Joint stereo vs stereo

Список разделов Аудиоплеер foobar2000 Звуковой тракт

Описание: Всё что касается вывода звука при помощи foobar2000

Сообщение #1 Doc66 » 13.04.2010, 00:21

Помогите советом.
Кодируя звуковую дорогу к фильмам никогда не задумывался над вопросом, как кодировать звук? Как Стерео, или как Совмещенное стерео?
В Сети на этот вопрос нет однозначного ответа. Как считаете вы? Спасибо заранее
Doc66
Автор темы, Новичок
Репутация: 0
С нами: 7 лет 11 месяцев

Сообщение #2 66Sick » 13.04.2010, 01:43

Тоже когда-то задался этим вопросом, погуглил, теперь кодирую только с Joint Stereo))) А почему - не помню/

P.S. Совмещение ников забавное B)
66Sick M
Бывалый
Аватара
Возраст: 32
Репутация: 1
С нами: 9 лет 7 месяцев

Сообщение #3 pmp140 » 13.04.2010, 17:24

В 90-е годы, когда все пользовались энкодером от Fraungopher, алгоритм joint stereo (впрочем, как и алгоритм VBR) были реализованы в этом энкодере ПРЕОТВРАТНО!!!  Вместо нормальных полноценных стереодорожек получалась каша с взаимопроникновением каналов друг-в-друга и "перекрученной" фазой сигнала.  Поэтому пользователи его так и называли: "Богомерзкий joint stereo".  Но на спектрограмме такой сигнал выглядел более "насыщенным" и красивым.

В энкодере lame (особенно последних версий типа 3.98.2 и новее) этот алгоритм улучшили, фактически он стал похож на lossless-алгоритм типа flac , но с преднамеренным ухудшением качества (обрезкой ВЧ выше 165000Гц).

В энкодере lame 3.93.1 алгоритм joint stereo ещё не был "вылизан" до совершенства и на разных стилях музыки выдаёт непредсказуемый результат по качеству, т.е. можно получить как нормаьное стерео-разделение, так и "богомерзкий joint".   Поэтому,  lame-ры "со-стажем" предпочитают чуть ухудшив спектр сигнала,  получить две оригинальные стерео-дорожки, используя ключ  -m s


И ещё (цитаты из технической литературы):

***

Существует несколько вариантов записи двухканального звука в MP3.

   * Dual Channel. Варианты: Dual Stereo, 2 Channel. Каналы полностью независимы. Каждый использует ровно половину битрейта. Рекомендуется, когда левый и правый каналы несут абсолютно независимую информацию (например, в левом - звуковое сопровождение фильма, а в правом - речь переводчика). Также это бескомпромиссный по качеству вариант для сложных музыкальных произведений на самых высоких битрейтах (320 кбит/с).
   * Stereo. В целом аналогично предыдущему случаю - каждый канал кодируется отдельно, но битрейт может расходоваться динамически. То есть, если в какой-то момент времени левый канал несет скудную звуковую информацию, часть его битрейта может быть отдана правому каналу, наполненному сложной музыкальной партией "под завязку". Выбор профессионала на битрейтах порядка 256 кбит/с. Возможно использование режима Stereo и на более низких битрейтах (128-160 кбит/с), особенно это оправдано в случаях заметных фазовых расхождений между каналами, когда Joint Stereo пасует.
   * Joint Stereo (MS Stereo). Из стереосигнала выделяется некий средний (Mid) сигнал, кодируемый большей частью битрейта, и разностный между каналами (Side) - для него отводится меньшая часть битрейта. Иногда это очень обоснованный метод, позволяющий максимально эффективно использовать емкость кодированного потока. Однако в случае фазового сдвига между каналами (который чаще всего встречается на оригиналах, изначально записанных на магнитофонную ленту), Joint Stereo MS резко сдает свои позиции - своеобразные фазовые искажения начинают просто резать слух. Вообще, даже при самых благоприятных условиях Joint Stereo, прямо скажем, не улучшает стереопанорамы.
   * Joint Stereo (MS/IS Stereo)Еще более упрощенный вариант предыдущего метода. Все также из исходного стереосигнала выделяется средний для обоих каналов. Но в некоторых частотных диапазонах вычисляется уже не разностный сигнал, а просто соотношение мощностей каналов (IntenSive). Это еще больше экономит место, но при этом полностью теряется фазовая информация, так как сигналы обоих каналов приводятся к одной фазе. Рекомендуется использовать в крайне тяжелых условиях низких битрейтов (64-96 кбит/с), в тех случаях, когда можно пожертвовать стереопанорамой в пользу общего качества звука.

Наконец, на низких битрейтах (диапазон 96-128 кбит/с) начинается полный кошмар для уха аудиофила. Режим Joint Stereo, применение которого на данных битрейтах вполне оправдано, приводит либо к фазовым искажениям (своеобразная металлизированная "шепелявость", "мутации звука"), либо к смазанности стереопанорамы вместе с другими артефактами сильной компрессии (неестественность, "роботизированность" звука). При использовании режимов Stereo или Dual Channel на таких низких битрейтах уже элементарно не хватает информационной емкости потока для сохранения более-менее значимых сигналов из исходной записи. В результате качество хуже, чем при использовании Joint Stereo.

***

В GPSYCHO реализован и переменный битрейт (VBR, variable bitrate), и технология mid/side stereo, дающая иногда лучшие результаты, нежели технология объединенного стерео (joint stereo) и другие разработки, такие, как ABR (average bitrate), улучшенная квантизация и т. п.

Сущность технологии переменного битрейта (или VBR) заключается в увеличении битрейта в тех местах, где требуется более точная передача звука, и соответственно в его уменьшении, когда человеческое ухо менее чувствительно к потерям сжатия. При работе VBR указывается наименьший и наибольший битрейт, в рамках которых он будет изменяться при компрессии звука. Битрейт для какого-то определенного участка звука выбирается, естественно, самой программой автоматически. MP3-файл, закодированный с переменным битрейтом, занимает, как правило, меньше места и обладает лучшим качеством, в сравнении с той же композицией, сжатой с постоянным битрейтом.

Технология mid/side stereo дополняет систему объединенного стерео (joint stereo). Без их применения MP3-компрессор использует классическую схему стереосжатия, когда левый и правый канал звука сжимаются раздельно. При joint stereo кодируется общий поток звука для обоих каналов, а затем отдельно записываются различия в звучании правых и левых каналов. Обычно эти отличия минимальны, что позволяет достигать меньшего размера результирующего сжатого файла при сохранении высокого качества. Модель GPSYCHO добавляет технологию mid/side stereo, при которой анализируются не левый и правый канал, а средний и боковой. Для среднего канала отводится больше места, чем для бокового. Если звук имеет небольшие стереовариации, то в боковом канале будет появляться незначительное количество информации и использование mid/side stereo приводит к серьезным выигрышам в объеме сжатия. В противном случае, когда правый и левый канал сильно различаются, в боковом канале аудиопотока будет содержаться большое количество данных, и результат применения mid/side stereo проявится в виде шумов как в левом, так и в правом канале.

***
Последний раз редактировалось pmp140 13.04.2010, 17:34, всего редактировалось 1 раз.
____________________________________________
PC → audiocard Echo GINA 3G (24bit/96kHz) → Nakamichi DAC-41 (2 x PCM1702) → amplifier Pioneer A-07 → speakers Optonica CP-5000
pmp140
Бывалый
Аватара
Репутация: 1
С нами: 8 лет 5 месяцев

Сообщение #4 Doc66 » 13.04.2010, 17:54

Спасибо за ответы.
Вообщем, использованиеJoint Stereo оправдано на малых битрейтах (96-192) - это основной битрейт, с которым я кодирую рипы. 192 - на музыкальные программы.
Далее, если нужно увеличивать битрейт до 256 - 320,  то предпочтительнее Stereo. Я, надеюсь, что понял правильно?
Doc66
Автор темы, Новичок
Репутация: 0
С нами: 7 лет 11 месяцев

Сообщение #5 pmp140 » 15.04.2010, 14:57

2Doc66
На вкус и цвет - все фломастеры - РАЗНЫЕ!
Т.е. лично я кодирую в режиме STEREO, начиная с 192 кбит/с.
Joint Stereo - на малых битрейтах  64-160 кбит/с.
____________________________________________
PC → audiocard Echo GINA 3G (24bit/96kHz) → Nakamichi DAC-41 (2 x PCM1702) → amplifier Pioneer A-07 → speakers Optonica CP-5000
pmp140
Бывалый
Аватара
Репутация: 1
С нами: 8 лет 5 месяцев

Сообщение #6 MelomanTG » 17.04.2010, 14:20

А я вообще все кодирую на стерео, многие кодируют на VBR. По качеству особых различий не видел... Но предпочтение отдаю стерео.
Музыка нас связала)))
MelomanTG M
Новичок
Аватара
Возраст: 36
Откуда: Россия/ЕКБ
Репутация: 0
С нами: 6 лет 11 месяцев

Сообщение #7 RBS_Vader » 03.12.2013, 02:50

Математически нет разницы. Использую CBR320/JS, а вообще-то, перехожу на FLAC, чего советую всем любителям качества.
Battletech-лига StarTerra||E-MU 0404 PCIe/Yamaha AX-750/Technics SB-CS90
RBS_Vader M
Бывалый
Аватара
Возраст: 39
Откуда: Таллин
Репутация: 2
С нами: 3 года 3 месяца

Сообщение #8 simmons » 10.12.2013, 03:13

Только не джойнт стерео, это просто какая-то мерзость при увеличении громкости стереопанорама не расширяется как в стерео режиме. Увидеть в данных файла 320 кбпс в мр3 + джойнт стерео - просто дебилизм, зачем кастрировать и поганить ещё звук, если он и так кастрирован в мр3?
simmons M
Мастер
Аватара
Возраст: 44
Репутация: 73
С нами: 8 лет

Сообщение #9 spijet » 10.12.2013, 06:55

Веселье да и только. "Богомерзким" был сам кодировщик MP3, т.к. Joint Stereo с течением времени не менялся вообще, это две простейшие формулы пересчёта исходных дорожек для увеличения "сжимательности" файла и меньшего (по ситуации) ущерба для звука.
Joint Stereo для самых маленьких
Обозначим буквами "l" и "r" исходные левый и правый каналы, а "L" и "R" - каналы на "выходе", то, что получится при чтении mp3 декодером, так же добавим буквы "m" и "s" для обозначения "серединного" (общего) и "стороннего" (разностного) потоков, используемых в JS.
Получим:
m=(l+r)/2;
s=(l-r)*2;
На выходе:
L=(M*2)+(S/2); Грубо говоря получим (l+r)+(l-r)=2l
R=(M*2)-(S/2); Получим (l+r)-(l-r)=l-l+r+r=2r
На выходе декодера получится L=2l и R=2r, естественно, эти потоки потом делятся на 2, чтобы избежать обрезки при декодировании в integer-PCM.
Примерно так оно работает. Может используются другие коэффиценты, может они используются на других стадиях, может новые версии LAME чередуют блоки stereo и joint stereo, но принцип работы Joint Stereo именно такой.

Т.к. музыка, которую слушает (и делает) человек, не содержит абсолютно разной и несочитаемой информации в левом и правом канале, Joint Stereo отлично работает почти для всего, потому что чем меньше различий между каналами, тем больше битрейта можно безболезненно отдать под общий канал.
Внезапно всплывающий ворчун. Ленив, противен, 'self-hating audiophile'. Люблю издеваться над людьми, которые разогревают кабели.
ASUS Xonar D2 / Philips SHP2700
spijet M
Бывалый
Аватара
Откуда: Иркутск
Репутация: 13
С нами: 6 лет 9 месяцев

Сообщение #10 vladj » 10.12.2013, 12:10

Нехорошо обзывать формат, которым все с удовольствием пользовались на заре, так сказать...Хотя в те дальние времена я предпочитал
жать и слушать в WMA. Формат был выбран после тщательных прослушиваний на хорошей( по тем временам) аппаратуре в компании таких-
же, увлекающихся музыкой, друзей.
HTPC Termaltake, Onkyo 525E,Yamaha 8900.
vladj M
Гуру
Аватара
Откуда: Пермский край
Репутация: 265
С нами: 7 лет 1 месяц

Сообщение #11 simmons » 10.12.2013, 12:22

Т.к. музыка, которую слушает (и делает) человек, не содержит абсолютно разной и несочитаемой информации в левом и правом канале, Joint Stereo отлично работает почти для всего, потому что чем меньше различий между каналами, тем больше битрейта можно безболезненно отдать под общий канал.

Ага я ради примера выложу трек Within temptation c битрейтом в 320 кбпс стерео ( в мерзском мр3 :) ) и трек другогй группы в 320 кбпс в джойнт стерео вот и сравнишь и узнаешь как ужасно звучит так как джойнт стерео переносит панораму в центр и приглушает левый и правый канал.
... Может для битрейтов ниже 128 кбпс джойнт стерео является чудом :)
simmons M
Мастер
Аватара
Возраст: 44
Репутация: 73
С нами: 8 лет

Сообщение #12 spijet » 10.12.2013, 12:35

джойнт стерео переносит панораму в центр и приглушает левый и правый канал
Интересно, а какие параметры кодировщика вы используете?

Я на самодельных конверсиях FLAC->MP3 слышу только общую разницу в громкости (т.к. насильно применяю ReplayGain), а панорама никуда не переносится и ничего не приглушается (кроме того, что попадает под нож lowpass-фильтра, естественно). Откуда я знаю, вдруг вы кодируете с каким-нибудь -q 5 и сверяете на записи, которая была смастерена по принципу "да здравствует Loudness War, мы добавим высоких частот и их гармоник, чтобы было больше 'громкости' и пространства!!". :toothless:
Кстати, Within Temptation этим болеют, сколько я сталкивался с их записями. Может не там смотрел?

Про приглушение левого и правого канала - были конечно эксперименты с многоканальным mp3, но дальше экспериментов дело не дошло, поэтому ваше "приглушает левый и правый канал" мне не совсем понятно. Он у вас всё сразу приглушает? :biggrin:
Внезапно всплывающий ворчун. Ленив, противен, 'self-hating audiophile'. Люблю издеваться над людьми, которые разогревают кабели.
ASUS Xonar D2 / Philips SHP2700
spijet M
Бывалый
Аватара
Откуда: Иркутск
Репутация: 13
С нами: 6 лет 9 месяцев

Сообщение #13 simmons » 10.12.2013, 12:54

я говорю об мр3 скачанных а не кодированных.
simmons M
Мастер
Аватара
Возраст: 44
Репутация: 73
С нами: 8 лет

Сообщение #14 vladj » 10.12.2013, 13:03

Смешно, а какая разница между ними ? Тем-более конвертят и выкладывают все, кому не лень, с любыми настройками, которые
только взбредут в голову. Сравнить можно только на своём материале, рипнутом со своего CD, сделав свои настройки, имхо.
HTPC Termaltake, Onkyo 525E,Yamaha 8900.
vladj M
Гуру
Аватара
Откуда: Пермский край
Репутация: 265
С нами: 7 лет 1 месяц

Сообщение #15 simmons » 10.12.2013, 13:13

естественно (в скачанном флаке) и вот, почему то ни в флаке , ни в обезьяне , ни в огге не встретишь "удивительного" профиля кодирования в джойнт стерео....
simmons M
Мастер
Аватара
Возраст: 44
Репутация: 73
С нами: 8 лет

Сообщение #16 spijet » 10.12.2013, 13:19

ни в огге
OGG Vorbis, кстати, тоже использует Joint Stereo. :wink:
Сейчас из интереса решил посмотреть на различия между оригиналом и двумя вариантами MP3 (Stereo и Joint Stereo). Как всё закончу - напишу сюда, что наблюдал и дам ссылку на архив со всем тем, что я "нанаблюдал". :think:
Внезапно всплывающий ворчун. Ленив, противен, 'self-hating audiophile'. Люблю издеваться над людьми, которые разогревают кабели.
ASUS Xonar D2 / Philips SHP2700
spijet M
Бывалый
Аватара
Откуда: Иркутск
Репутация: 13
С нами: 6 лет 9 месяцев

Сообщение #17 simmons » 10.12.2013, 13:22

отлично, спасибо
simmons M
Мастер
Аватара
Возраст: 44
Репутация: 73
С нами: 8 лет

Сообщение #18 spijet » 10.12.2013, 14:54

Ну что ж, весь набор вавок со сравнениями у меня готов.
По результатам могу сказать, что simmons неправ и (по крайней мере в cлучае с выбранной мной песней Wall Of Voodoo - Back In Flesh) Joint Stereo даёт меньше искажений, чем "честный" Stereo.
Под спойлером - скрин RG-сканера Foobar2000 и мои наблюдения.
Много букв!!
Изображение
Значение Track Gain здесь показывает, насколько была увеличена громкость трека, чтобы он "добрал" 89dB SPL, используемые ReplayGain'ом как "эталон". Track Peak - максимальную амплитуду сигнала в численном эквиваленте.
Таким образом, чем больше Track Gain - тем больше надо усилить сигнал, чтобы его услышать, а это значит, что искажений (т.к записаны там ТОЛЬКО искажения) в этом случае меньше.

Так, мы видим, что разница между оригиналом и MP3 в Joint Stereo (файл bif_aligned_all_orig-js) по амплитуде достигает 0.013 (1.0 - полная шкала, -0.0 "цифровых" dB) и имеет Track Gain +40.13.
А разница между оригиналом и MP3 Stereo имеет пик амплитуды равный 0.016 и Track Gain +39,15.
Track Gain меньше - искажений больше. Получается, что стерео-MP3 "гадит" почти на 1 децибел SPL больше, чем JS.

Теперь пойдём дальше и сравним всё "по частям", ведь у Joint Stereo битрейт между каналами делится не поровну.

Смотрим по списку и видим файлы bif_aligned_mid_orig-*. В них записаны разницы общего (Mid) канала оригинала с таковым у Joint Stereo и просто Stereo соответственно.
На этот раз пик амплитуды в обоих случаях одинаков, но значения Track Gain неравны. Почему так?
ReplayGain считает громкость не исходя из значения амплитуды сигнала, а ориентируясь на психоакустику, в частности на то, какие частоты воспринимаются ухом громче\тише.
То есть, пик у нас в обоих случаях одинаков, но в случае со Stereo присутствует больше "мусора" в спектре, скорее всего в верхних частотах, т.к. они человеком воспринимаются громче.
Отсюда 0.11 дБ разницы, опять в пользу Joint Stereo.

Остались файлы side_*. В них я записал разностные (Side) каналы у всех трёх вариантов (side_orig, side_js, side_st) и разницу Side оригинала и обоих MP3 (side_orig-js, side_orig-st).
И снова победил Joint Stereo, потому что в его случае искажения Side-канала остались на уровне 0.0092, а у Stereo они доросли до 0.010, а по гейну Stereo опять нашумел больше на ~1dB.

Как небольшой бонус, оставил разницу разностных каналов Stereo и Joint Stereo, чтобы посмотреть, как они "гадят" относительно друг друга, но я не знаю, зачем. :D

Если кто-то хочет перепроверить это всё сам, то вот архив с тремя вариантами самой песни и записями всех искажений в 24\44100 (24 бита, чтобы ничего "ценного" не потерялось).
Записи искажений сжаты во FLAC. Если вдруг найдутся те, кто не верит в то, что FLAC сжимает всё без потерь - обязательно скину оригинальные WAV по запросу.
Внезапно всплывающий ворчун. Ленив, противен, 'self-hating audiophile'. Люблю издеваться над людьми, которые разогревают кабели.
ASUS Xonar D2 / Philips SHP2700
spijet M
Бывалый
Аватара
Откуда: Иркутск
Репутация: 13
С нами: 6 лет 9 месяцев

Сообщение #19 simmons » 10.12.2013, 19:01

Спасибо, но помоему речь шла об мр3 а не о флаке или я неправильно понял?
simmons M
Мастер
Аватара
Возраст: 44
Репутация: 73
С нами: 8 лет

Сообщение #20 spijet » 10.12.2013, 19:19

Вы же сами сказали:
simmons писал(а):Только не джойнт стерео, это просто какая-то мерзость при увеличении громкости стереопанорама не расширяется как в стерео режиме. Увидеть в данных файла 320 кбпс в мр3 + джойнт стерео - просто дебилизм, зачем кастрировать и поганить ещё звук, если он и так кастрирован в мр3?

Вот я вам и показал, что Joint Stereo никакая не мерзость, а очень даже приятная и полезная штука.

Добавлено спустя 18 часов 12 минут:
А записи во FLAC для того, чтобы они были не такими огромными как WAV. Но и в MP3 их сжимать не нужно, ведь надо замерить искажения, а не нарастить их.
Внезапно всплывающий ворчун. Ленив, противен, 'self-hating audiophile'. Люблю издеваться над людьми, которые разогревают кабели.
ASUS Xonar D2 / Philips SHP2700
spijet M
Бывалый
Аватара
Откуда: Иркутск
Репутация: 13
С нами: 6 лет 9 месяцев

След.

Вернуться в Звуковой тракт

Кто сейчас на форуме (по активности за 10 минут)

Сейчас этот раздел просматривают: 1 гость