Audio PC HQPlayer Filtereigenschaften

Der HQPlayer kann zwar als Audioplayer in Windows, Linux und macOS genutzt werden, kommt aber hinsichtlich des Bedienkomforts nicht an Roon heran. Wenn es jedoch um das Upsampling geht, ist der HQPlayer um Welten besser als Roon. Durch die Möglichkeit den HQPlayer in Roon einzubinden, können die intuitive Bedienerobfläche und hochwertigste Algorithmen kombiniert werden.

Der HQPlayer bietet Filter, welche

apodisierend und nicht-apodisierend sind,
– andere Wirkungen auf Räumlichkeit (Space) Transienten und Klangfarben (Timbre) haben,
– verschiedene Samplingraten (CD oder HiRes) bevorzugen,
– geringe oder hohe Rechenleistungen erfordern und
– sogar unterschiedliche Musik-Genres unterstützen.

Ziemlich verwirrend das Ganze, was viele auch abschreckt. Wir versuchen ein wenig Licht ins Dunkle zu bringen.

Apodisierend und Nicht-Apodisierend

Punkt des Apodisationsfilters ist es, die Impulsantwort des ursprünglichen Dezimationsfilters durch eine andere zu ersetzen. Dies ermöglicht das Ändern des Zeit- und Frequenzbereichsverhaltens des ursprünglichen Filters. Ein möglicherweise wichtigerer Punkt ist das Bereinigen des Aliasing-Bands bei den höchsten Frequenzen. Abhängig von den ADC / Mastering-Werkzeugen kann es zu einem gewissen Aliasing-Band am oberen Rand des Frequenzbands kommen. 

Nicht apodisierende Filter lassen die (möglicherweise fehlerhaften) produktionsseitigen digitalen Filtereigenschaften durch. Nicht apodisierende Filter sind für HiRes-Aufnahmen (ab 88.2/96kHz) möglich. Apodisierende Filter sind für Reedbook-/CD-Formate (44.1/48kHz) wegen der niedrig liegenden Nyquist-Rate am wichtigsten.

Komprimierte Musik

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 dadruch beschnitten werden. Bei solchen Aufnahmen ist es besser, diese auf eine DSD-Ausgabe mit höherer Rate zu konvertieren. Mindestens DSD256 oder noch besser DSD512, unter Verwendung der EC-Modulatoren. Selbst PCM-Upsampling auf 1,5MHz kommt da nicht heran, denn es mangelt gelegentlich an „Tiefe und Luftigkeit“.

Wenn es sich um eine 44.1/48kHz-Quelle handelt, ist die Verwendung eines Apodisierungsfilters grundsätzlich zu empfehlen, siehe oben. Es ist auch gut, sich an einen kürzeren Filter zu halten, wie z. B. poly-sinc-short. Und möglicherweise Minimalphase.

Ein anderer Ansatz besteht darin, längere Filter zu verwenden, die jedoch besonders transientenoptimiert ist, wie z. B. die Poly-sinc-Gauß-Familie:

1x (44.1/48kHz) = poly-sinc-gauss-long
Nx (88.2/96kHz und höher) = poly-sinc-gauss-hires-lp

Der Entwickler Jussi Laako ist von dieser Lösung so begeistert, dass diese Filter künftig in den Einstellungen vorbelegt sind.

Modulatoren für DSD

Oben klang es schon durch, dass DSD bei komprimierter Musik den Klang verbessern kann. Im allgemeinen wird DSD mit einem analogeren Klang, mehr Räumlichkeit und verbesserten Transienten verbunden. Wer zum Beispiel Probleme mit digitalen Schärfen hat, findet damit vielleicht seine Lösung. Angewendet wurde das DSD-Verfahren ursprünglich bei der Super-Audio-CD (SACD). Gespeichert wird dabei der direkte Datenstrom eines Delta-Sigma-Modulators, der mit 2,8224 MHz arbeitet Das entspricht dem 64-fachen (DSD64) der Abtastrate von 44,1 kHz (Audio-CD (Red-Book-CDDA) mit 16-bit-Puls-Code-Modulation (PCM). Siehe auch unsere Audio PC Grundlagen zum Upsampling.

Der Entwickler ordnet die DSD-Raten wie folgt ein:

DSD64 -> DSD128 ist ein großer Schritt
DSD128 -> DSD256 ist immer noch ein großer Schritt
DSD256 -> DSD512 ist ein mittlerer bis kleiner Schritt
DSD512 -> DSD1024 ist ein kleiner Schritt

Die Modulatoren wurden im HQPlayer mit den EC-Modulatoren weiter verbessert. EC steht für „Extended Compensation“. Diese neuen Modulatoren bieten eine deutlich bessere Genauigkeit. Der Nachteil liegt in der deutlichen Erhöhung der CPU-Auslastung, wofür wir mit dem fis Audio PC eine Lösung anbieten. Damit laufen auch die EC-Modulatoren der zweiten Generation bis zu DSD512:

ASDM7EC
Adaptiver Ein-Bit-Delta-Sigma-Modulator siebter Ordnung mit erweiterter Kompensation.
ASDM7ECv2
Zweite Generation des ASDM7EC mit geringfügigen Verbesserungen.

Wer DSD1024 mit seinem DAC abspielen kann, soll alternativ auch folgenden Modulator ausprobieren:

AMSDM7 512+fs
Spezieller adaptiver „Pseudo-Multi-Bit“-Modulator siebter Ordnung, optimiert für Raten über >= 20,48 MHz.

Wirkungen auf Räumlichkeit (Space) und Transienten und Musik-Genres

Die Gruppe der poly-sync-lp (linear phase) Filter verbessern die Räumlichkeit. Sie gehören zu den FIR-Filtern und wirken in der Time-Domain. Empfohlen für Klassik und für „in der relaen Welt“ aufgenommenen Musik (Konzerthalle). Eine Unterart davon sind die AsymFIR-Filter, welche sich besonders für Jazz/Blues eignen.

Die Gruppe der poly-sync-mp (minimum phase) Filter verbessern die Transienten. Sie gehören zu den MinPhaseFIR-Filtern und eignen sich besonders für Rock/Pop/Elektronik, sowie im Musikstudio aufgenommenes.

Manche Filter haben auch einen Fokus auf das Timbre, also die Klangfarben.

Tabelle mit den Filtereigenschaften

Die Tabelle listet die wichtigsten Filter auf und wurden dem HQPlayer Handbuch entnommen.

FilterBeschreibungRatioApodi-sierendGenreFokusOptimiert für
poly-sinc-lp / mehr RäumichkeitLinearphasen-Polyphasen-Sinc-Filter. Sehr hochwertiges lineares Phasen-Resampling-Filter, kann die meisten der typischen Umwandlungsverhältnisse ausführen. Guter Phasengang, hat aber ein gewisses Maß an Vorecho.Any  X  ClassicalSpace
poly-sinc-mp / bessere TransientenMinimalphasen-Polyphasen-Sinc-Filter, ansonsten ähnlich Poly-Sinc. Veränderter Phasengang, aber kein Vorecho.Any  X  Jazz, BluesTransients
poly-sinc-shrt- lp Ansonsten ähnlich wie Poly-sinc, aber kürzere Vor- und Nachechos auf Kosten der Filterqualität (nicht so scharfer Roll-Off).Any  X  Jazz, Blues, ElectronicSpace, Transients
poly-sinc-shrt- mp Minimale Phasenvariante von poly-sinc-shrt. Ansonsten ähnlich poly-sinc-mp, aber kürzeres Nachecho. Optimalste Transientenwiedergabe.Any  X  Pop, RockTransients
poly-sinc-long- lp Ähnlich wie Poly-sinc, jedoch längere Pre- und Post-Echos mit verbesserter Filterqualität (schnellerer Roll-Off).Any  X  ClassicalSpace
poly-sinc-long- ip Zwischenphasenversion von Poly-sinc-long, mit kleinem Pre-Echo und längerem Post-Echo mit verbesserter Filterqualität (schnellerer Roll-Off).Any  X  Jazz, Blues, ElectronicSpace, Transients
poly-sinc-long- mp Minimale Phasenvariante von Poly-sinc-long. Ansonsten ähnlich poly-sinc-mp, jedoch längeres Nachecho mit verbesserter Filterqualität (schnellerer Roll-Off).Any  X  Pop, RockTransients
poly-sinc-hb Linearphasen-Polyphasen-Halbbandfilter mit steilem Cut-Off und hoher Dämpfung.Any 
poly-sinc-ext Linearphase Polyphase Sinc Filter mit schärferem Cut-Off und etwas geringerer Sperrdämpfung bei ungefähr gleicher Länge wie Poly-Sinc.Integer  X   
poly-sinc-ext2 Linearphasen-Polyphasen-Sinus-Filter mit scharfem Cut-Off und hoher Sperrbanddämpfung für erweiterten Frequenzgang bei vollständiger Absperrung durch die Nyquist-Frequenz. Bei SDM-Ausgängen erfolgt die Verarbeitung in zwei Stufen mit 16-facher Zwischenrate.Any  X  Each Genre TimbreDSD
poly-sinc-ext3 Sehr steile 8 mal längere Version von poly-sinc-ext2.Any  X  ClassicalTimbreDSD
poly-sinc- mqa/mp3-lp Linearphasen-Polyphasen-Sinc-Filter, optimiert für die Wiedergabe von MQA- oder MP3-codierten Inhalten, um hochfrequentes Rauschen zu beseitigen, das durch die MQA- oder MP3-Codierung hinzugefügt wurde. Auch geeignet zum Upsampling von PCM-Quellen mit 88,2 kHz oder höherer Abtastrate, insbesondere für HighRes-PCM-Aufnahmen mit 176,4 kHz oder höherer Abtastrate. Sehr kurzes Klingeln. Frühes langsames Abrollen.PCM: Integer up
SDM: Any 
 X  Classical, Jazz, Blues TransientsMQA/MP3/ HiRes PCM 
poly-sinc- mqa/mp3-mp Minimalphasenvariante von poly-sinc-mqa.PCM: Integer up
SDM: Any 
 X  Pop, RockTransientsMQA/MP3/ HiRes PCM 
poly-sinc-xtr-lp Linearphasen-Polyphasen-Sinc-Filter mit extremen Cut Off und hoher Dämpfung.Any ClassicalTimbre
poly-sinc-xtr- mp Minimalphasen-Polyphasen-Sinc-Filter mit extremen Cut Off und hoher Dämpfung.Any Jazz, BluesTimbre
poly-sinc-xtr- short-lp Kurzes Linearphasen-Polyphasen-Sinc-Filter mit extremen Cut Off und hoher Dämpfung.Any  X  Electronic, Jazz, Blues, Pop, Rock Timbre
poly-sinc-xtr- short-mp Kurzes Minimalphasen-Polyphasen-Sinc-Filter mit extremen Cut Off und hoher Dämpfung.Any  X  Pop, Rock Timbre
poly-sinc- gauss-short Kurzer Gaußscher Polyphasen-Sinc-Filter. Optimaler Zeit-Frequenzgang. Bei SDM-Ausgängen erfolgt die Verarbeitung in zwei Stufen mit 16-facher Zwischenrate.Integer up Electronic, Jazz, Blues, Pop, Rock TransientsDSD
poly-sinc-gauss Gaußscher Polyphasen-Sinc-Filter. Optimaler Zeit-Frequenzgang. Bei SDM-Ausgängen erfolgt die Verarbeitung in zwei Stufen mit 16-facher Zwischenrate.Any  X  Each Genre Transients, TimbreDSD
poly-sinc- gauss-long Langer Gaußscher Polyphasen-Sinc-Filter. Optimaler Zeit-Frequenzgang. Bei SDM-Ausgängen erfolgt die Verarbeitung in zwei Stufen mit 16-facher Zwischenrate.Any  X  Each Genre Transients, Timbre, SpaceDSD
poly-sinc- gauss-xl Extra langer Gaußscher Polyphasen-Sinc-Filter. Optimaler Zeit-Frequenzgang. Bei SDM-Ausgängen erfolgt die Verarbeitung in zwei Stufen mit 16-facher Zwischenrate.Any Classical, Jazz, BluesTransients, Timbre, SpaceDSD
poly-sinc- gauss-xla Apodisierender extra langer Gaußscher Polyphasen-Sinc-Filter. Optimaler Zeit-Frequenzgang. Bei SDM-Ausgängen erfolgt die Verarbeitung in zwei Stufen mit 16-facher Zwischenrate.Any  X  Classical, Jazz, BluesTransients, Timbre, SpaceDSD
NEU poly-sinc-gauss-hires-lpLinearphasiger Gauß-Filter für HiRes-Inhalte mit extrem hoher Dämpfung. Optimaler Zeit-/Frequenzgang. Auch für die Wiedergabe von verlustbehafteter Kompression wie MP3 oder MQA geeignet.AnyXEach GenreTransients, Timbre, Space
NEU poly-sinc-gauss-hires-ipGauß-Filter mit mittlerer Phase für HiRes-Inhalte mit extrem hoher Dämpfung. Optimaler Zeit- und Frequenzgang. Auch für die Wiedergabe von verlustbehafteter Kompression wie MP3 oder MQA geeignet.AnyXEach GenreTransients, Timbre, Space
NEU poly-sinc-gauss-hires-mpGauß-Filter mit minimaler Phase für HiRes-Inhalte mit extrem hoher Dämpfung. Optimaler Zeit-/Frequenzgang. Auch für die Wiedergabe von verlustbehafteter Kompression wie MP3 oder MQA geeignet.AnyXEach GenreTransients, Timbre, Space
minringFIR-lp Minimales Ringing FIR. Verwendet einen speziellen Algorithmus, um einen linearphasigen Filter zu erstellen, der das Ausmaß des Nachschwingens minimiert und gleichzeitig einen besseren Frequenzgang und eine bessere Dämpfung als polynomiale Interpolatoren bietet. Performance und Ringing liegen zwischen Polynom und Poly-sinc-short.Integer up Transients
minringFIR-mp Minimum phase variant von minringFIR. Integer up Transients
closed-form Closed form interpolation mit hoher Anzahl von Taps.2x up 
closed-form- fast Closed form interpolation mit geringerer CPU-Last, aber auch geringerer Präzision. Die Ausgangspräzision ist auf etwa 24-Bit PCM abgestimmt.  2x up 
closed-form-M Closed form interpolation mit einer Million Tabs.2x up 
closed-form- 16M Closed form interpolation mit 16 Millionen Taps. 2x up 
sinc-S Sinc-Filter mit adaptiver Tap-Anzahl. Die Anzahl der Taps beträgt 4096 x Umwandlungsverhältnis. Sehr scharfer Cut-Off und hohe Dämpfung.Integer  X  Each GenreSpace, Timbre
sinc-M sSnc-Filter mit einer Million Taps. Sehr scharfer Cut-Off und hohe Dämpfung.Integer  X  ClassicalSpace, Timbre
sinc-Mx Konstantzeitversion von sinc-M. Die Filterlänge ist zeitlich konstant, mit Millionen Taps bei 16x PCM-Ausgangsraten.Integer  X  Classical, Jazz, BluesSpace, Timbre
sinc-L Sinc-Filter mit adaptiver Tap-Anzahl. Die Anzahl der Taps beträgt 131070 x Umwandlungsverhältnis. Extrem scharfer Cut-Off und durchschnittliche Dämpfung.Integer Classical
NEU sinc-LsDurchschnittliche Dämpfung des Sinc-Filters mit adaptiver Anzahl von Abgriffen (4096 x Umwandlungsverhältnis).IntegerEach Genre
NEU sinc-LmDurchschnittliche Dämpfung des Sinc-Filters mit adaptiver Anzahl von Abgriffen (16384 x Umwandlungsverhältnis).IntegerClassical, Jazz, Blues
NEU sinc-LIDurchschnittliche Dämpfung des Sinc-Filters mit adaptiver Anzahl von Abgriffen (65536 x Umwandlungsverhältnis).IntegerClassical
FilterBeschreibungRatioApodi-sierendGenreFokusOptimiert für

Filter mit *-2s haben ein zweistufiges Oversampling. Die Ratenumwandlung der ersten Stufe wird mindestens um den Faktor 8 unter Verwendung des ausgewählten Algorithmus durchgeführt. Und weiter in die endgültige Rate konvertiert, indem ein Algorithmus verwendet wird, der für die Konvertierung von Inhalten optimiert wurde, die bereits auf eine mindestens 8-fache Rate verarbeitet wurden. Dadurch wird die CPU-Gesamtlast gesenkt, während die Konvertierungsqualität beibehalten wird. Besonders nützlich für höchste Ausgaberaten.