Как влияют на звук децимация, дитеринг (dithering), нойз-шейпинг (noise shaping) и интерполяция.

[shurik_pronkin]

Интерполяция - это процесс добавления отсчетов, чтобы увеличить частоту дискретизации. Например, на входе интерполятора 44 100 Гц, а на выходе 88 200 Гц или 176*400 Гц или 352*800 Гц. На звук сама интерполяция никак не влияет, потому что это то же самое, что разлить литр воды не в пять стаканов, а в 125 наперстков, и если изначально на вход интерполятора поступает сигнал с искажениями, то эти искажения как есть так и проинтерполируются. Однако, интерполяция создает условие, чтобы минимизировать в полезном звуковом диапазоне частот неизбежные дополнительные искажения, цифровые помехи и шумы, сдвинув их все в область ультразвука, который безболезненно можно обрезать дальнейшей фильтрацией.

Децимация - это процесс противоположный интерполяции. Децимация - прореживание отсчетов, чтобы уменьшить частоту дискретизации. Например, на входе дециматора 352*800 Гц, а на выходе 44 100 Гц или 88 200 Гц или 176*400 Гц. На звук децимация тоже принципиально не влияет - какой по содержанию звуковой сигнал вошел, такой же и вышел. Это то же самое, что и литр воды, разлитый по 125 наперсткам, взяли и перелили в пять стаканов. Собственно децимация и отрезает УВЧ хвост со всей цифровой бякой, которую нойз-шейпинг согнал в одно место, а интерполяция выделила это место подальше от того места, где расположен полезный сигнал. Это как мусор разбросанный повсюду смели веником в одно место (noise shaping) и совочком аккуратно убрали (децимация). Подробно здесь: "Как отфильтровывается цифровой шум DSD в ЦАП и АЦП." https://www.vsetutonline.com/forum/s...d.php?t=267233



Дитеринг (dithering) и нойз-шейпинг (noise shaping) - это два способа того, как поступить с цифровым шумом. Представим, что цифровой шум - это мусор в заброшенном парке, причем, этот мусор распределен по территории парка как попало - где-то его прямо кучи лежат в виде свалки, где-то разбросан хаотично, где-то его совсем нет. И с таким мусором можно поступить так: либо сгрести его весь в одно место, чтобы затем вывезти - это способ нойз-шейпинг (noise shaping); а можно не сгонять в одно место, чтобы вывезти, а, наоборот, привезти еще дополнительный "благородный" мусор и равномерно его распределить, размазать по всей территории, замаскировав таким образом исходные кучи и пятна мусора - это способ дитеринг (dithering).

К дитерингу и нойз-шейпингу можно прибегнуть, когда битность по тем или иным причинам нужно уменьшить. Например, для записи CD диска PCM поток должен быть 44.1 кГц 16 бит, а в программе-редакторе он, скажем, 192 кГц 32 бит. Неизбежно нужно уменьшить битность с 32 бит до 16 бит и можно применить дитеринг и\или нойз-шейпинг:

Это исходный PCM 24 бит 44.1 кГц - цифрового шума нет



Это исходный PCM 24 бит 44.1 кГц переведенный в 16 бит - цифровой шум, естественно, появился



Теперь при понижении битности к сигналу добавим "белый шум". т.е. применим дитеринг - и вуаля! Цифровой шум стал похож на аналоговый шум, что аналоговому фильтру более "понятно" и проще фильтровать



А здесь при понижении битности был применен нойз-шейпинг и кроме того, что цифровой шум приобрел аналоговую форму, основная его масса как бульдозером была сдвинута в конец спектра и эти "замусоренные" ВЧ частоты можно просто отрезать по границе 15 кГц.



Если опять увеличить битность и частоту дискретизации до 24 бит 176,4 кГц, то шум сдвинутый ранее нойз-шейпингом никуда не денется



Вывод: Децимация, дитеринг (dithering), нойз-шейпинг (noise shaping) и интерполяция нужны для того, чтобы свести к минимуму цифровой мусор (интерполяция, децимация, нойз-шейпинг), а тот, который остался, замаскировать под аналоговый (дитеринг), чтобы избежать построения высокоточных аналоговых схем для окончательной фильтрации. Поэтому итоговое звучание определят в гораздо большей степени аналоговая часть тракта, а не цифровая.