DSD: pourquoi et comment?

[bbill]

(10-31-2018, 03:07 PM)Bigga a écrit : On et en train de discuter du DSD, sur lequel il ne semble pas y avoir de connaissance exhaustive de la part d'aucun participant pour l'instant, donc pardonne cette formulation approximative.

au lieu de te placer directement au niveau de tes suppositions et de quelques échanges sur ce forum, tu pourrais lire la nombreuse littérature sur le sujet et même peut être faire quelques écoutes pour te faire une idée avant d'écrire des pages ici ? ou nous expliquer comment tu comptes gérer le DSD via ton FDA Fx Audio D2160 qui n'amplifie que via du PCM... aide nous à comprendre ton contexte !

(10-31-2018, 03:07 PM)Bigga a écrit :

(10-31-2018, 02:53 PM)bbill a écrit :

(10-31-2018, 12:52 PM)Bigga a écrit : En revanche, je me méfie toujours des préconisations de "système hifi très qualitatif"... Bien entendu qu'il faut, en CD, Vinyle, SACD, démat, DSD ou non, un système hifi résolutif pour apprécier la qualité, mais je ne crois pas que le DSD nécessite plus que pour le reste.

que veux-tu dire avec "je ne crois pas" ?? tu fais une supposition ? ou c'est un voeux ? ou c'est un fait vérifié et bien établi par la communauté ?

Ben qu'est-ce qui te semble le plus probable? Parce que j'avoue ne pas bien comprendre ta question...
Un voeu ne se formule pas comme ça me semble-t-il, et une vérité non plus.

la question était de savoir si tu affirmes sur base d'une supposition.. simple question de méthode

[lambrays]

Bonjour

Si tout se passe bien, voila un article de la revue Stéréo Prestige n°84 qui fait le point sur la question

Mieux comprendre par Thierry Gluzman
Le DSD, Direct Stream Digital,
La théorie des dominos
Si l'aventure numérique devait être résumée, ce serait sans aucun doute par un jeu de dominos. Chaque évolution vient s'empiler sur la suivante en apportant son lot d'améliorations. Le chemin parcouru depuis les bandes magnétiques est considérable ; de la même manière que le support a connu ses beaux jours, le CD, le SACD puis le DVD ont eu leur temps. S'ils sont toujours prisés des amateurs de musique, les mœurs, la société se chargent de recentrer les besoins vers le prochain domino, celui du dématérialisé. La prise en compte du douding, des services hébergés disposant de grosses capacités de stockage et d'une bande passante considérable conduiront peut-être vers la disparition à terme du support physique tel que nous le connaissons.


Si les supports disparaissent progressivement, les formats utilisés pour y stocker la musique sont par contre eux incontournables. En inventer de nouveaux sera sans aucun doute dans le futur un besoin pour stocker encore plus d'informations holographiques. Ces nouveaux formats capacitifs sont-ils pour autant plus musicaux et riches que les anciens ? Au premier regard, rien n'est moins sûr. Ils regorgent certes de plus de canaux, de bande passante, de vitesse de diffusion, etc. Le futur est cependant promet¬teur, car si notre oreille telle que nous vous l'avons décrite dans le dossier sur le MP3 dans le numéro 83 peut vous tromper, elle saura transmettre au cerveau les informa¬tions les plus fines si celles-ci ne sont pas masquées les unes les autres.
Notre aventure numérique nous a conduit à vérifier par le passé que les fichiers dits en haute définition n'avaient pas systématiquement une amélioration audible par rapport aux versions réduites avec dithering au format CD. Après exploration, nous avons conclu qu'au final, le travail du studio de mastering était responsable de ce fait. Lorsque la piste haute définition était enregistrée et réduite avec soin vers un format compatible avec la prise de son, le résultat était tout bonnement exceptionnel. Rien ne nous empêche donc de penser qu'en partant vers de nouveaux formats plus riches en informations, le résultat ne pourrait être encore amélioré. L'électronique fait également de grands pas en avant chaque matin, les convertisseurs sont de plus en plus performants. Les composants de plus en
plus fiables et divers, si bien que l'ingénieur designer est en mesure de dessiner un appareil capable de reproduire une émotion musicale avec une signature sonore bien pré¬cise. Il ne faudra donc pas perdre de vue que si le format d'enregistrement et de stockage donne plus, l'électro¬nique elle va restituer tout cela disons 'à sa manière'. Nous arrivons donc aujourd'hui au terme de notre aven¬ture numérique en vous présentant le dernier né des for¬mats en détail, le DSD.
Le codage
Le Direct Stream Digital utilise une fréquence d'échan-tillonnage qui n'est pas choisie au hasard. 28224 Hz corres-pond exactement à 64 x la fréquence de 44100 Hz d'un CD. Avec l'augmentation de puissance des micro-processeurs, il existe de nos jours des modèles d'enregistreurs capables d'effectuer un échantillonnage à 128 x la fréquence d'un CD, c'est-à-dire près de 5,6 MHz. A un échantillonnage de x64, le fichier résultant sera de 22 minutes par Go (10249 Octets = 1 Giga-Octets), à x128, il sera de 11 minutes par Go.
Source PS-Audio : exemple de codage de sinusoïde en densité, les barres bleues représentent des 1 et les blanches des 0 
Si l'échantillonnage est soigneusement choisi, la méthode de codage l'est également. Macroscopiquement elle consiste à identifier à intervalle régulier la forme du signal et coder en densité ses variations d'un intervalle à l'autre. Le codage n'est donc pas comme dans PCM unitaire fait de
0 ou de 1 selon la présence ou non de signal. L'interprétation se fait donc par « zone », où l'on examine la densité de présence de 0 et de 1 et leur évolution dans le temps. Pour simplifier, une augmentation progressive de
1 va coder par exemple une montée lente, où une densité soudaine de 0 va coder une descente brusque ou un silence.
Décodage du flux DSD
Faisons donc le point ensemble sur les éléments connus à ce jour :
Tout le monde s'accorde à dire que la mise au point d'un décodeur de flux DSD est bien moins complexe à dessiner que celle d'un flux PCM.
Les filtres sont moins complexes (du 5ème ou 7ème ordre) mais répondent aux mêmes contraintes que le PCM dont le minimum de doublement des fréquences d'échantillon¬nages pour éviter les repliements du spectre. Ce dernier est régi par le théorème de Nyquist-Shannon dont nous avons abordé les fondements dans notre article précédent por¬tant sur le streaming. Le principe de codage par densité peut lui se contenter d'un filtre passe-bas simple pour lisser les transitions. De même, son exploitation directe n'impose pas l'introduction de bruit pour réduire la dynamique du signal de 24 à 16 bits. La lecture par densité ne nécessite pas non plus de réduction de dynamique pour être codée. Notons toutefois qu'une mauvaise conception de filtrage PCM et/ou d'un étage de conversion pourront donc aisé¬ment passer pour inférieur à un décodage DSDIFF par un même convertisseur.
L'étendue dynamique et la distorsion
Vu de la fenêtre du constructeur de convertisseur, Dan Lavry, écrivait notamment il y a déjà quelques années, «... l'étendue dynamique du PCM s'est considérablement amé¬liorée avec la DEM (Dynamic Eléments Matching), la distor¬sion est aujourd'hui très basse. Les réducteurs de bruit PCM multibits dépassent de très loin les performances du DSD sur ce point, sans les soucis de distorsions connus sur la par¬tie haute du spectre que ce dernier génère.... ». Du fait de la quantification à 64 fois la fréquence de base du CD, de nombreuses discussions existent sur le fait de pouvoir ou non éliminer la distorsion importante qui se forme, notam¬ment au-dessus de 40 KHz.
Notons tout de même que la dynamique obtenue par codage DSDIFF peut atteindre 120 dB en crête et par consé¬quent offrir une plage exceptionnelle dans le traitement des transitoires. Le résultat peut donc être fortement influencé en termes d'impact et d'instantanéité.
L'électronique et les horloges
Les horloges capables de traiter avec régularité du flux à 64, 128 voire 256 fois la fréquence d'un CD ne sont pas rares. Mais quelles sont les conséquences possibles du brui¬tage d'alimentation ou d'échauffement des composants à de telles vitesses ? Si la dérive et son jitter amènent à une fausse interprétation en PCM, en DSDIFF, cette dernière peut influencer le décodage des densités et nuire à la res¬titution générale. Mécaniquement, plus la fréquence de travail est haute, plus les dérives potentielles ont statisti¬quement de conséquences. De la même manière on peut donc considérer que le format DSD nécessitera un filtrage et une alimentation rigoureuse au même titre que pour le format PCM.
Le mastering
Enfin, qu'en est-il du mastering ? A interroger les éditeurs, ces derniers sont naturellement d'un avis visant à pousser à la consommation basée sur le format et personne ne pourra leur en vouloir pour cela ! De retour en studio, on peut constater que les logiciels de mastering ne proposent pas systématiquement de méthode simple pour éditer le flux et effectuer des montages DSDIFF.
Les calculs d'effets, le mixage et l'application de filtres à virgule flottante imposent un passage par le format PCM 384KHz puis un retour au format DSDIFF. Ce format PCM, avis pris auprès d'ingénieurs du son opérationnels, res¬pecte à peu près la réponse impulsionnelle du format DSDIFF. On comprend aisément que lorsque l'on sort du marquage simple, l'intérêt potentiel s'amenuise.
De même, pour les productions dont le mixage nécessite un mastering de 100 pistes, il est illusoire d'imaginer que les systèmes de nos jours soient capables de calculer l'en¬semble. Nous nous posons donc fort justement la question de savoir combien de productions sortent sans aucune modification structurelle de l'enregistrement ?
DSD stockage et utilisation
L'aventure DSD commence comme pour tout format au studio ou au concert. La prise de son sera intégralement reportée sur une piste haute définition au format 1 bit / 2.8224Hz.
Ce type d'enregistrement est totalement incompatible avec le format PCM comme nous l'avons expliqué dans le début de notre article. Le stockage du format DSD se fait en règle générale à l'aide de 2 formats de fichiers diffé¬rents.
DSDIFF / DFF
Le DSDIFF, Direct Stream Digital Interchange File Format. Il contient soit la version non compressée directe de la prise de son, soit la version compressée sans pertes DST, Direct Stream Transfer. Ce format est utilisé par les studios pour délivrer par exemple aux labels le fichier source qui servira à graver les SACD. Le fichier DSDIFF permet de stocker jusqu'à 6 canaux (pour le 5.1) dans sa version 1.5 (version courante utilisée par l'industrie)
Sur le Super Audio CD (SACD), l'encodage utilisé est le DSD. Le son est découpé en trames représentant chacune 1/75 de seconde. A une vitesse de 64 trames par secondes de taille fixe, soit 37632 échantillons, le composant de repro¬duction reconstruit le signal original. Lorsque la source DSD est compressée sans pertes, chaque trame représente également 1/75 de seconde de musique encodée DST. La temporisation reste donc identique, seule la taille des échantillons varie. Les ingénieurs n'ont pas réinventés la poudre, le fichier est formaté d'une manière courante. Des morceaux (chunks) décrivent information ou échantillons
Mieux comprendre



par canal :
Format de version (FVER)
Propriétés (PROP)
DSD données son (DSD)
DST données de son compressées (DST)
DST index de position (DSTI)
Commentaires (COMT)
Information d'édition master (DIIN)
Zone réservée au fabricant (MANF)
Notons que pour le contrôle d'intégrité des données, un chunk CRC peut être optionnellement ajouté. Le chunk COMT contient la nature du flux enregistré et ses caracté¬ristiques. De même il existe des chunk MARKER pour poin¬ter précisément des positons dans le flux audio (par exem¬ple le début d'une plage).
Les fichiers au format DSDIFF sont souvent stockés sous le type de fichier avec l'extension DFF.
WSD
Le Wideband Single-bit Data ou WSD est un format créé par le '1 -bit audio consortium'. Fondé par Pioneer et Sharp, on y trouve également les grands noms de la hi-fi tels que Accuphase, Clarion, Kenwood, Marantz, Sanyo, Sony, Teac, Toshiba, JVC et Yamaha. Peu utilisé en grand public, il est cependant disponible sur les matériels professionnels.
Lire le format DSD
Si le codage et le stockage du format DSDIFF ne recèle plus de secrets pour vous, qu'en est-il en pratique de l'écoute de ces fichiers dématérialisés ? Il existe une première catégo¬rie de matériels appelés lecteurs réseaux. Ces derniers copient à la volée les fichiers en mémoire locale pour les reproduire. Ils sont encore très peu nombreux à savoir lire le format natif DSD et apporter une écoute optimale.
La seconde catégorie de matériels parie sur la connectique. A l'aide d'une connexion hdmi ou de liaison propriétaire filaire elle autorise une transmission à très haut débit. Ces équipements restent relativement peu courants et nécessi¬tent un ordinateur ou une source de transport très spéci¬fique. La dernière catégorie mise sur la connectique cou¬rante et utilise le format USB pour véhiculer l'information. Cette dernière très majoritairement présente sur le mar¬ché, transmet le flux en DOP.
Qu'est-ce que le DOP (DSD Over PCM)
La lecture dématérialisée du format DSDIFF sur ordinateur n'est pas forcément directe. La norme USB Audio classe 2.0 est actuellement utilisée sur nos ordinateurs domestiques Cette dernière ne normalise l'envoi que de format PCM ou brut. Le format DSDIFF n'est pas formellement supporté. A cet effet, plusieurs constructeurs ont monté une initiative visant à permettre la diffusion de flux DSD à travers une liaison PCM à haut débit.
De la même manière, il n'est pas non plus possible de dif¬fuser un fichier DSDIFF au travers d'une connexion S/PDIFF coaxiale ou optique sur un convertisseur traditionnel. Il existe des équipements qui permettent également d'insé¬rer une carte SD et lire le fichier DSDIFF directement sans conversion PCM. Cette méthode est à notre sens la plus efficace.
Dans le cas d'une liaison USB, le flux circule donc au format PCM et détecté et interprété comme un flux DSD par le convertisseur selon les fréquences d'échantillonnages dis-ponibles et selon la densité d'information (x64, x128) :
PSD Marker (8 MSbits) ^ ^ 16 DSD Audio bits for 1 channel (oidest bit = t$) ^
l H VI l h l l ^ l *7.l U l h l '-4 H hà ^l NI ^
Source postive feedback - codage d'un flux DSDIFF sur PCM
Pour le flux à pleine vitesse x64, la méthode retenue consiste à coder les marqueurs sur les 8 bits les plus signifi¬catifs d'un échantillon PCM de 24 bits et d'utiliser les 16 bits de données pour les chunks de données. Dans ce cas défiguré, le flux PCM est réglé à 176,4 KHz (= 4x44,1 KHz)
1, Sampte- Sampte,^
1 1 q r* 1 r H
PCMframe 1 => | üxOB 11S DSD bits dv1 | | ütxHS 116 DSD bits Chl | | Qvsxm 16 DSD bits ch1
PCM frame 2 => " eyæneDso bfe an1 |"'W9 |'1BDSD bfe ch11 | OxM 116 DSD bits ohl

PCMframe 3 =>| 0x03 116 DSD bits ch3 | I CfecFS 116 DSD bits ch21 I 0x06 116 DSD bits chZ
PCMframe 4 =>| 0x06 116 DSC- bits cfr21 | üxFO 116 DSC bits dn2 \ | 0x06 RS DSC'bits chS
1 1 1
1 1 1
PCMframe n =cq QxOe f!-3DSD bits | üxFS DSD bits chn.q | 0x05 |!6 DSC bits chn "
Source postive feedback - codage d'un flux DSDIFF sur PCM


Lorsque le flux est à double vitesse, c'est-à-dire à x128, l'envoi se fait en exploitant le fait que le PCM peut attein¬dre la vitesse de 352.8KHz (2 x 176,4KHz = 8 x 44,1 KHz). Lorsque le convertisseur ne supporte pas des fréquences d'émissions supérieures à 192 KHz, une paire de canaux PCM est utilisée pour transférer un flux réparti sur les 2 canaux. Ce dernier mode n'est clairement pas idéal en termes de timing.
Synthèse
L'amateur de musique aura compris qu'il existe aujourd'hui une multitude de formats de fichiers. Certains issus de l'historique PCM s'imposent par leur grand nom¬bre avec un catalogue de titres sans aucune comparaison à ce jour.
La musique dématérialisée évoluant, les constructeurs nous offrent désormais le moyen d'accéder au catalogue spécifique d'enregistrements au format DSDIFF réalisé pour leur production de SACD à ne pas confondre avec ceux analogiques ou au format PCM passé au format DSD. Si le support s'est peu vendu, la qualité des informations enregistrées n'est à ce jour que difficilement discutable en termes de qualité.
Nous avons compris que selon les cas, les versions PCM ou DSDIFF s'imposeront. Nous avons également identifié que suivant le système mis en œuvre par le lecteur audiophile dématérialisé, le flux DSD pourra ou non être plus fidèle que la version PCM.
L'électronique impose donc comme à son habitude ses limitations. Si le format est désormais extrêmement qualitatif et foisonne de détails, les restituer reste toujours une opération qui n'est pas à la portée du premier lecteur venu !
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D'après mon expérience avec le l'Audiomat Maestro 3 référence avec carte réseau, il me semble que la restitution des DSD en natif est excellente, mais le PCM aussi. De toute façon lorsque j'écoute Pierre Fournier en enregistrement analogique repris en PCM haute définition ou Nat King Cole repris idem mais en DSD ou Brecon Baroque en DSD natif c'est excellent. Mais j'entends aussi les 4 guitares de l'Aquarelle guitar quartet en CD de base (certes Chandos) avec du relief, des nuances et des attaques, le tout dans une image sonore naturelle.Et ça marche aussi avec Dire Straits, Barbara ou Dany Brillant. Si le DAC est bon, tout bon enregistrement sera bien restitué, mais à mon avis il est quand même préférable de ne pas se priver du DSD natif, qui par construction est supérieur au PCM de base.

[Ezel78]

De loin comme ça: puisque beaucoup de monde s'intéresse au DSD, pourriez-vous chacun des intéressés, lister ce qu'il écoute vraiment en DSD ? 5 à 10 albums tout au plus. Vouloir révolutionner tout son système pour 5 malheureux albums DSD qui n'en sont peut-être réellement même pas ... franchement je vois pas.

[Bigga]

(10-31-2018, 03:17 PM)bbill a écrit :

(10-31-2018, 03:07 PM)Bigga a écrit : On et en train de discuter du DSD, sur lequel il ne semble pas y avoir de connaissance exhaustive de la part d'aucun participant pour l'instant, donc pardonne cette formulation approximative.

au lieu de te placer directement au niveau de tes suppositions et de quelques échanges sur ce forum, tu pourrais lire la nombreuse littérature sur le sujet et même peut être faire quelques écoutes pour te faire une idée avant d'écrire des pages ici ? ou nous expliquer comment tu comptes gérer le DSD via ton FDA Fx Audio D2160 qui n'amplifie que via du PCM... aide nous à comprendre ton contexte !

(10-31-2018, 03:07 PM)Bigga a écrit :

(10-31-2018, 02:53 PM)bbill a écrit :

(10-31-2018, 12:52 PM)Bigga a écrit : En revanche, je me méfie toujours des préconisations de "système hifi très qualitatif"... Bien entendu qu'il faut, en CD, Vinyle, SACD, démat, DSD ou non, un système hifi résolutif pour apprécier la qualité, mais je ne crois pas que le DSD nécessite plus que pour le reste.

que veux-tu dire avec "je ne crois pas" ?? tu fais une supposition ? ou c'est un voeux ? ou c'est un fait vérifié et bien établi par la communauté ?

Ben qu'est-ce qui te semble le plus probable? Parce que j'avoue ne pas bien comprendre ta question...
Un voeu ne se formule pas comme ça me semble-t-il, et une vérité non plus.

la question était de savoir si tu affirmes sur base d'une supposition.. simple question de méthode

Mon contexte est que je souhaite comprendre les rouages de l'audio, en tous cas dans ce qu'on peut en faire pour qu'il arrive à nos oreilles avec une bonne qualité et une restitution fidèle de ce qui a été enregistré, et si possible bien enregistré.
Je ne cherche pas à expliquer à quiconque comment écouter du DSD avec un FDA puisque, comme je l'ai précisé dans le post d'introduction de ce fil (Lecture que je me permets de te conseiller à mon tour...), je sais très bien que les FDA ne lisent pas le DSD. Donc écouter des DSD, tu en déduiras facilement que je ne peux pas actuellement.
Je ne me place au niveau d'aucune supposition (Je ne comprends même pas ce que cela signifie, se place au niveau de suppositions), j'essaie juste de comprendre, c'est tout. Alors lire des articles, avec plaisir, mais d'une part je ne décrypte pas toujours tout du langage technicien, et d'autre part c'est aussi sympa d'échanger et de multiplier les avis via ce forum. Pourquoi es tu sur ce forum, toi, d'ailleurs, si il suffit de lire les publications pour tout comprendre et savoir?
Bref, je n'affirme rien, je viens modestement ici discuter et tenter de synthétiser ce qu'on sait aujourd'hui sur ce format, et bénéficier des connaissances de gens plus éclairés que moi sur ce sujet. Si tu peux nous aider à y voir plus clair, encore une fois, n'hésite pas. Si au contraire tout cela ne t'intéresse pas, peut-être n'est ce pas utile de polémiquer ici sur ma façon de voir les choses et d'agir. Merci.

[davidhifi]

On avance, on avance, super ce travail solidaire !!!

voilà un autre lien  qui nous raconte un peu l'histoire de la génèse du DSD:
https://www.son-video.com/guide/dsd-tout...am-digital

les puces de conversion offrant un support DSD natif existent : Wolfson WM8741, Wolfson WM8742, Texas Instrument Burr Brown DSD 1608, DSD 1702, DSD 1791 ou DSD 1794, sans parler des Asahi Kasei.


Les sites distribuant des fichiers DSD, proposant des téléchargements légaux : 2L, Blue Coast Records, Channel Classics Records, Cybele Records ou HighResAudio.

Un certains nombre d'articles mettent en avant les convertisseurs delta-sigma lors d'une écoute DSD.
Pour mieux comprendre le delta-sigma:
http://www.thdstudio.com/Conversion-Delta-Sigma.htm
On élimine des étage de transformation et l'on reste sur 1 bits jusqu'à la conversion numérique analogique.
En 2001 pourtant le delta-sigma n'était pas à la fête:
https://sjeng.org/ftp/SACD.pdf
Les progrès effectués depuis auraient permis de solutionner ses insuffisances, apparemment oui...


Certains Dac à base de puce AKM peuvent lire de DSD en natif sans passer par conversion PCM en bypassant les filtres et volume internes:

Chez AKM on en est en HDG au 4497EQS. Attention au S = qualité sonore optimisée, plus cher que les autres versions.

[lamouette]

les puces AKM lisent depuis longtemps le DSD natif déjà depuis le 4490 si je me souviens bien.

[laurent martiarena]

je confirme, j'ai du burr brown, de l'analog devices et de l'AKM qui peuvent traiter le DSD en natif.

en fait c'est rigolo mais une fois de plus tout ça vient du home cinéma. en effet les besoins en performances sur un grand nombres de canaux font que les puces les plus sophistiqués ce retrouve régulièrement sur le matos home cinéma d'autant qu'il sorte une nouvelle gamme tout les ans, ça va très vite dans cet univers un peu comme dans l'informatique.

[lamouette]

et même du téléphone portable, si je me souviens bien la puce Wolfson Wm 8740 a été faite pour les téléphones mais voyant la très bonne qualité qu'elle donnait, elle a été utilisée en hifi.

[Ezel78]

De ce que j'ai compris, ce n'est parce que la puce en elle-même sait décoder le DSD en natif que le dac qui intègre cette puce le fait. Souvent le dac passe par le PCM tout de même.... donc en DoP.

[lamouette]

exactement, le fabricant de puce propose la puce qui sait décoder en natif, mais le fabricant du dac ne l'exploite pas forcément.