Дизеринг что это в телевизоре

Глубина цвета в мониторах (8bit+A-FRC) 10bit, 10bit (8bit+FRC), 12 bit

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Что такое глубина цвета в мониторах и телевизорах

В мониторах производители могут указывать глубину цвета или количество передаваемых цветов. Экран монитора может передавать цвета с количеством цветовых оттенков например 8 бит, цвет имеет глубину 2 в 8 степени это означает, что один цвет может быть показан с 256 оттенками, в свою очередь оттенки могут комбинироваться, поскольку матрица экрана может отразить 3 цвета (синий, зелёный, красный) то количество оттенков в 8 битной матрице монитора будет 256х256х256=16777216 это 16,7 миллионов цветов.

Какая может быть глубина цвета в мониторе, телевизоре

Экраны с глубиной цвета 6Bit

6 бит — 0,26млн. цветов, такие матрицы ставят в самые дешёвые мониторы и телевизоры, это матрицы изготовленные по технологии TN, мониторы с такими экранами используются для офисной работы, совершенно не предназначены для работы с графикой.

Экраны с глубиной цвета 8bit

8 бит — 16.7млн. мониторы и телевизоры среднего класса более менее подходят для работы с графикой. Это экраны изготовленные по VA или IPS технологии. Довольно неплохое качество изображения для большинства пользователей.

Экраны с глубиной цвета 10bit

10бит — 1,07млрд цветов такие мониторы и телевизоры подходят для работы с фотографиями и других работ требующих качественных цветовых переходов. 10 bit экраны устанавливаются в топовые мониторы и телевизоры. Имееют очень качественую картинку.

Видеокарта компьютера способна передавать глубину цвета как правило не менее 8 бит, а более мощные 10 бит.

Экраны с глубиной цвета 12bit

12 bit экраны очень редкие используются очень мало, причина дороговизна в производстве, небольшой рынок. Как правило такие экраны используются только в дорогих устройствах специального назначения. Пример медицинские диагностические мониторы, когда градация цветовых оттенков играет важную роль. Но стоимость такого монитора раз в 10 больше обычного.

Что означает (8bit+FRC), (6bit+FRC)

Дабы адаптировать мониторы к мощностям видеокарт был придуман дизеринг или технология (FRC) Frame rate control. Чуть позже технология была применена и в телевизорах.

Чтобы создать большее число оттенков было придумано заставить мигать подсветку пикселей. Благодаря такому усовершенствованию визуальное восприятие цветов стало больше и производители стали такие матрицы называть более лучшими и они получили обозначение A-FRC. На самом деле подсветка не совсем мигает, правильней сказать подсветка имеет несколько уровней яркости. Быстро меняя яркость подсветки меняется оттенок изображения, добавляется количество оттенков. Особых затрат для этого не надо, но позволяет позиционировать телевизор или монитор как устройство более высокого класса.

6bit+FRC, 8bit+FRC что это

(8bit+A-FRC) или (8bit+FRC) — если в характеристиках монитора встретится такое обозначение, то надо понимать, что реально монитор может показывать изображение с глубиной 8 бит, но в нём применена технология FRC и визуально изображение будет сопоставимо с монитором имеющим глубину цвета в 10 бит. Так ли это сказать трудно, обычному пользователю, без специальных приборов проверить работу FRC не возможно. Но логика подсказывает, что мониторы и телевизоры с FRC не могут быть сопоставмы с мониторами которые поддерживают реальные 8 бит или 10бит.

С экранами (6bit+FRC) — всё аналогично.

Но зачем это нужно, исследования показали, что максимально человек может различать до 10 млн.цветов и в зависимости от физиологии конкретного человека, уровень восприятия цветов колеблется от 3000 до 10млн. Людей способных распознавать миллионы цветов, всего несколько на 1000. Так зачем 10 бит панели, если человек не в состоянии распознавать большее количество оттенков. Ответ в индивидуальном восприятии, кто то видит больше оттенков с красным цветом, кто то зелёным. Визуально монитор с глубиной цвета в 10bit будет показывать более красивое изображение для любого человека.

Но для решения большинства задач вполне достаточно 8 битного монитора.

Источник

frc монитор что это

В мониторах производители могут указывать глубину цвета или количество передаваемых цветов. Экран монитора может передавать цвета с количеством цветовых оттенков например 8 бит, цвет имеет глубину 2 в 8 степени это означает, что один цвет может быть показан с 256 оттенками, в свою очередь оттенки могут комбинироваться, поскольку матрица экрана может отразить 3 цвета (синий, зелёный, красный) то количество оттенков в 8 битной матрице монитора будет 256х256х256=16777216 это 16,7 миллионов цветов.

Какая может быть глубина цвета в мониторе, телевизоре

Экраны с глубиной цвета 6Bit

6 бит — 0,26млн. цветов, такие матрицы ставят в самые дешёвые мониторы и телевизоры, это матрицы изготовленные по технологии TN, мониторы с такими экранами используются для офисной работы, совершенно не предназначены для работы с графикой.

Экраны с глубиной цвета 8bit

8 бит — 16.7млн. мониторы и телевизоры среднего класса более менее подходят для работы с графикой. Это экраны изготовленные по VA или IPS технологии. Довольно неплохое качество изображения для большинства пользователей.

Экраны с глубиной цвета 10bit

10бит — 1,07млрд цветов такие мониторы и телевизоры подходят для работы с фотографиями и других работ требующих качественных цветовых переходов. 10 bit экраны устанавливаются в топовые мониторы и телевизоры. Имееют очень качественую картинку.

Видеокарта компьютера способна передавать глубину цвета как правило не менее 8 бит, а более мощные 10 бит.

Экраны с глубиной цвета 12bit

12 bit экраны очень редкие используются очень мало, причина дороговизна в производстве, небольшой рынок. Как правило такие экраны используются только в дорогих устройствах специального назначения. Пример медицинские диагностические мониторы, когда градация цветовых оттенков играет важную роль. Но стоимость такого монитора раз в 10 больше обычного.

Что означает (8bit+FRC), (6bit+FRC)

Дабы адаптировать мониторы к мощностям видеокарт был придуман дизеринг или технология (FRC) Frame rate control. Чуть позже технология была применена и в телевизорах.

Что бы создать большее число оттенков было придумано заставить мигать подсветку пикселей. Благодаря такому усовершенствованию визуальное восприятие цветов стало больше и производители стали такие матрицы называть более лучшими и они получили обозначение A-FRC. На самом деле подсветка не совсем мигает, правильней сказать подсветка имеет несколько уровней яркости. Быстро меняя яркость подсветки меняется оттенок изображения, добавляется количество оттенков. Особых затрат для этого не надо но позволяет позиционировать телевизор или монитор как устройство более высокого класса.

6bit+FRC, 8bit+FRC что это

(8bit+A-FRC) или (8bit+FRC) — если в характеристиках монитора встретится такое обозначение то надо понимать, что реально монитор может показывать изображение с глубиной 8 бит, но в нём применена технология FRC и визуально изображение будет сопоставимо с монитором имеющим глубину цвета в 10 бит. Так ли это сказать трудно, обычному пользователю без специальных приборов проверить работу FRC не возможно. Но логика подсказывает, что мониторы и телевизоры с FRC не могут быть сопоставмы с мониторами которые поддерживают реальные 8 бит.

С экранами (6bit+FRC) — всё аналогично.

Но зачем это нужно, исследования показали что максимально человек может различать до 10 млн.цветов, и в зависимости от физиологии конкретного человека уровень восприятия цветов колеблется от 3000 до 10млн. Людей способных распознавать миллионы цветов всего несколько на 1000. Так зачем 10 бит панели если человек не в состоянии распознавать большее количество оттенков. Ответ в индивидуальном восприятии, кто то видит больше оттенков с красным цветом, кто то зелёным. Визуально монитор с глубиной цвета в 10bit будет показывать более красивое изображение для любого человека.

Но для решения большинства задач вполне достаточно 8 битного монитора.

Frame rate control (FRC) is a method for achieving higher color quality in low color resolution display panels such as TN+film LCD.

Most TN panels represent colors using only 6 bits per RGB color, or 18 bit in total, and are unable to display the 16.7 million color shades (24-bit truecolor) that are available from graphics cards. Instead, they use a dithering method that combines adjacent pixels to simulate the desired shade. [ needs update ]

FRC is a form of temporal dithering which cycles between different color shades with each new frame to simulate an intermediate shade. This can create a potentially noticeable 30 Hz flicker. FRC tends to be most noticeable in darker tones, while dithering appears to make the indiv >[1]

This method is similar in principle to field-sequential color system by CBS and other sequential color methods such as used in Digital Light Processing (DLP).

8 bit TN+film panels with dithering are sometimes advertised as having «16.2 million colors».

Some panels now render HDR10 content with an 8-bit panel using frame rate control.

Постоянные читатели сайта UltraHD уже успели заметить, что в спецификациях некоторых телевизоров разряд цветности указан 10 bit, в то время, как большинство моделей имеет только 8 bit цветовой глубины. В этой статье будет представлен перечень телевизоров с глубиной цвета 10 бит в виде таблицы. Сразу оговоримся, что эти модели имеют настоящую 10-битную матрицу, а не матрицу 8 бит + FRC (Frame Rate Control). Сначала предлагается кратко ознакомиться с тем, что такое 10-битный цвет, что такое 8-битный цвет и что такое FRC, которую иногда называют формой размытия.
Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Телевизоры с глубиной цвета 8 бит

К такому разряду относится большинство современных телевизоров, ибо эта разрядность является основой современного телевидения. В некоторых телевизорах производителем заявлена цветность немного превышающая 8 бит. Однако по своей сути они также относятся к восьмибитным. Что представляет эта самая система? В основе цветности большинства телевизоров заложена система RGB.

Эти 3 цвета (красный, зеленый, синий) способствуют для создания всего спектра цветов и оттенков. В последнее время начали появляться некоторые исключения. Это дополнительный белый цвет, добавленный к RGB, а в таких телевизорах, как Sharp, стали добавлять желтый цвет RGBY. Мы же рассмотрим только систему RGB, в которой при глубине цвета 8 бит каждый цвет способен создавать до 256 субпикселей на полный пиксель.

Число 256 субпикселей тоже немного преувеличенно, поскольку по факту количество создаваемых субпикселей чуть меньше. Однако для удобства расчета возьмем именно это число. Чтобы просчитать все варианты смешивания, следует последовательно перемножить эти 3 числа. Для большей понятности — надо число 256 возвести в куб. Итого: 16800000 цветов.

Frame Rate Control

Стоит отметить и тот факт, что на протяжении нескольких лет многие телевизоры и мониторы выпускались с глубиной цвета «псевдо» 10 бит. Это были не чистые 10 бит, а полученные с помощью смешивания двух соседних цветов. В результате в подсознании зрителя складывается «картинка», отличающаяся от 8-битной в лучшую сторону. Если расмотреть большинство бюджетных 4K телевизоров, серия которых значительно ниже флагманской, то в их спецификации будет указана глубина цвета 10 бит с пояснением: 8 бит + FRC.

Телевизоры 4K с глубиной цвета 10 бит

Осталось разобраться, насколько лучше телевизоры (и мониторы) с 10-битной матрицей в отличие от телевизоров с 8-битной матрицей, и какую роль выполняют «дополнительные» 2 бита. Если при глубине цвета 8 бит на каждый цвет RGB приходится 256 оттенков, то в панелях с цветностью 10 бит, число таких оттенков на каждый цвет составляет 1024. Возведя 1024 в куб получаем 1,07 миллиардов оттенков на пиксель.

Если этот результат сравнить с 16,8 миллионами оттенков при глубине цвета 8 бит, то сразу видно, что разница довольно ощутима. Характерно и то, что человеческий глаз способен воспринимать намного больше оттенков, чем при 8-битной цветности. В результате на ЖК-панелях в 10 бит цвета выглядят более реалистичными. Теперь остается представить таблицу телевизоров с реальной глубиной цвета 10 бит.

Источник

Дизеринг: зашумляем сигнал, чтобы улучшить его

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Введение

В первой части этой серии статей мы рассмотрим теоретическую сторону дизеринга, немного истории и применение его к 1D-сигналам и дискретизации. Я попытаюсь провести частотный анализ ошибок дискретизации и расскажу о том, как дизеринг помогает их исправить. В основном это будет теоретическая статья, поэтому если вам интересны более практические применения, то ждите следующих частей.

Блокнот Mathematica для воспроизведения результатов можно найти здесь, а pdf-версия находится здесь.

Что такое дизеринг?

Дизеринг (Dithering) можно описать как намеренное/осознанное внесение в сигнал шума для предотвращения ошибок большого масштаба/низкого разрешения, возникающих вследствие дискретизации или субдискретизации.

Если вы когда-нибудь работали с:

Однако я обнаружил в Википедии довольно удивительный факт о том, как впервые был определён и использован дизеринг:

— Кен Полманн, Principles of Digital Audio

Это вдохновляющий и интересный исторический факт и мне понятно, почему он позволяет избегать отклонений в вычислениях и резонансах, случайным образом разрушая циклы обратной связи механической вибрации.

Но хватит истории, давайте для начала рассмотрим процесс дизеринга в 1D-сигналах, например, в аудио.

Дискретизация дизерингом постоянного сигнала

Мы начнём с анализа самого скучного в мире сигнала — постоянного сигнала. Если вы знаете немного о цифровой обработке сигналов, связанных со звуком, то можете сказать: но ты же обещал рассмотреть аудио, а в звуке по определению нет постоянной составляющей! (Более того, и в ПО, и в оборудовании обработки звука намеренно устраняется так называемый сдвиг постоянной составляющей (DC offset).)

Это правда, и вскоре мы рассмотрим более сложные функции, но начнём мы сначала.

Представьте, что мы выполняем 1-битную дискретизацию нормализованного сигнала с плавающей запятой. Это значит, что мы имеем дело только с конечными двоичными значениями, 0 или 1.

Если сигнал равен 0,3, то простое округление без дизеринга будет самой скучной функцией — просто нулём!

Погрешность тоже постоянна и равна 0,3, следовательно, и средняя погрешность равна 0,3. Это означает, что мы внесли довольно большое отклонение в сигнал и полностью потеряли информацию исходного сигнала.

Мы можем попробовать выполнить дизеринг этого сигнала и посмотреть на результаты.

Дизеринг в этом случае (при использовании функции округления) просто применяет обычный случайный белый шум (случайное значение для каждого элемента, что создаёт равномерный спектр шума) и прибавляет в сигнал перед дискретизацией случайное в интервале (-0.5, 0.5).

quantizedDitheredSignal =
Round[constantSignalValue + RandomReal[] – 0.5] & /@ Range[sampleCount];

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Здесь сложно что-то увидеть, теперь результат дискретизации — это просто набор случайных единиц и нулей. С (ожидаемо) большим количеством нулей. Сам по себе этот сигнал не особо интересен, однако довольно интересен график погрешностей и средняя погрешность.

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Итак, как мы и ожидали, погрешность тоже варьируется, но пугает то, что погрешность иногда стала больше (абсолютное значение 0,7)! То есть максимальная погрешность к сожалению стала хуже, однако средний шум имеет значение:

Намного лучше, чем первоначальная погрешность в 0,3. При значительно большом количестве сэмплов эта погрешность будет стремиться к нулю (к пределу). Итак, погрешность постоянной составляющей стала намного меньше, но давайте взглянем на частотный график всех погрешностей.

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Красный график/всплеск = частотный спектр погрешности при отсутствии дизеринга (постоянный сигнал без частот). Чёрный — с дизерингом при помощи белого шума.

Всё становится интереснее! Это демонстрирует первый вывод из этого поста — дизеринг распределяет погрешность/отклонение дискретизации среди множества частот.

В следующем разделе мы узнаем, как это нам поможет.

Частотная чувствительность и низкочастотная фильтрация

Выше мы наблюдали за дизерингом дискретизированного постоянного сигнала:

Более того, наши медиаустройства становятся всё лучше и лучше, обеспечивая большую избыточную дискретизацию (oversampling). Например, в случае телевизоров и мониторов у нас есть технология «retina» и 4K-дисплеи (на которых невозможно разглядеть отдельный пиксель), в области звука мы используем форматы файлов с дискретизацией не менее 44 кГц даже для дешёвых динамиков, которые часто не могут воспроизводить больше, чем 5-10 кГц.

Это значит, что мы можем аппроксимировать воспринимаемый внешний вид сигнала, выполнив его низкочастотную фильтрацию. На графике я выполнил низкочастотную фильтрацию (заполнение нулями слева — это «нарастание»):

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Красный — желаемый недискретизированный сигнал. Зелёный — дискретизированный сигнал с дизерингом. Синий — низкочастотный фильтр этого сигнала.

Сигнал начинает выглядеть гораздо более близким к исходной, недискретизированной функции!

К сожалению, мы начинаем видеть низкие частоты, которые очень заметны и отсутствуют в исходном сигнале. В третьей части серии мы попробуем исправить при помощи синего шума. А пока вот как график может выглядеть с функцией псевдо-шума, имеющей содержимое с гораздо меньшей частотой:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Это возможно, потому что наша псевдослучайная последовательность имеет следующий спектр частот:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Но давайте закончим рассматривать простые, постоянные функции. Взглянем на синусоиду (если вы знакомы с теоремой Фурье, то знаете, что она является строительным блоком любого периодического сигнала!).

Дискретизация синусоиды

Если мы дискретизируем синусоиду 1-битной дискретизацией, то получим простой прямоугольный сигнал.

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Прямоугольный сигнал довольно интересен, потому что включает в себя и базовую частоту, и нечётные гармоники.

Это интересное свойство, которое активно используется в аналоговых субтрактивных синтезаторах для создания звучания полых/медных инструментов. Субтрактивный синтез берёт сложный, гармонически богатый звук и фильтрует его, устраняя некоторые частоты (параметры фильтра варьируются со временем), чтобы придать звукам нужную форму.

Спектр частот прямоугольного сигнала:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Но в этом посте нас больше интересую погрешности дискретизации! Давайте создадим график погрешности, а также спектр частот погрешности:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

В этом случае ситуация гораздо лучше — средняя погрешность близка к нулю! К сожалению, у нас по-прежнему присутствует множество нежелательных низких частот, очень близких к нашей основной частоте (нечётных множителей с уменьшающейся величиной). Это явление называется алиасингом или шумом дизеринта — возникают частоты, отсутствовавшие в исходном сигнале, и они имеют довольно большие величины.

Даже низкочастотная фильтрация не сможет значительно помочь сигналу. Погрешность имеет очень много низких частот:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Дискретизированная синусоида с низкочастотной фильтрацией

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Погрешность дискретизированной синусоиды с низкочастотной фильтрацией

Давайте взглянем, как меняется ситуация при добавлении дизеринга. На первый взгляд, улучшений почти нет:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Однако если мы рассмотрим это как изображение, то оно начинает выглядеть лучше:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Заметьте, что погрешности дискретизации снова распределены среди различных частот:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Выглядит очень многообещающе! Особенно учитывая то, что теперь мы можем попробовать выполнить фильтрацию:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Это немного искажённая синусоида, но она выглядит намного ближе к исходной, чем версия без дизеринга, за исключением фазового сдвига, внесённого асимметричным фильтром (я не буду объяснять этого здесь; скажу только, что проблему можно устранить, применив симметричные фильтры):

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Красный — исходная синусоида. Зелёный — подвергнутый низкочастотной фильтрации сигнал без дизеринга. Синий — подвергнутый низкочастотной фильтрации сигнал с дизерингом.

Графики обеих погрешностей численно подтверждают, что погрешность намного меньше:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Красный — погрешность подвергнутого низкочастотной фильтрации сигнала без дизеринга. Синий — погрешность подвергнутого низкочастотной фильтрации сигнала с дизерингом.

Наконец, давайте вкратце рассмотрим сигнал с более качественной функцией дизеринга, содержащей только высокие частоты:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Верхнее изображение — функция белого шума. Нижнее изображение — функция, содержащая более высокие частоты.

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Версия с низкочастотной фильтрацией, дизерингом и улучшенной функцией — почти идеальные результаты, если не учитывать фазовый сдвиг, вызванный фильтром!

И наконец, сравнение всех трёх спектров погрешностей:

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Красный — спектр погрешности дискретизации без дизеринга. Чёрный — спектр погрешности дискретизации с дизерингом белым шумом. Синий — спектр погрешности дискретизации с дизерингом с более высокими частотами.

На этом первая часть серии заканчивается. Основные выводы:

Источник

Что такое дитеринг: Окончательное руководство для начинающих

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Мы ответим на все эти и другие вопросы в этой статье и постараемся сделать концепцию дизеринга как можно более понятной.

Что такое дитеринг?

Посмотрите этот видеоролик от Rowntree Audio для быстрой и простой демонстрации процесса дизеринга:

[VIDEO EMBED] https://www.youtube.com/watch?v=cLnuoQ6pIKk

Чтобы понять ответы на эти вопросы, необходимо сначала разобраться в том, как работает цифровое аудио.

Какое отношение имеет дизеринг к цифровому аудио

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Уменьшение сигналов в размерах

Если вы хотите, чтобы ваша музыка была максимально доступной, вы должны уменьшить свои высококачественные записи, чтобы они соответствовали этим различным форматам. Таким образом, при экспорте аудиофайлов вы должны понизить дискретизацию (т.е. уменьшить битовую глубину). В то же время, при уменьшении битовой глубины не следует удалять нюансы и динамику звука.

Именно здесь вступает в игру сила dither.

Дизеринг: Прояснение искаженной концепции

Что бы произошло при преобразовании цифрового звука из более высокого разрешения в более низкое без применения дизеринга? Как вы можете себе представить, те блочные числа (те, которые представляют входящий сигнал), о которых мы упоминали ранее, стали бы скомканными и еще более блочными, превратив то, что раньше напоминало непрерывную волну, в нечто, больше похожее на лестницу. Этот процесс называется усечением и приводит к тому, что известно как ошибка квантования, искажение квантования или шум квантования.

Если вы знакомы с формами волн и тем, как звучат различные конфигурации в зависимости от внешнего вида, вы знаете, что эта ступенчатая форма звучит искаженно. Точнее говоря, пониженное дискретизированное аудио, не подвергнутое дитерингу, дает гармоники, которые коррелируют с исходным аудиосигналом и прорезают человеческое ухо довольно громко (гармоническое искажение).

Конечно, меньше всего вам хочется, чтобы непреднамеренные шумовые искажения распространялись по всему вашему первозданному аудио. Когда вы добавляете низкоуровневый шум в аудио перед процессом квантования, эти гармонические искажения, по сути, скремблируются и значительно теряют свое присутствие.

В конечном счете, дизеринг позволяет вашему миксу сохранить динамический диапазон и оригинальное общее звучание при доводке до более низкого разрешения.

Дизеринг полагается на случайные колебания

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Если концепция дизеринга все еще не совсем ясна, помните, что все дело в рандомизации. Шум, который добавляет дизеринг к вашему аудио, является случайным и некоррелированным (вспомните «шипящий» звук, издаваемый белым шумом). В результате, те громкие коррелированные искажения, которые возникают при уменьшении битовой глубины аудио, не могут пробиться наружу.

Эта концепция добавления случайного шума к чему-либо возникает и при обработке изображений. Представьте, что вы смотрите на четкое изображение на телевизоре высокой четкости. Затем представьте себе просмотр того же изображения на старом телевизоре с гораздо меньшим разрешением. Много данных будет потеряно в этом процессе, создавая пикселированное изображение, изобилующее цветовой полосой (которая возникает, когда информация о цвете представлена неточно).

Этот переход от высокой четкости к низкой четкости может быть сглажен с помощью дизеринга. Вместо того чтобы непосредственно втискивать изображение в меньшее пространство, информация изображения сначала скремблируется, уменьшая глубину цвета. В итоге уменьшенное изображение сохраняет свою относительную форму, цвет и структуру.

Приведенный ниже рисунок даст вам лучшее понимание того, как работает дизеринг на изображениях.

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Когда использовать дизеринг

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

Итак, когда следует добавлять дизеринг в аудио? Основное правило заключается в том, что при понижении дискретизации аудио (часто на этапе мастеринга или экспорта) всегда следует использовать дизеринг. Другими словами, используйте дизеринг всякий раз, когда в аудио появляются искажения квантования (а они появляются при изменении битовой глубины с большей на меньшую).

Дизеринг почти всегда следует выполнять во время прыжков или экспорта, или использовать в качестве последнего эффекта в цепи сигнала (некоторые лимитеры имеют собственную функцию дизеринга).

Когда не следует использовать дизеринг

Однако то, что дизеринг является стандартной практикой в цифровом аудиопроизводстве, не означает, что он всегда необходим. Например, если вы готовите трек к мастерингу с помощью мастеринг-инженера или eMastered, вам не следует делать дизеринг, поскольку это будет сделано за вас (как уже упоминалось выше, дизеринг обычно используется в процессе мастеринга).

Иногда можно обойтись без дизеринга, даже если он не требуется. В некоторых случаях добавленный шум не будет достаточно слышен, чтобы изменить что-либо в вашем аудио. В худшем случае, однако, ваша дорожка может получить заметное шипение, которое никто не хочет слышать. Чтобы обезопасить себя, следуйте вышеупомянутому правилу: используйте дизеринг только для сокрытия искажений квантования (т.е. при экспорте аудио из более высокой битовой глубины в более низкую).

Различные типы дизеринга

Различные DAW и плагины предлагают различные варианты dither. В Logic Pro X, например, можно использовать три основных типа дизеринга при сведении: POW-r #1, POW-r #2 и POW-r #3. Правильная настройка дизеринга для ваших целей будет в основном зависеть от динамического диапазона вашего аудио.

Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть фото Дизеринг что это в телевизоре. Смотреть картинку Дизеринг что это в телевизоре. Картинка про Дизеринг что это в телевизоре. Фото Дизеринг что это в телевизоре

POW-r #1 Dithering

Эта первая категория дизеринга, предлагаемая Logic Pro, не обеспечивает формирование шума и лучше всего подходит для миксов с низким динамическим диапазоном.

POW-r #2 Dithering

В основном используется для речи (т.е. подкастов или радиопередач), POW-r #2 dithering (формирование шума) уменьшает шум в диапазоне частот 2 кГц и усиливает его в районе 14 кГц и выше, скрывая при этом искажения квантования. Эта мягкая эквализация хорошо подходит для прояснения многих типов вокала.

POW-r #3 Dithering

Что касается третьего варианта дизеринга в Logic Pro, то дизеринг (формирование шума) POW-r #3 лучше всего подходит для высокодинамичных миксов, таких как акустическая, оркестровая музыка или музыка больших групп. Модуляция/выравнивание шума, применяемые при этом типе дизеринга, превосходят возможности POW-r #2, что имеет смысл для более динамичных записей.

Другие виды дизеринга

Изучая другие DAW и плагины лимитеров/шумоподавителей, вы можете встретить такие термины, как «нет», «умеренный» и «ультра». Эти слова относятся к количеству шумоподавления, применяемого к данному сигналу. Вообще говоря, шумообразование, предлагаемое различными типами dither, уменьшает низкочастотное содержание сигнала (область 2 кГц) и усиливает его высокие частоты.

Вопросы и ответы по дизерингу

Должен ли я использовать дизеринг?

Если вы понижаете дискретизацию аудио с большей битовой глубины до меньшей (т.е. с 32-битной фиксированной точки до 24- или 16-битной), вам следует использовать дизеринг.

В каких случаях следует выполнять дизеринг звука?

Всегда используйте dither при экспорте, сведении или мастеринге аудио. Другими словами, используйте dither при снижении битовой глубины дорожки.

Нужно ли использовать дизеринг при мастеринге?

Да. На самом деле, процесс мастеринга часто является лучшим моментом для использования дизеринга, поскольку он позволяет скрыть любые нежелательные искажения квантования до снижения битовой глубины звука. Таким образом, ваш трек будет готов к воспроизведению на различных платформах и устройствах.

Ты слышишь, что происходит?

О: Если вы правильно наложите дитеринг на аудио, вы вообще не услышите шум низкого уровня, особенно в контексте. Конечно, можно услышать дизеринг, если применить его к тихим аудиофайлам и значительно увеличить громкость. Dither будет звучать как некая вариация белого шума (мягкий, постоянный, шипящий).

Можете ли вы услышать разницу между 16-битным и 24-битным звуком?

О: Если у вас нет хорошо натренированного уха или вы не слушаете высокодинамичную музыку на высококачественных колонках, вы вряд ли заметите разницу между 24- и 16-битным звуком.

Какой шум полезен для дизеринга?

Белый, коричневый и розовый шум могут быть полезны для дизеринга. Все они представляют собой разновидности «шипящего» звука, который вы можете узнать при настройке радиоприемника. Белый шум распределен по частотному спектру, коричневый шум находится на нижнем конце, а розовый шум находится где-то между ними.

Предпочтителен ли синий шумоподавитель?

Сглаживание синего шума полезно для сохранения достоверности изображения при снижении его разрешения на значительно низких частотах дискретизации. В Proceedings of the IEEE есть всестороннее исследование этого явления.

Имеет ли значение дизеринг?

Да, особенно если ваша песня имеет высокий динамический диапазон. Правильное дизеринг аудио при уменьшении его битовой глубины позволит уменьшить искажения квантования, сохранив или улучшив динамику.

Должен ли я делать допинг для Soundcloud?

Итоги по дитерингу

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *