Tag: 8-Bit-Abtastrate

Definition von Sampling-Bits, Sampling-Rate und Bitrate in Audio (Transfer) Teil 3

1. Warum erreichen viele professionelle Standards 24 Bit/192 kHz?

Es ist heute üblich, in der Technik die 48-kHz- oder 96-kHz-Aufnahmerate zu verwenden und erst während des abschließenden Mastering-Prozesses in das 44,1-kHz-CD-Format zu konvertieren, wodurch Verzerrungen reduziert werden, die durch mehrfache Abtastratenkonvertierungen verursacht werden.

Im Computerbereich spezifiziert die AC97-Spezifikation, die ein Audio-Hardware-Codec-Standard ist, nur 48 kHz. Dadurch werden nahezu alle Ein- und Ausgangssignale neu gesampelt (der Fachausdruck heißt Sample Rate Conversion, kurz SRC). SRC verursacht im Allgemeinen einen Verlust an Tonqualität, und die einfacheren (dh schlechteren) SRC-Algorithmen können eine erhebliche Verschlechterung der Tonqualität verursachen. Aber das ist schon eine vollendete Tatsache.

2. Da 44K ausreichen, warum 192KHZ zum Aufnehmen verwenden?

Zunächst einmal sind 20kHz für die meisten Menschen nur die Hörschwelle, d.h. das menschliche Ohr ist sehr unempfindlich gegenüber Tönen über 20kHz. Unempfindlichkeit gegenüber Aufmerksamkeit bedeutet nicht eine völlige Unfähigkeit zur Wahrnehmung. Die Töne der meisten Musikinstrumente (insbesondere Klaviere und Streicher) sind reich an höheren Harmonischen, die in der Musiksprache als höhere Harmonische bekannt sind. CD-Audio mit einer Grenzfrequenz von 22,05 kHz vermittelt Menschen, die es gewohnt sind, echte Instrumente zu hören, ein unnatürliches Gefühl, insbesondere in den hohen Frequenzen, da die Nyquist-Grenzfrequenz das Signal von Obertönen höherer Frequenzen verzerrt.

Zweitens erfordern digitale Aufnahmen oft eine Nachbearbeitung. Durch die Audioverarbeitung kann das Signal stärker verzerrt werden, einschließlich Signalverzerrung, spektrales Aliasing und mehr. Wenn das Originalsignal während der Aufnahme nur mit 44,1 kHz abgetastet wird, muss es vor der Nachbearbeitung hochgesampelt werden, um die Abtastrate zu erweitern. Da diese Erweiterung “gefälscht” ist, gibt es wirklich kein nützliches Originalsignal mehr, und die Qualität des Upsampling-Algorithmus wirkt sich auch auf die Verzerrung des ursprünglichen Aufnahmesignals aus, so dass dieser Ansatz nicht wünschenswert ist. Daher ist es üblich, mit einer höheren Frequenz abzutasten.

In den heutigen vollprofessionellen digitalen Tonstudios wird nicht mehr nach dem CD-Standard aufgenommen, gemischt und gemastert, sondern der HD-Audiostandard bevorzugt. die:

Verwenden Sie 24Bit 48KHz, 24Bit 96KHz, 24Bit 192KHz drei Spezifikationen zum Aufnehmen. Natürlich wird 24Bit 48KHz von einigen kleinen Aufnahmestudios verwendet, da ihre Prozessorressourcen begrenzt sind. Und alle großen Aufnahmestudios verwenden 24-Bit-96-kHz- und 24-Bit-192-kHz-Aufnahmen.

Was sind also die Vorteile einer solchen Aufzeichnungsspezifikation?

1. Entspricht dem HD-Audiostandard, der auch in Zukunft der Hauptstandard sein wird.Das fertige Produkt kann direkt auf HDCD, DVD-Audio, Blu-ray-Discs, digitales Musik-Download-Geschäft und digitales Player-Geschäft auf Medien angewendet werden.

2. Kümmern Sie sich vollständig um das digitale Video- und Videogeschäft, und der Mehrkanalfilm und das Video übernehmen die HD-Audiospezifikation. Einschließlich der Verwendung tragbarer mobiler digitaler Videogeräte.

3. Kümmern Sie sich vollständig um das Geschäft mit der Audiowiedergabe für Verbraucher, wie z.

Derzeit ist der höchste Qualitätsstandard in der professionellen Aufnahmebranche: 24 Bit tiefer als ein bestimmter Punkt, 192000 Hz Abtastrate, bezeichnet als “24 Bit/192 KHz”. Natürlich wird sich dieser Standard in Zukunft weiter verbessern, und es ist auch möglich, sich in Richtung 32Bit 384KHz zu bewegen.

Tatsächlich sind die (echten) Produkte, die auf dem aktuellen CD-Markt verkauft werden, normalerweise HDCD-Discs auf der niedrigsten Ebene. Wenn Sie Discs kaufen, stellen Sie fest, dass es sich im Grunde um HDCD-Logos handelt, dh eine CD enthält zwei Audiotracks: Normaler CD-Track und HDCD-Track. Der CD-Track zeichnet ein 16-Bit-Signal mit 44,1 KHz auf (dies ist der kompatible Inhalt auf dieser Disc, wenn man die frühen CD-Player berücksichtigt), und der HDCD-Track zeichnet ein 24-Bit-Signal mit 96 KHz auf (das ist der Hauptinhalt der Disc ). Gewöhnliche CD-Player können nur CD-Audiotrack-Signale abspielen, und HDCD-Audiotracks erfordern zum Abspielen einen HDCD-Player (tatsächlich können die meisten DVD-Player heutzutage HDCDs abspielen, und moderne Computer funktionieren sogar noch besser).

Definition von Sampling-Bits, Sampling-Rate und Bitrate im Audio (Transfer) Teil 2

Bitratenwerte im Vergleich zu echtem Audio:

16 Kbps = Telefonqualität
24 Kbps = Erhöhung der Telefonqualität, Kurzwellenübertragung, Langwellenübertragung, Mittelwellenübertragung nach europäischem Standard
40 Kbps = Mittelwellenübertragung nach amerikanischem Standard
56 Kbit/s=Sprache
64 Kbps = Boost Voice (beste Bitrate-Einstellung für Handy-Klingeltöne, beste Einstellung für Handy-Mono-MP3-Player)
112 Kbps = UKW-Stereo-UKW-Übertragung
128 Kbps = Tape (beste Einstellung für einen Handy-Stereo-MP3-Player, beste Einstellung für einen Low-End-MP3-Player)
160 Kbps = HIFI High Fidelity (beste Einstellung für Mid- bis High-End-MP3-Player)
192 Kbps=CD (beste Einstellung für High-End-MP3-Player)
256 Kbps=Studio Music Studio (für Musikbegeisterte)
Tatsächlich wird mit dem Fortschritt der Technologie auch die Bitrate immer höher, die maximale Bitrate von MP3 beträgt 320 Kbps, aber einige Formate können höhere Bitraten und eine hervorragende Klangqualität erreichen.
Beispielsweise kann das aufkommende APE-Audioformat eine echte audiophile verlustfreie Klangqualität und eine geringere Lautstärke als das WAV-Format bieten, und seine Bitrate beträgt normalerweise 550 kbps —– 950 kbps.
Gängige Codierungsmuster:

Dynamische Bitrate VBR (Variable Bitrate), dh es gibt keine feste Bitrate. Die Komprimierungssoftware ermittelt anhand der Audiodaten während der Komprimierung sofort, welche Bitrate verwendet werden soll. Dies ist eine Methode, die die Qualität der Datei berücksichtigt. und Dateigröße Der empfohlene Kodierungsmodus;
ABR (Average Bit Rate) Die durchschnittliche Bitrate ist ein Interpolationsparameter von VBR. LAME hat diesen Kodierungsmodus als Reaktion auf das niedrige Dateivolumenverhältnis von CBR und die variable Größe der von VBR generierten Dateien entwickelt. Innerhalb der angegebenen Dateigröße nimmt ABR alle 50 Frames (ca. 1 Sekunde für 30 Frames) als Segment. Eine relativ niedrige Flussrate wird für niedrige Frequenzen und unempfindliche Frequenzen verwendet, und eine hohe Flussrate wird für hohe Frequenzen und hohe dynamische Leistung verwendet. Es kann als VBR und CBR verwendet werden, eine Kompromissoption.
CBR (constant bit rate), konstante Bitrate, bedeutet, dass die Datei von Anfang bis Ende eine Bitrate hat. Im Vergleich zu VBR und ABR ist die komprimierte Dateigröße sehr groß und die Tonqualität wird sich im Vergleich zu VBR und ABR nicht wesentlich verbessern.
In einfachen Worten:

Kurz gesagt, Abtastrate und Bitrate sind wie horizontale und vertikale Koordinaten auf der Koordinatenachse.

Die Abtastrate auf der Abszisse repräsentiert die Anzahl von Abtastungen pro Sekunde.

Die Bitrate auf der Ordinate repräsentiert die Genauigkeit bei der Quantisierung analoger Größen mit digitalen Größen.

Die Abtastrate ist ähnlich wie die Anzahl der Frames von bewegten Bildern. Beispielsweise beträgt die Abtastrate von Filmen 24 Hz, die Abtastrate des PAL-Formats 25 Hz und die Abtastrate des NTSC-Formats 30 Hz. Wenn wir Standbilder wiedergeben, die mit der gleichen Rate wie die Abtastfrequenz abgetastet wurden, wir sehen ein kontinuierliches Bild. Wenn eine mit einer Abtastrate von 44,1 kHz aufgenommene CD mit der gleichen Rate wiedergegeben wird, ist auf die gleiche Weise ein kontinuierlicher Ton zu hören. Je höher die Abtastrate, desto kohärenter wird natürlich der Ton gehört und das Bild gesehen. Natürlich ist die Abtastrate, die menschliche Hör- und Sehorgane unterscheiden können, begrenzt, die im Grunde höher ist als bei 44,1 kHz abgetasteter Ton, und die meisten Menschen haben den Unterschied nicht bemerkt.

Die Anzahl der Ziffern im Sound entspricht der Anzahl der Farben auf dem Bildschirm und gibt die Datenmenge pro Sample an. Je größer die Datenmenge ist, desto genauer ist natürlich der Wiedergabeton, um den Ton nicht zu verwirren. der Teekanne mit der Zugpfeife. Ebenso ist es klarer und präziser für das Bild, um Blut und Ketchup nicht zu verwechseln. Allerdings sind 16-Bit-Ton und 24-Bit-Bild, begrenzt durch die Funktion menschlicher Organe, im Grunde die Grenzen gewöhnlicher Menschen, und die höchsten Ziffern können nur von Instrumenten unterschieden werden. Das Telefon hat beispielsweise 7-Bit-Sound, der mit 3 kHz gesampelt wurde, und die CD hat 16-Bit-Sound, der mit 44,1 kHz gesampelt ist, sodass die CD klarer ist als das Telefon.

Definition von Sampling-Bits, Sampling-Rate und Bitrate im Audio (Transfer)

Anzahl der Proben (Stichprobengröße):

Die Anzahl der Abtastbits kann als Auflösung des von der Aufnahmekarte verarbeiteten Tons verstanden werden. Je höher der Wert, desto höher die Auflösung und desto realistischer der aufgenommene und wiedergegebene Ton. Das erste, was wir wissen müssen: Tondateien auf dem Computer werden durch die Zahlen 0 und 1 dargestellt. Die Essenz der Aufnahme auf dem Computer besteht also darin, das analoge Tonsignal in ein digitales Signal umzuwandeln. Im Gegensatz dazu wird während der Wiedergabe das digitale Signal wieder in ein analoges Tonsignal ausgegeben. Das Aufnahmekartenbit bezieht sich auf die Binärziffern des digitalen Tonsignals, das von der Aufnahmekarte beim Erfassen und Abspielen von Tondateien verwendet wird. Die Bits auf der Aufnahmekarte spiegeln objektiv die Genauigkeit der Beschreibung des eingegebenen Tonsignals durch das digitale Tonsignal wider. 8 Bit repräsentieren die achte Potenz von 2 – 256 und 16 Bit repräsentieren die sechzehnte Potenz von 2 – 64K. Zum Vergleich: Eine 16-Bit-Soundkarte kann die gleichen Musikdaten zur Verarbeitung in 64.000 Präzisionseinheiten aufteilen, während eine 8-Bit-Soundkarte nur 256 Präzisionseinheiten verarbeiten kann, was zu einem großen Signalverlust führt. Sampling-Effekt ist natürlich unvergleichlich.

Auf dem Markt wird normalerweise gesagt, 16bit/24bit/32bit. Je höher der Wert, desto besser der Klang.

Abtastrate:

Die Abtastrate (auch als Abtastrate oder Abtastrate bezeichnet) definiert die Anzahl der Abtastungen pro Sekunde, die von einem kontinuierlichen Signal genommen werden, um ein diskretes Signal zu bilden, und wird in Hertz (Hz) ausgedrückt. Der Kehrwert der Abtastrate wird als Abtastperiode oder Abtastzeit bezeichnet, bei der es sich um das Zeitintervall zwischen Abtastungen handelt. Das Abtasttheorem besagt, dass die Abtastfrequenz größer als die doppelte Bandbreite des abgetasteten Signals sein muss.Eine andere äquivalente Aussage ist, dass die Nyquist-Frequenz größer als die Bandbreite des abgetasteten Signals sein muss.

Wenn die Signalbandbreite 100 Hz beträgt, muss die Abtastrate größer als 200 Hz sein, um Aliasing zu vermeiden.

Mit anderen Worten, die Abtastfrequenz muss mindestens das Doppelte der Frequenz der größten Frequenzkomponente des Signals sein; andernfalls kann das Originalsignal nicht aus den Signalabtastwerten wiederhergestellt werden. Oversampling bezieht sich auf die Abtastrate, die die doppelte Bandbreite des Signals überschreitet, so dass das schlecht funktionierende analoge Anti-Aliasing-Filter durch ein digitales Filter ersetzt werden kann.

Bitrate:

Bitrate bezieht sich auf die Abtastrate, mit der digitaler Ton vom analogen in das digitale Format konvertiert wird. Je höher die Abtastrate, desto besser die Qualität des wiederhergestellten Tons. Als Maßstab für die Effizienz digitaler Musikkomprimierung gibt die Bitrate die Rate der pro Zeiteinheit (1 Sekunde) übertragenen Anzahl von Bit bps (bit per second, bits per second) an. Als Einheit wird meist Kbps (in Laiensprache 1000 Bit pro Sekunde) verwendet. Die digitale Musikbitrate auf CD beträgt 1411,2 kbps (dh um 1 Sekunde CD-Musik aufzunehmen, sind 1411,2 × 1024 Datenbits erforderlich). Zeiteinheit (1 Sekunde) Die Datenmenge (BIT) ist groß, was bedeutet, dass die Tonqualität der Musikdatei gut ist. Wenn die BITRATE jedoch hoch ist, nimmt die Dateigröße zu, was eine große Menge an Speicherkapazität belegt. sie sind 32-256 Kbps.Je breiter die Rate, desto besser, aber 320 Kbps ist im Moment die höchste Stufe.