Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

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Alessio Giomi
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#41

Messaggio da Alessio Giomi »

mark3004 ha scritto: 4 ago 2022, 20:08 Ale ti avevo detto di smettere di assumere roba scadente! XD XD XD
Eh, qua in Italia si trova questa roba….
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#42

Messaggio da ozama »

Si, cos’hai linkato? :hmm:
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#43

Messaggio da Alessio Giomi »

ozama ha scritto: 4 ago 2022, 23:19 Si, cos’hai linkato? :hmm:
Ragazzi…. È una pagina del manuale del mosconi….. mica l’ho scritta io è….. :)
lo chiama LD4C….. poi sarà anche marketing…. Che ne so? Stiamo cercando di capirci qualcosa…. Sempre semplice curiosità perché tanto non mi allontanerò mai dalla trasmissione via cavo o al limite dal Wi-Fi.

Stavamo leggendo un articolo che ha trovato Marco…. Molto interessante!!!
@mark3004 linka sto articolo!!!
Ammazziamo definitivamente sto cavolo di BT XD
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#44

Messaggio da mark3004 »

Vedo di buttare giu' qualcosa sperando di non dire grosse inesattezze, mi sono anche ricordato anche di un vecchio articolo abbastanza interessante che lessi tempo fa.
Parto dalle basi di codifica digitale, cosi' che possa essere chiarificatore anche per i meno ferrati ad aiutare a capire meglio il discorso bluetooth.

Quando parliamo di musica liquida (digitale) si parla inesorabilemte di sample rate, bitrate etc. Vediamo cosa significano. Prendiamo come esempio la frequenza di campionamento del CD, ovvero 44.1Khz e 16 bit.

I 44.1kHz e' la frequenza di campionamento, attenzione NON E' FINO A CHE FREQUENZA VIENE RIPRODOTTO IL SEGNALE, ma e' la frequenza di impulso che il segnale digitale usa per "leggere" il flusso dati. Cioe' quante volte (al secondo) il codec legge il segnale. Faccio qualce esempio per capire.
I 16 bit rappresenta invece la profondita' del campionamento, ovvero quanti bit vengono utilizzati per leggere il segnale.

Vediamo praticamente cosa vuol dire con la foto in basso:

decimort2-sample-bit-rates.jpg
decimort2-sample-bit-rates.jpg (10.02 KiB) Visto 95 volte

Per fare un esempio spicciolo, la frequenza di campionamento e' praricamente rappresentata dall'asse "X" (linee verticali) e la profondita' in bit dall'asse "Y" linee orizzontali. L'immagine parla da sola, se immaginate che quella sinusoide e' la nostra musica. Per avere una visuale piu' compreta del rapporto tra profondita' e sample rate guardate quest'altra immagine dove sono chiare le linee orizzontali (profondita' di bit) e verticali (frequenza di campionamento).

Untitled.jpg

Ecco perche' quando parliamo di converisoni analogico-digitali e vicevera e' importante avere una freuenza di campionamento e profondita' di bit elevati. E questo fa capire il perche' i moderni DSP provano a spingersi sempre in alto con questi valori.

Avendo chiaro (forse ^^ ) questo concetto, veniamo al nostro bluetooth.
Questa tecnologia e' nata per permettere una trasmissione dati tra dispositivi, e dovendo essere implementata su dispositivi portatili (telefoni, auricolari etc..) il target princpale era uno solo: basso consumo energetico per permettere una prolungata durata della batteria.
Per ottenre cio' due condizioni sono essenziali: Potenza di trasmissione/ricezione, e quantita' dati trasmessi. Ragion per cui i dispositivi bluetooth hanno un range abbastnza limitato (soprattutto paragonati al wifi). Sul discorso dati, un auricolare bluetooth per parlare al telefono non ha certo bisogno di una qualita' "hi-fi". Un segnale mono, anche 8 bit e bassa frequenza di campionamento e' piu' che sufficiente per parlarsi!

Con gli anni, lo sviluppo della tecnologia, nuovi dispoitivi, musica liquida etc.. si e' "alzata l'asticella", il bluetooth si e' evoluto anche e soprattutto tecnicamente con una maggiore velocita', ed ecco che alcune compagnie si sono interessate alla trasmissione audio "di qualita'" (Qualcomm e Sony in primis).

Ma entriamo nello specifico della discussione, vediamo il pargone CD quality VS LDAC. Perche' la trasmissione audio bluetooth attuale non potra' MAI essere uguale al CD? Il Bluetooth 5 arriva ad una trasmissione di 2Mb/s. Se e' vero che un cd ha un flusso dati, come detto di 1411kb/s la cosa suona "strana" perche' servirebbe un flusso dati ben al di sotto di quello di scambio dati bluetooth.

Il tutto e' presto detto dalla tabella sotto:

bluetooth.jpg

Il "max data rate" e' la velocita' massima teorica di lavoro del bluetooth, ma la banda passante (application throutput) realmente utilizabile in trasmissioni dati dalle applicazioni e' ben piu' bassa. Come si vede anche il bluetooth 5 ha una banda nettamente INFERIORE al flusso dati CD.

La creazione dei codec audio (APTX, LDAC) avviene proprio in virtu' di cio'.
Riflettendo potremmo pensare che anche in MP3 a 320kb ha una risoluzione 44.1k/16 bit, ovvero i famosi 1411kb/s. Ed e' proprio questa la funzione dei codec. Anche un file MP3 viene campionato a 44.1khz di frequenza ed una profondita' a 16 bit, ma per scendere a 320kb/s "semplicemente" scarta dei dati. Dati su frequenze meno usate, taglio sopra i 16khz, etc...
E lo stesso fanno, seppur in misura minore, i codec APTX e LDAC. E' necessario farlo perche' come abbiamo visto, la banda utilizzabile per il flusso dati audio del Bluetooth e' inferiore a quella del CD.

Ma allora perche' si associa ad esempio l'LDAC con la tanto amata parola Hi-Res? Semplicemente perche' il codec LDAC manipola un flusso audio a 48Khz/24bit, ma questo non vuol dire che TUTTI i dati raccolti passano per la trasmissione bluetooth. Certamente la sinusoide sara' piu' accurata avendo una frequenza di campionamento maggiore e piu' bit a disposizione per ricostruire il segnale audio, Ovviamente anche per un discorso di marketing Sony ha furbamente associato e pubblicizzato questo codec come Hi-Res. Che per appena detto, non e' neppure tanto sbagliato. Ovvero sarebbe piu' corretto dire che il codec GESTISCE un segnale Hi-Res, ma facendo comunque una compressione dei dati.

Cosi' come per qualsiasi codec lossy, vengono scartate alcune informazioni per poter scendere al di sotto della banda utilizzabile. Probabilmente con l'evolversi dei dispositivi il traguardo di trasmettere in qualita' lossless CD verra' raggiunto, ma dipendera' un po' da quanto i produttori/sviluppatori vorranno investire in questo campo.

Per approfondire ulteriormente lascio il link di un articolo sull'LDAC a mio avviso molto ben fatto, purtroppo in inglese ma usando il traduttore integrato in Chrome diventa assolutamente comprensibile. E leggendo l'articolo si capisce anche che anche lo stesso LDAC ha diversi livelli di compressione, e non tutti i dispositivi (anzi direi pochi!) sono capaci di arrivare ai 990kbps.

https://www.soundguys.com/ldac-ultimate ... ide-20026/
Link tecnici "must read":
GUIDA CROSSOVER: viewtopic.php?f=5&t=15831
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#45

Messaggio da ozama »

Ottima spiegazione semplificata delle frequenze di campionamento e risoluzione. :yes:
L’unica cosa, mi pare che i bit stabiliscano il numero di “scalini” verticali e la frequenza di campionamento, il numero di campioni al secondo, quindi l’asse orizzontale.
Dove il massimo numero di scalini possibili è stabilito in 2 elevato al numero di bit di quantizzazione, -1.
Per 16 bit e 44100 Hz: 2 alla 16 = 65536 -1, ovvero 65535 livelli, rilevati 44100 volte al secondo.
Ed il massimo valore campionabile è in effetti la metà della frequenza di campionamento. Per questo, le fc più alte consentono maggiore estensione di banda. Che non è discutibile quanto sia utile in ampiezza teorica, ma implica, per come sono costruiti i campionato di ed i convertitori, udibili ripercussioni in banda audio. Ma questo è un altro argomento, spinoso e dibattuto. ^^
Tuttavia, nulla cambia per quanto riguarda l’immediatezza della comprensione. :yes:
Per quanto riguarda la codifica, in effetti è difficile “scendere nel dettaglio”.
Per esempio, un mp3 320 Kbps puó arrivare tranquillamente a 20 KHz, che io sappia. Avevo letto un interessante articolo realizzato da Audio Review, con tanto di segnali test e misure, all’epoca dell’uscita sul mercato di Mini Disc e DCC, che usavano sistemi di compressione concorrenti. Dove nella DCC era parente stretto dell’mp3.
Quello che viene tolto, in effetti “sta nel mezzo”. Solo per le compressioni maggiori viene anche limitata la banda audio a pochi KHz. Ovvero, vengono arbitrariamente eliminati tutti quei suoni che vengono ritenuti “mascherati” da altri più alti e vicini, per esempio. Secondo un algoritmo basato su studi psicoacustici. Il tutto, dividendo il segnale in “blocchi” a cui vengono applicate strategie differenti, sempre nel nome della percettibilità. :)
Il risultato è quindi più “subdolo”, alle compressioni minori: si modifica la sensazione di ambienza, di “fluidità”.. Fino a rendere il suono “robotico” ai fattori di compressione più alti, con gli acuti che “quasi fischiano” quando si arriva a 64 Kbps, per esempio. ^^
Poi ci sono metodi per comprimere il segnale SENZA PERDITA. Ad esempio, cosa non chiara: il BITRATE di un flac compresso senza perdita, qual’è, rispetto allo stesso brano in PCM lineare?
Per capirci: il file FLAC di un brano puó essere fino a 5 volte più piccolo del corrispondente PCM, senza che vengano persi dati. Ma quando viene suonato, il suo flusso dovrà essere uguale al corrispondente PCM, una volta decompresso e passato per il convertitore. :hmm:
Se noi lo passassimo per il Bluetooth ancora compresso, pezzettino a pezzettino, non potrebbe passare senza perdita? :hmm:
Quello che a me personalmente non è chiaro, infatti, è quanto ho esposto prima: quando io passo un file compresso nel Bluetooth, questo, viene decodificato e ricodificato con il nuovo codec usato dal Bluetooth, oppure passa com’è? O viene ulteriormente compresso? :hmm:
Ciao! :)

Adesso arriverà @Etabeta a bacchettare me.. XD
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#46

Messaggio da Etabeta »

ozama ha scritto: 5 ago 2022, 8:34 Poi ci sono metodi per comprimere il segnale SENZA PERDITA. Ad esempio, cosa non chiara: il BITRATE di un flac compresso senza perdita, qual’è, rispetto allo stesso brano in PCM lineare?
Per capirci: il file FLAC di un brano puó essere fino a 5 volte più piccolo del corrispondente PCM, senza che vengano persi dati. Ma quando viene suonato, il suo flusso dovrà essere uguale al corrispondente PCM, una volta decompresso e passato per il convertitore. :hmm:
Nessuna bacchettata, le domande che poni sono assolutamente lecite :)

Nel caso specifico della compressione FLAC in fase di codifica è possibile scegliere tra più livelli (9 livelli da 0 a 8) che si differenziano per la complessità dell'algoritmo applicato direttamente proporzionale con il livello di compressione. Al salire del livello, al prezzo di un tempo di codifica più lungo a parità di potenza di calcolo della cpu, aumenta il fatto di compressione e si abbassa il bitrate.
Si può fare un'analogia con i livelli di compressione dei file in formato ZIP: se richiedo un livello di compressione più elevato, per ottenere un file di dimensione più ridotte, occorre un tempo maggiore per l'operazione di compressione.
Nota che il bitrate del flusso in uscita nel caso delle codifica FLAC (ma questo vale in generale per le codifiche lossless) è VARIABILE, ovvero varia sempre in relazione alla complessità, istante per istante, del flusso PCM in ingresso.

Un test in tale senso è semplice da realizzare: prova a codificare in FLAC una traccia contenente rumore rosa/bianco non periodico, noterai che il file FLAC prodotto è di dimensioni pari (o maggiore!) del file WAV/PCM originario, ciò perché tutti gli algoritmi di compressione lossless si basano, per dirla in soldoni, sull'individuare le informazioni ridondanti e quindi "vanno in crisi" nel caso di segnale del tutto "caotico" e scorrelato come il rumore rosa/bianco.

ozama ha scritto: 5 ago 2022, 8:34 Se noi lo passassimo per il Bluetooth ancora compresso, pezzettino a pezzettino, non potrebbe passare senza perdita? :hmm:
Quello che a me personalmente non è chiaro, infatti, è quanto ho esposto prima: quando io passo un file compresso nel Bluetooth, questo, viene decodificato e ricodificato con il nuovo codec usato dal Bluetooth, oppure passa com’è? O viene ulteriormente compresso? :hmm:
Ciao! :)
I chip codec bluetooth accettano in ingresso flusso PCM non compresso, l'algoritmo di compressione (SBC,AAC o altri) è sempre applicato ad una una serie di campioni audio PCM.
I vari algoritmi di codifica , in ambito bluetooth, anche quelli più raffinati ed efficienti, ad oggi non sono classificabili come lossless in quanto nel caso di segnale audio "complesso" (ovvero dove l'algoritmo di codifica non è più in grado di effettuare compressione) è sempre necessaria la decimazione dell'informazione per evitare di saturare e superare il bitrate massimo possibile nella trasmissione audio in tempo reale prevista dallo standard bluetooth.
Per esempio il codec LDAC, come dichiarato nelle specifiche, nella configurazione a qualità più alta (bitrate 990kbps) opera in modalità "quasi" lossless ovvero senza perdita per segnali pcm 16/44.1 non particolarmente difficili/complessi.
Chiaramente le versioni dello standard bluetooth si evolvono nel tempo e quindi questo scenario di conseguenza si evolverà in futuro.
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#47

Messaggio da mark3004 »

ozama ha scritto: 5 ago 2022, 8:34 ..............................
L’unica cosa, mi pare che i bit stabiliscano il numero di “scalini” verticali e la frequenza di campionamento, il numero di campioni al secondo, quindi l’asse orizzontale.

................................
Esatto, la frequenza di campionamento l'ho definita con le linee verticali ma sull'asse "X", intendevo quindi l'asse orizzontale. Viceversa la profondita' con le linee orizzontali e l'asse "Y", quindi l'asse verticale.
Giusto precisare a scanso di equivoci! ;)
@ozama leggiti l'articolo linkato che merita. :yes:
Link tecnici "must read":
GUIDA CROSSOVER: viewtopic.php?f=5&t=15831
GUIDA GAIN: viewtopic.php?f=33&t=13215
BURN IN DRIVERS: viewtopic.php?f=33&t=15058
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#48

Messaggio da ozama »

Grazie ad entrambi per spiegazioni e precisazioni. :yes:
Quindi, il flusso dati, da qualsiasi codec e formato sia originariamente trattato, viene decodificato e ricodificato con il nuovo CODEC Bluetooth che viene negoziato tra le due apparecchiature connesse.
Adesso apro il link dell’articolo e lo metto in elenco lettura. :yes:
Ciao! :)
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Re: Bluetooth e "Alta Risoluzione" vanno a braccetto?

#49

Messaggio da mark3004 »

ozama ha scritto:Grazie ad entrambi per spiegazioni e precisazioni. :yes:
Quindi, il flusso dati, da qualsiasi codec e formato sia originariamente trattato, viene decodificato e ricodificato con il nuovo CODEC Bluetooth che viene negoziato tra le due apparecchiature connesse.
Adesso apro il link dell’articolo e lo metto in elenco lettura. :yes:
Ciao! :)
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