ТЕОРИЯ

Исследование различения звука с высоким разрешением без использования музыкальных фрагментов

Юки Фукуда (Yuki Fukuda) и Сюнсуке Исимитсу (Shunsuke Ishimitsu)

Аспирантура по информатике, Университет Хиросимы, Япония

Аннотация

В настоящее время чрезвычайно популярными становятся аудиоформаты высокого разрешения (ВР, Hi-Res), которые имеют более высокую частоту дискретизации (Fд) и разрядность по сравнению с форматом компакт-диска. Был проведен ряд исследований, чтобы выяснить, можно ли различить эти форматы. Однако, большинство исследований были основаны на использовании музыкальных фрагментов в экспериментальных целях. В этом докладе сделана попытка выявить возникающие в связи с этим проблемы. Мы также ответили на вопрос, связанный с различением звука форматов ВР и компакт-диска при использовании для прослушивания не музыки, а шума.

1. Введение

В последние годы большое внимание уделяется аудиоданным, получившим название «аудиоформаты высокого разрешения», которые имеет более высокую частоту дискретизации и разрядность, чем формат компакт-диска [1-4]. Много исследований было проведено с целью обнаружения различий между звуком с ВР и не-ВР.

Нисигучи (Nishiguchi) и др. [2] провели испытание «дуо-трио» для 36 участников, чтобы проверить, могут ли они различать ВР и не-ВР. В исследовании сообщалось, что некоторые из участников смогли различать все сигналы, которые имели частоту выше 21 кГц или ниже. Однако некоторые из участников (включая четырх студентов музыкального колледжа, скрипача и звукорежиссера) не показали каких-либо значимых результатов для нескольких аудиоформатов ВР (таких как WAV, FLAC, DSD и др.).

Мизумачи (Mizumachi) и др. [3] сравнивали формат компакт-диска с музыкальной фонограммой формата ВР с помощью теста, в котором приняли участие 27 участников. Результаты показали, что участники могли различать эти форматы с точностью 57 %. Также было определено, что девять участников смогли различать эти форматы во всех случаях. Кроме этого, семь человек с музыкальным образованием, которые сами играли на музыкальных инструментах или ежедневно слушали музыку с ВР, смогли различить более высокую и низкую разрядность.

Сугуро (Suguro) и др. [4] во время испытаний предлагали для прослушивания два музыкальных фрагмента с различной разрядностью, но с одинаковой частотой дискретизации, причем эти фрагменты воспроизводились одновременно. Результаты показали, что локализация звуковой картины произошла на той стороне, где воспроизводился фрагмент с более высокой разрядностью.

Однако необходимо подчеркнуть, что во всех этих исследованиях во время проведения экспериментов использовались только музыкальные фрагменты. В связи с этим мы считаем, что сделанные выводы не могут считаться общими, потому что в исследованиях не был исключен эффект влияния уровня музыкального опыта участников (игра на музыкальных инструментах, прослушивание музыки и т. п.) [4, 8, 9].

В настоящей работе мы сосредоточились на том факте, что во всех предыдущих исследованиях для проведения экспериментов использовались исключительно музыкальные фрагменты. Мы рассматриваем возможность различения форматов ВР и не-ВР без воспроизведения каких-либо музыкальных фрагментов.

2. Определение аудио высокого разрешения

Ниже приведены определения аудио высокого разрешения (АВР), данные некоторыми организациями [5-7]. Далее мы уточним существующее определение АВР.

2.1 Японская ассоциация производителей электроники и информационных технологий (Japan Electronics and Information Technology Industries Association, JEITA)

JEITA определила «формат компакт-диска» как цифровые аудиоданные, которые имеют частоту дискретизации 44,1 кГц или 48 кГц и разрядность 16 бит [6].

Далее, JEITA определила ВР как аудиоданные, которые имеют или более высокую частоту дискретизации, или разрядность по сравнению с форматом компакт-диска. Примеры для понимания этого определения приведены в Таблице 1.

Таблица 1. Примеры аудиоформатов ВР, JEITA [6]

2.2 Американская ассоциация звукозаписывающих компаний (Recording Industry Association of America, RIAA)

RIAA определила АВР как аудио без потерь, способное воспроизвод�