Di compressione audio e qualità - Parte 2
Pubblicato da Fabio il 05/04/2009
alle 08:43 in "Musica e HiFi".
Nella prima parte avevo introdotto i vantaggi di un formato audio "senza perdite" come il FLAC. A questo punto è interessante valutarne la qualità, confrontato con il formato audio più diffuso attualmente, cioè l'Mp3.
Volendo effettuare una prova abbastanza accurata (ma senza pretese di scientificità) ho scelto dal disco "Live in Paris" dei Supertramp, la canzone "School", dalla quale sono stati ricavati i seguenti file* con il software Audacity:
- Wav PCM 16 bit, 44.1 kHz (riferimento standard CD)
- Flac 16 bit, livello qualità 6
- Mp3 bit rate costante 256 kbit/s
- Mp3 bit rate costante 192 kbit/s
- Mp3 bit rate medio 128 kbit/s
Ovviamente il file Wav è da considerare come il riferimento di qualità, in questo esperimento.
Una volta ottenuti questi 5 file, sempre mediante Audacity ho effettuato un'analisi in frequenza, ottenendo i seguenti spettri:
Analisi spettrale
I risultati mostrano una certa somiglianza fra Wav e Flac, in pratica gli spettri sono sovrapponibili, a parte alle alte frequenze dove il Flac sembra avere subito un leggero filtraggio passa basso.
Le differenze consistenti si hanno però fra Mp3 e Wav, praticamente l'algoritmo di compressione, utilizzato dall'Mp3, attenua (se non rimuove del tutto) le frequenze intorno ai 16.5 kHz.
Probabilmente dietro questo comportamento c'è una spiegazione tecnica legata alla minore sensibilità dell'orecchio umano a tali frequenze, peccato che ciò non si possa considerare molto Hi-Fi.
Al variare del bit rate dei file Mp3 si ha una notevole variazione della qualità. Al crescere del bit rate il "buco" a 16.5 kHz sembra ridursi, per contro lo spettro, nell'intorno di tali frequenze, risulta alterato rispetto all'originale. Potrebbe spiegarsi così il suono metallico di alcuni file Mp3 di ridotta qualità.
Nel caso dell'Mp3 a 128 kbit/s lo spettro mostra una banda passante palesemente ridotta rispetto all'originale, ci fermiamo ai soliti 16.5 kHz.
Il file audio Mp3 a 256 kbit/s invece, si avvicina molto all'originale, pur presentando delle alterazioni in alta frequenza.
La prova che ho fatto permette di verificare la presenza di alterazioni dello spettro evidenti, ma niente ci dice a proposito di quelle di più piccola entità che potrebbero essere altrettanto deleterie per la qualità audio.
In conclusione il formato vincitore è ovviamente il Flac, che ha dimostrato una migliore conservazione della qualità originale. Questa prova dimostra nuovamente che le famose affermazioni sulla qualità CD dei file Mp3 andrebbero un po' riviste.
Pensare che si possa ottenere la stessa qualità audio dell'originale effettuando compressioni di oltre dieci volte è fin troppo ottimistico, anche senza tirare in ballo prove d'ascolto e analisi spettrali.
La cosa che dovrebbe far riflettere è che il quasi trentenne CD continua tutt'oggi ad essere il riferimento di qualità per l'audio digitale. In un epoca in cui ci vendono dischi fissi con capacità di 1TB, ci limitiamo ad ascoltare musica da file di qualche MB di dimensione, mentre vent'anni fa si son fatti dei miracoli (meccanici ed elettronici) per realizzare un supporto di 650 MB, in grado di contenere solo poche canzoni.
Chi è che dice che la tecnologia migliora col tempo?
Volendo effettuare una prova abbastanza accurata (ma senza pretese di scientificità) ho scelto dal disco "Live in Paris" dei Supertramp, la canzone "School", dalla quale sono stati ricavati i seguenti file* con il software Audacity:
- Wav PCM 16 bit, 44.1 kHz (riferimento standard CD)
- Flac 16 bit, livello qualità 6
- Mp3 bit rate costante 256 kbit/s
- Mp3 bit rate costante 192 kbit/s
- Mp3 bit rate medio 128 kbit/s
Ovviamente il file Wav è da considerare come il riferimento di qualità, in questo esperimento.
Una volta ottenuti questi 5 file, sempre mediante Audacity ho effettuato un'analisi in frequenza, ottenendo i seguenti spettri:
Analisi spettrale
I risultati mostrano una certa somiglianza fra Wav e Flac, in pratica gli spettri sono sovrapponibili, a parte alle alte frequenze dove il Flac sembra avere subito un leggero filtraggio passa basso.
Le differenze consistenti si hanno però fra Mp3 e Wav, praticamente l'algoritmo di compressione, utilizzato dall'Mp3, attenua (se non rimuove del tutto) le frequenze intorno ai 16.5 kHz.
Probabilmente dietro questo comportamento c'è una spiegazione tecnica legata alla minore sensibilità dell'orecchio umano a tali frequenze, peccato che ciò non si possa considerare molto Hi-Fi.
Al variare del bit rate dei file Mp3 si ha una notevole variazione della qualità. Al crescere del bit rate il "buco" a 16.5 kHz sembra ridursi, per contro lo spettro, nell'intorno di tali frequenze, risulta alterato rispetto all'originale. Potrebbe spiegarsi così il suono metallico di alcuni file Mp3 di ridotta qualità.
Nel caso dell'Mp3 a 128 kbit/s lo spettro mostra una banda passante palesemente ridotta rispetto all'originale, ci fermiamo ai soliti 16.5 kHz.
Il file audio Mp3 a 256 kbit/s invece, si avvicina molto all'originale, pur presentando delle alterazioni in alta frequenza.
La prova che ho fatto permette di verificare la presenza di alterazioni dello spettro evidenti, ma niente ci dice a proposito di quelle di più piccola entità che potrebbero essere altrettanto deleterie per la qualità audio.
In conclusione il formato vincitore è ovviamente il Flac, che ha dimostrato una migliore conservazione della qualità originale. Questa prova dimostra nuovamente che le famose affermazioni sulla qualità CD dei file Mp3 andrebbero un po' riviste.
Pensare che si possa ottenere la stessa qualità audio dell'originale effettuando compressioni di oltre dieci volte è fin troppo ottimistico, anche senza tirare in ballo prove d'ascolto e analisi spettrali.
La cosa che dovrebbe far riflettere è che il quasi trentenne CD continua tutt'oggi ad essere il riferimento di qualità per l'audio digitale. In un epoca in cui ci vendono dischi fissi con capacità di 1TB, ci limitiamo ad ascoltare musica da file di qualche MB di dimensione, mentre vent'anni fa si son fatti dei miracoli (meccanici ed elettronici) per realizzare un supporto di 650 MB, in grado di contenere solo poche canzoni.
Chi è che dice che la tecnologia migliora col tempo?
*) Visto che Audacity può analizzare solo 22 secondi consecutivi, i file contengono la parte della canzone dal minuto 1:35 al minuto 1:55.
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Commenti (2)
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