Am 05. Mai 2023 wurden HQPlayer 5 Desktop und HQPlayer 5 Embedded 5.0.0 veröffentlicht. 30 Jahre seit dem ersten DAC-Design und 25 Jahre seit Beginn des HQPlayers Projekt sprechen für einen Menge Erfahrung des Entwicklers Jussi Laako. Er war bis 2018 Entwickler bei Intel. Davor war er bei Nokia tätig.
Grundlegende Funktionen
Der HQPlayer wurde ursprünglich für die Konvertierung von PCM zu DSD entwickelt. Aber er wird auch gern für das Upsampling bis PCM 1536kHz verwendet. Der Grundgedanke ist hochentwickelte Filter und Modulatoren in leistungsfähigen Computern zu verwenden und den DAC von dieser Rechenlast zu befreien und vor allem in seinen Sweet Spot zu betreiben. Siehe ergänzend unsere Grundlagen: Audio PC Upsampling.
Der Rechenkern vom HQPlayer wird vom Hersteller selbst als HQPlayer Desktop bezeichnet. Etwas verwirrend, aber gemeint ist die Rechenmaschine und die Konfigurationsoberfläche, welche unter Windows (keine Server Editions), Apple (MacOS) oder Linux installiert werden kann. Diese Anwendung erfordert eine kostenpflichtige Registrierung.
Der Kern kann aber auch als HQPlayer Embedded Anwendung (ausschließlich unter Linux) installiert werden. Es werden verschiedene Linux Versionen unterstützt. Am einfachsten und schlanksten ist das HQPlayer OS. siehe auch unser Newsletter: Signalyst HQPlayer 4 Embedded – schlanker und audiophiler geht’s nicht. Ursprünglich war die HQP Embedded Version für Businesspartner gedacht, die ihre Streamer, DACs, Computer oder andere Geräte damit ausstatten. Daher ist die Konfigurationsoberfläche sehr technisch gehalten und die Lizenz ist an das jeweilige Gerät gebunden. Diese Anwendung macht eine eigene kostenpflichtige Registrierung notwendig.
Die Lizenzen von HQPlayer Desktop und HQPlayer Embedded können nicht untereinander getauscht werden. Die Bedienung kann mit dem eigenen HQPlayer Client oder auch mit Fremdprogrammen wie Roon erfolgen. Siehe ergänzend: HQPlayer Circle – eine Funktionsübersicht.
Neues in HQPlayers 5. Generation
HQPlayer schreibt dazu: Mehrere neue Filter und Modulatoren, erweitert Quellinhaltsanalyse und Ausgabemessung, neue CUDA-Offload-Funktionen. Hier kann ich noch hinzufügen: Effizienzverbesserung!
Effizienzsteigerung
In den Foren schwanken die Angaben. Aber in einem sind sich alle einig: die effizienteren Algorithmen ermöglichen den Betrieb bisher nicht möglicher Modulator-/Filterkombinationen auf unveränderter Hardware. Selbst beim fis Audio PC mit dem Flaggschiff Prozessor Intel i9-13900k, der bisher nur wenige Einschränkungen kannte, laufen die neuen Modulatoren mit einer Reduzierung der Rechenlast um 4-8% effizienter:
- Mit dem alten Modulator „ASDM7ECv2“ lag die durchschnittliche Auslastung bei ca. 24%
- Mit dem neuen Modulator „ASDM7ECv3“ beträgt die durchschnittliche Auslastung ca. 20%
- Mit dem neuen Modulator „ASDM7EC-light“ ca. 16%!
- Mit dem neuen Modulator „ASDM7EC-super“ ca. 20%
Neue Modulatoren
Der HQPlayer bietet verschiedene Modulatoren für die Delta-Sigma-Modulation zur Auswahl an. Es ist in der Regel besser einen hochwertigeren Modulator zu verwenden als die höchste DSD-Rate. Diese Modulatoren benötigen je nach Auswahl eine sehr hohe Rechenleistung. Entscheidend ist eine hohe Taktfrequenz der CPU Kerne, die wir beim fis Audio PC bis 4GHz laufen lassen.
Mit der HQPlayer Version 5 wurden weitere Modulatoren eingeführt, hier ist eine Auswahl:
- ASDM7ECv3
Dritte Generation des ASDM7EC mit geringfügigen Verbesserungen. - ASDM7EC-super
Komplett neu designed. Adaptiver Ein-Bit-Delta-Sigma-Modulator siebter Ordnung mit erweiterter Kompensation. - ASDM7EC-light
Wie ASDM7EC-super mit geringerer Rechenlast, zum Beispiel für Mehrkanalsysteme. - ASDM7EC-super 512+fs
Komplett neu designed. Adaptiver Ein-Bit-Delta-Sigma-Modulator siebter Ordnung mit erweiterter Kompensation. Optimiert für DSD512 (>= 20,48 MHz) und höhere Raten. Bei DSD512 gewichtet die 512+fs-Variante den Dynamikbereich mehr, während die reguläre Variante die Bandbreite stärker gewichtet. - ASDM7EC-light 512+fs
Wie oben nur mit geringerer Rechenlast, zum Beispiel für Mehrkanalsysteme.
Im Moment gefällt mir der Modulator „ASDM7EC-super“ sehr gut. Die Verbesserungen sind nicht aufdringlich. Es ist eher so, dass mich die Musik mehr umhüllt als sonst. Mit höherer Detailgenauigkeit und Instrumententrennung. Die Musik fließt einfach. Großartige Bässe und Transienten. Das sind meine ersten Eindrücke vom Klang.
Neue Filter
Bei einer CD (44,1 kHz) darf der hörbare Bereich nur bis maximal 22,05 kHz gehen. Grundlage ist das Nyquist-Shannon-Abtasttheorem, welches nur die halbe Abtastrate (Nyquist-Frequenz) berücksichtigen soll. Wird das Abtasttheorem durch eine zu niedrige Abtastrate verletzt, so werden Frequenzanteile, die ursprünglich höher waren als die halbe Abtastrate, als niedrigere Frequenzen interpretiert, da für diese eine Unterabtastung stattfindet. Dieses unerwünschte Phänomen wird Alias-Effekt genannt. Diese sogenannten Spiegelfrequenzen sollen durch Filter ausgesperrt werden, weshalb dieses Filter oft auch Antialiasing-Filter genannt werden.
Es kommt daher auf die Filterqualität an, welche Frequenzen in der Praxis durchgelassen werden (Passband), ab wann die Sperrwirkung (Cutoff) einsetzt und wie lange es dauert (Transitionsbereich), bis der Tiefpassfilter seine volle Wirkung (Stopband) entfaltet.
Wenn die Sperrwirkung sehr tief liegt, spricht man von einer extrem hohen Dämpfung. Das ist eine gute Sache, weil Spiegelfrequenzen effektiv unterdrückt werden. Eine hohe Dämpfung führt zu weniger Lärmartefakten und auch zu einer besseren Rekonstruktionsgenauigkeit.
Mit der 5. Generation kamen neue Filter dazu. Zur weiteren Interpretation der Tabelle siehe: HQPlayer Filtereigenschaften.
| Filter | Beschreibung | Ratio | Apodi-sierend | Genre | Fokus |
| poly-sinc- gauss-halfband | Linearphasiger Halbband-Gauß- Filter. Leichtes Leck im Nyquist- Bereich, aber extrem hohe Dämpfung. Nur geeignet für Quellenmaterial von höchster Qualität | Any | Each Genre | Transients, Timbre, Space | |
| sinc-MG | Gaußscher Konstantzeitfilter mit einer Million Taps bei 16- facher PCM-Ausgangsrate. Extrem hohe Dämpfung. (65536 Umrechnungsverhältnis) | Integer | Classical, Jazz, Blues | Transients, Timbre, Space | |
| sinc-MGa | Apodisierender Gaußscher Konstantzeitfilter mit einer Million Taps bei 16- facher PCM-Ausgangsrate. Extrem hohe Dämpfung. | Integer | X | Classical, Jazz, Blues | Transients, Timbre, Space |
| sinc-short | Kurzer mittlerer Dämpfung sinc- Filter mit adaptiver Anzahl von Abgriffen. | Any | Any | ||
| sinc-medium | Mittlerer Dämpfungs sinc- Filter mit adaptiver Anzahl von Abgriffen. | Any | Classical, Jazz, Blues | ||
| sinc-long | Langer mittlerer Dämpfungs sinc- Filter mit adaptiver Anzahl von Abgriffen. | Any | Classical |
Aktuell gefallen mir die Filter „sinc-MGa“ für Quellmaterial PCM bis 48kHz und darüber „poly-sinc- gauss-halfband“ sehr gut.
Spektralanalyse
Interessant ist auch die integrierte Spektralanalyse. Dabei wird Das Frequenzspektrum bis zur möglichen Nyquist-Frequenz angezeigt. Die Spektrogramm-Anzeige wird mit der Zeit auf der horizontalen Achse und der Frequenz auf der vertikalen Achse dargestellt. Die Farbcodierung dient zur Anzeige des Signalpegels (in dB) im Zeit-/Frequenzraum.
In den Bildern unten sind der HQPlayer Client mit Abbildung des Spektrums im linken und rechten Kanal, rechts daneben Roon und darunter in der Leiste das Programm htop für die CPU-Auslastung zu sehen. Es folgen einige Interpretationsversuche, die nicht vollständig und richtig sein müssen. Die Bilder können durch Anklicken im neuen Fenster vergrößert werden.
Es ist nicht das drin was draufsteht
Wir kennen die Kritik an manchen HiRes-Aufnahmen, wo mit einer hohen Bandbreite von zum Beispiel 96kHz geworben wird. Aufgrund der Nyquist-Frequenz wird der hörbare Bereich auf 48kHz beschränkt. Tatsächlich befindet sich manchmal eher das „übliche“ einer 44,1kHz Aufnahme (Nyquist-Frequenz 22,05kHz) darin. Und so stellt sich das unten im Bild dar, weil die Hälfte des möglichen Spektrums fehlt.
Das sowas sogar mit 44,1kHz Dateien gemacht wird, war mir neu. Was bei diesem Titel Schade ist, weil er sich gut abgemischt anhört.
Loudness War
Das Problem der heutigen Zeit sind totkomprimierte Musikstücke (Loudness War). Diese Komprimierung des Audiosignals führt zwar zu einer konstanteren „Hörbarkeit“ der Musik, hat aber auch einen hohen Verlust an Dynamik zur Folge. Es kommt vor, dass die oberen Bänder dadurch beschnitten werden. Im Bild unten sind im Spektogramm die abgeschnittenen Linien mit einem hohen Rot-Anteil gut zu erkennen. Links schießt in der Zeile „Limited / Apod.“ der Apodisierungszähler als Indikator für ein schlechtes Mixing auf über 8.000 nach oben.
So wie es sein sollte
Hier ist ein Titel in 44,1kHz mit einer sehr schönen Dynamik. Das Frequenzspektrum wird bis zur Nyquist-Frequenz von 22,05kHz voll ausgeschöpft.
Oben im Beitragsbild ist echtes 96kHz HiRes zu sehen. Unten im Bild auch. Die Bandbreite von 48kHz wird voll ausgeschöpft.
Zusammenfassung
Die Idee des HQPlayers ist die begrenzte Rechenleistung eines DACs durch einen Audio PC zu ersetzen. Der Audio PC kann hochwertigere Modulatoren und Filter verarbeiten. Der fis Audio PC bietet dafür die notwendige Rechenleistung und ist trotzdem lautlos. Der DAC soll dabei im NOS (Non Oversampling) mit geringer Rechenlast in seinem Sweet Spot betrieben werden.
Mit effizienteren Algorithmen und verbesserten Filtern und Modulatoren in der 5. HQPlayer Generation konnte die Soundqualität (SQ) erheblich gesteigert werden. Der neue Modulator „ASDM7EC-super“ setzt einen neuen Meilenstein für DSD. Wer Probleme mit der Rechenlast hat verwendet die Light-Variante, die ebenfalls sehr gut ist. Den apodisierenden Filter „sinc-MGa“ für Quellmaterial PCM bis 48kHz und den Filter „poly-sinc- gauss-halfband“ für edles HiRes-Material kann ich sehr empfehlen.
Die integrierte Spektralanalyse ermöglicht ohne Aufwand Probleme bei den Musikdateien festzustellen. Mogelpackungen und Loudness War werden schonungslos aufgedeckt. Im Bereich der Red Book Formate (CD 44.1kHz) ist die Gefahr von schlechten Analog-Digital-Konvertierungen (ADC) besonders hoch. Hier empfehle ich apodisierende Filter, womit sich solche Musikproduktionen noch gut anhören.
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