf
. [46]
Форматы файлов, совместимые с DSD, поддерживают хранение звука, закодированного в формате DSD, в дополнение к звуку, закодированному в формате PCM .
WavPack — это универсальный формат хранения аудио, поддерживающий различные формы аудио. [55] Сжатый DSD-аудио также поддерживается форматом. [56] Поддержка DSD была первоначально представлена с выпуском пакета программного обеспечения WavPack версии 5 в декабре 2016 года. [57] Файлы, содержащие данные WavPack, обычно используют .wv
суффикс файла. Для формата файла WavPack не зарегистрировано ни одного официального типа носителя. [45] Freedesktop.org использует неофициальные типы носителей audio/x-wavpack
. [46] Поскольку WavPack поддерживает несколько форматов, суффикс или тип MIME сам по себе не указывает на наличие DSD-аудио.
В дополнение к фактическим форматам файлов DSD, формат, называемый DSD Audio over PCM Frames (DoP), используется для внедрения DSD в аудиопотоки PCM. [58] DoP позволяет обойти любой компонент, поддерживающий только PCM, в цепочке воспроизведения, который не позволит ЦАП с поддержкой DSD получать необработанные данные DSD, необходимые для собственного воспроизведения DSD. В то время как DoP предназначен для использования в качестве проводного протокола, используемого для связи между приложением музыкального проигрывателя и ЦАП, существуют инструменты, которые могут встраивать DSD, закодированный в DoP, в файлы FLAC, позволяя пользователям использовать проигрыватель, не поддерживающий DSD, для воспроизведения DSD с помощью ЦАП с поддержкой DoP. [59] Поток DoP разработан так, чтобы звучать как шум низкой громкости при воспроизведении ЦАП с поддержкой только PCM, в то время как ЦАП с поддержкой DoP обнаружит наличие данных DSD, извлечет их из PCM и воспроизведет как DSD.
В Европе и некоторых других частях света это было сделано с использованием формата SACD, но не в Северной Америке, как в случае с другими переизданиями (например, альбомами Depeche Mode).
Спасибо @wizardofoz, удалось загрузить 'Wechseldominante - Babel DSD512\Wechseldominante - Babel (DSD512).dff' и воспроизвести на моем Holo Spring DAC. Прямое воспроизведение DSD512 гораздо менее ресурсоемко для компьютера, если не выполняется никаких преобразований. Мне удалось воспроизвести DSD512 без каких-либо проблем.
{{cite web}}
: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )—Сравнение DSD и PCM