warum 96kHz Abtastrate

Bit-Tiefe

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Bit-Tiefe

Bit Depth

Bit-Tiefe

BIT DEPTH

ist die Informationsmenge pro diskretem Signal (Abtastwert) eines digitalen Signals, d. h. die Anzahl der Quantisierungsbits. Die Bittiefe ist nur für PCM-Audio von Bedeutung. Bei verlustbehafteten komprimierten Nicht-PCM-Audiodaten wie MP3 und AAC gibt es kein Konzept der Bittiefe. Es ist ein Begriff, der in Audio und Grafik verwendet wird, und dieser Abschnitt beschreibt ihn in digitalem Audio. == PCM-Audio-Bittiefe == Es gibt mehrere Methoden zum Aufzeichnen von digitalem Audio, die jedoch am häufigsten auf CD-DA , DVD , Computern usw. verwendet werden. ist das Pulscodemodulationsverfahren (PCM). Wenn bei PCM die Bittiefe des Schalldrucks in Intervallen von Zehntausenden von Malen pro Sekunde reduziert wird, wird der Fehler zwischen dem Originalton und dem ungefähr aufgezeichneten Wert groß, und es wird schwierig, die Schalldruckwellenform originalgetreu zu reproduzieren . Der Fehler wird Quantisierungsfehler genannt, und wenn der Fehler tendenziell groß ist, wie beispielsweise 8 Bit (256 Schritte), kann er vom menschlichen Ohr als Rauschen gehört werden. * CD-DA

(elektrische Spannung) in Intervallen von Zehntausenden von Malen pro Sekunde und zeichnet sie diskret digital auf (zeigt sie an), aber die Quantisierungsgenauigkeit ist hoch und hängt von der Bittiefe ab. Da digitale Zahlen binär aufgezeichnet werden und Ziffern bittief sind, wird die Anzahl der aufzeichenbaren Schritte durch Multiplikation mit 2 Bittiefe berechnet.

Es hat eine Standard-Bittiefe von 16 Bit und einen Dynamikbereich von etwa 96 dB.
* DVD-Audio unterstützt eine Bittiefe von 24 Bit pro Standard und hat einen Dynamikumfang von ca. 144 dB.
Auf dem Gebiet der Akustiktechnik wird beim Ausdrücken der Wiedergabegenauigkeit der Schallamplitude das Verhältnis der reproduzierbaren Minimal- und Maximalwerte als Dynamikbereich in Einheiten von Dezibel (dB) ausgedrückt, was eine logarithmische Skala ist . Der Dynamikbereich bei einer bestimmten Bittiefe kann mit der folgenden Formel berechnet werden ( Audiokomprimierung und der Fall von unkomprimiertem linearem PCM, das keine Komprimierung berücksichtigt
DR_ = 20log_ (2^n) oder einfach DR_ = 6,02n
Dem menschlichen Ohr wird ein Dynamikbereich von 120 dB und die Fähigkeit zugesprochen, Frequenzen von 20 bis 20.000 Hertz (Hz) wahrzunehmen. Daher soll eine Bittiefe von etwa 24 Bit erforderlich sein, um Ton originalgetreu wiederzugeben, solange er dem menschlichen Gehör nicht unterlegen ist. Beispielsweise gelten einige Musik-DVD-Standards für 24-Bit/96-kHz-DTS-Tracks. In Wirklichkeit hat jedoch noch nie ein Audiogerät ein theoretisches Grundrauschen (-144,50 dB) bei 24-Bit-Tiefe erreicht. Wenn Sie über einen praktischen Dynamikbereich (ca. 110 dB) verfügen, können Sie mit anderem Rauschen als 24-Bit-Quantisierungsrauschen umgehen.

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Abtastrate oder Bitrate

Bit Depth

■ Abtastrate
(= Abtastrate)
Wenn es 44,1 kHz ist, werden die Daten mit 44100 Mal/s aufgenommen
Wellenlänge (Feinheit) = Tonhöhe Del

bit depth

Sampling-Theorem (das Original kann durch doppeltes Sampling reproduziert werden).
Die Berechnung kann bis zur Tonfrequenz von 22 kHz abgetastet werden.
Das reicht, denn normale CDs nehmen nur bis 20 kHz auf. Das verstehe ich übrigens nicht ganz

Abtastsatz, aber stimmt es, dass das Abtasten von zwei Punkten in einem Zyklus und das Spielen zwischen ihnen eine Annäherung an eine Sinuswelle ist? Nachtrag: Da das Abtasttheorem ein Satz über das Ergebnis der Fourier-Transformation ist, ist die dort genannte Frequenz naturgemäß auf Sinuswellen beschränkt. Das Abtasttheorem besagt, dass „nur Sinuswellen mit weniger als der halben Abtastrate (fs) abgetastet werden können“. So ist es. ■ Quantisierungsbit (= Bittiefe) Bei 16 Bits teilen Sie die Wellenformhöhe durch 2 ^ 16. Wellenhöhe = Lautstärke Die Bitrate ist die Übertragungsgeschwindigkeit (Verarbeitungsgeschwindigkeit) in Einheiten von bps . Es unterscheidet sich vollständig vom Quantisierungsbit. Die Bitrate wird später beschrieben. Übrigens heißt Quantisierung Quantisierung, aber es scheint, dass es nicht Quantisierungsbit heißt.

Apropos Quantisierung,
Es ist wie das Anpassen des Timings des Sounds in DTM und anderen.

Nachtrag:
Es scheint, dass die Einheit der vertikalen Achse nicht dB ist. Der Schalldruck scheint nicht direkt gleich zu sein
weil es zu einer Welle wird, wenn Schall in Spannung umgewandelt wird. Ich weiß nichts, weil es um Elektrizität geht. schwer.

Bittiefe und Bitrate

Aus Wikipedia.
Bitrate = (Bittiefe) * (Abtastrate) * (Anzahl der Kanäle)
Wenn beispielsweise die Abtastrate 44,1 kHz beträgt, die Bittiefe 16 Bit und 2 Kanäle (Stereo) beträgt, lautet die Bitrate wie folgt:
16 * 44100 * 2 = 1411200 Bit/s = 1411,2 kbps

Bitrate bezeichnet die pro Zeiteinheit verarbeitete Datenmenge.

Das obige Beispiel gilt für eine CD.
Für mp3s liegen die Spezifikationen des Players normalerweise bei bis zu 320 kbps.
Ich denke, diese Zahl und 1411,2 kbps sind ganz anders, aber da
diese bps ist die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit nach der Komprimierung
, der Vergleich von CD-Bitrate und mp3-Bitrate hat nichts mit der Klangqualität zu tun. Dazu gibt es eine Geschichte
Selbst bei MP3 mit 192 kbps scheint es kein Problem mit der Tonqualität zu geben, sodass selbst Profis es nicht von wav unterscheiden können. Ich persönlich habe nichts gehört oder verglichen, also weiß ich es nicht. Vielleicht ist es der Typ, der mich nicht stört, obwohl die Aufnahmequalität ziemlich schlecht ist.

bekannte Spezifikationen

■
CD-Abtastrate 44,1 kHz
Sprachfrequenzband 20Hz ~ 20kHz
Dynamikumfang 96dB (= 1bit 6dB * 16bit)

■
DVD-Audio-Abtastrate 48 kHz, 96 kHz,
192-kHz-Sprachfrequenzband ~ 88 kHz (192 kHz)
Dynamikbereich von ca. 146dB (Quantisierungsbit 24bit))

Wo ist der 96db-Bereich zentriert?
Das mag seltsam sein, aber
0db ist nicht leise (mein linkes Ohr hört bei 4kHz -5db), also
könnte eine extreme Geschichte sein -96db ~ 0db richtig?
Ich frage mich, ob es ein Mixer oder der Favorit eines Produzenten ist.

Auch wenn der Bereich 96 db beträgt,
Es ist möglicherweise nicht möglich, rund um die Kopfhörer zu spielen.
Ich glaube, ich brauche einen richtigen Woofer.

von nun an

Nachdem ich bisher recherchiert hatte, interessierte ich mich für Lossless!
Ich schaue es mir oft auf FLAC oder Apple Lossless an.
Es könnte an der Zeit sein, die Huffman-Codierung endlich zu verstehen

Was ist Bittiefe?

Bit Depth

Definition und Beschreibung der Bittiefe

Sampling

Für digitales Audio müssen bestimmte Werte eingestellt werden, um die Auflösung der Tondaten (Sample) zu beschreiben, die erfasst und in der Audiodatei gespeichert werden. Dieses Attribut wird als Bittiefe bezeichnet.

Bei Bild- und Videodateien wird dieser Messbereich ebenfalls zur Bestimmung der Auflösung des Bildes verwendet. Je höher die Bittiefe (z. B. 16 Bit im Vergleich zu 24 Bit), desto besser das Bild.

Dieses Attribut ist genau dasselbe wie digitales Audio. Daher sorgt eine höhere Audio-Bittiefe für eine detailliertere Tonaufnahme.

Die Bittiefe wird oft mit der Bitrate verwechselt, aber sie sind sehr unterschiedlich. Die Bitrate (gemessen in Kbps) ist der Datendurchsatz pro Sekunde, wenn der Ton abgespielt wird, nicht die Auflösung der einzelnen Samples, aus denen die Audiowellenform besteht. Weitere Informationen finden Sie unter Bittiefe und Bitrate.

Hinweis: Die Bittiefe wird manchmal als Sample-Format, Audioauflösung oder Wortlänge bezeichnet.

Details zur Bittiefe
Die Maßeinheit für die Bittiefe ist eine Binärzahl (Bit), und die Genauigkeit verdoppelt sich mit jeder Erhöhung der Bits. Dieser Bitbereich ist eine wichtige Ganzzahl, die bestimmt, wie gut eine Aufnahme (z. B. ein Teil der Musik) klingt.

Wenn die Bittiefe zu niedrig ist, ist die Aufnahme nicht sehr genau und Sie können viel leisen Ton verlieren. Bei Songs, aus denen eine digitale Musikbibliothek besteht, haben MP3s, die in einem PCM-Audioformat mit hoher Bittiefe (normalerweise WAV ) codiert sind, eine geringe Bittiefe im Vergleich zu denen, die aus der ursprünglichen PCM-Datei codiert wurden.

Daher ist es theoretisch viel präziser beim Spielen. Wie oben erwähnt, ist die Bittiefe besonders wichtig, wenn es um die leisen Obertöne eines Songs geht, da Frequenzen verloren gehen, wenn die Bittiefe zu niedrig eingestellt ist.

Die Bittiefe ist nur im Bereich des PCM-Signals relevant. Daher gibt es im verlustbehafteten komprimierten Audioformat keine Bittiefe.

Andere Methoden Die Bittiefe beeinflusst die Klangqualität
Während es wichtig ist, Clipping in Ihren digitalen Audiodateien zu vermeiden, ist die richtige Bittiefe auch ein wichtiger Aspekt, um die Menge an Hintergrundgeräuschen zu reduzieren.

Alle Aufnahmen haben ein gewisses Maß an Signalinterferenz (als Hintergrundrauschen bezeichnet), das durch Verwendung einer ausreichenden Bittiefe minimiert werden kann. Dies liegt daran, dass der Dynamikbereich (der Unterschied zwischen der Lautstärke und dem leisesten Ton) viel größer ist als das Hintergrundrauschen und das Rauschen minimiert werden kann.

Die Bittiefe bestimmt die Lautstärke der Aufnahme. Etwa 6 dB Dynamikbereich werden für jede Biterhöhung hinzugefügt. Das heute am häufigsten verwendete Medienformat ist das Audio-CD-Format, das 16-Bit-Tiefen verwendet, was einem Dynamikumfang von 96 Bit entspricht. DVDs und Blu-rays haben eine Bittiefe von 24 und einen Dynamikbereich von 144 dB, um die Klangqualität zu verbessern.

Komprimierungsrate für die Audiocodierung

Sample Rate

Das Komprimierungsverhältnis der Audiocodierung wird durch die Bitrate zum Zeitpunkt der Codierung bestimmt.

Sample Rate

Im vorherigen Artikel (Samplerate und Bitrate, Teil 1 –Smile Engineering Blog) habe ich hauptsächlich über die Bitrate des Originaltons (PCM) geschrieben, aber dieses Mal möchte ich über die Bitrate und die Komprimierungsrate schreiben. codieren…

Insbesondere wenn Sie eine niedrige Bitrate einstellen, ist das Komprimierungsverhältnis hoch, wenn Sie beispielsweise die Datei speichern, wird ihre Größe klein sein. Wie ich letztes Mal geschrieben habe, ist die Bitrate der Tonquelle (PCM) vor der Komprimierung wie folgt.

Bitrate = Abtastfrequenz (Hz) x Anzahl der Quantisierungsbits x Anzahl der Kanäle
Beispielsweise ist eine Musik-CD 44,1 kHz Stereo und die Bitrate ist

Bitrate der Musik-CD: 44100 Hz x 16 Bit x 2 Kanäle (Stereo) = 1411,2 kbps
Wenn es mit MP3, AAC usw. codiert ist, z. B. 256 kbps, beträgt die Komprimierungsrate (bei 100 % Originalton) etwa 18 % und die Dateigröße 1/5 oder weniger .

Codieren Sie eine Musik-CD mit 256 kbps: 256 kbps / 1411,2 kbps = etwa 18 %
Wenn es sich um 4 Minuten Musik handelt, ist die Dateigröße wie folgt.

44,1-kHz-Abtastrate Aufnahme 4-Minuten-Song-Dateigröße
als Originalton 1411,2 kbps x 240 Sekunden = ca. 40,4 MB
Codieren mit 256 kbps 256 kbps x 240 Sekunden = ca. 7,3 MB (+ Header)
Heutzutage ist es nicht an der Zeit, Songs auf CD zu bekommen, also ist es eine alte Geschichte …
Wenn ein Song 4 Minuten lang ist, können Sie 16 Songs auf CD650MB mit dem Originalton, aber mit 256 kbps als MP3 und AAC speichern. Bei Codierung können 89 Songs aufgenommen werden.

Aufnahme mit einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz Die Anzahl der Songs, die auf eine CD (650 MB) eines 4-Minuten-Songs passen
Der Originalton (Musik-CD) CD650MB / 40,4MB = ca. 16 Songs
Codieren Sie mit 256 kbps CD650MB / 7,3MB = etwa 89 Songs
Wenn Sie im Internet nachsehen, können Sie die Tonqualität aufgrund der unterschiedlichen Bitrate hören und vergleichen. Ich denke, die Bedingung ist, dass bis auf die Bitrate alles gleich ist, aber erstens gibt es einen Unterschied in der Klangqualität, abhängig von der Samplerate (PCM) der Originaltonquelle und der Anzahl der Quantisierungsbits (die Bitrate ändert sich vom Original Klang ) . Zum Zeitpunkt der Analog-Digital-Wandlung (ADC) wird die Klangqualität durch die Bedingungen bestimmt. Egal wie hoch die Bitrate ist, um eine Tonquelle unter schlechten Bedingungen zu codieren, die Tonqualität wird immer noch schlecht sein. Auch bei gleicher Bitrate ändert sich die Kompressionsrate je nach Anzahl der Kanäle (stereo oder monaural). Daher kann die Bewertung der Klangqualität streng genommen nicht nur anhand des Unterschieds in der Bitrate beurteilt werden. Wenn beispielsweise 48 kHz 44,1 kHz 16-Bit-PCM mit 32 kbps bis 320 kbps codiert wird, ist das Komprimierungsverhältnis wie folgt.

16-Bit-PCM-Komprimierungsverhältnis (wenn der Originalton 100 % beträgt)
48 kHz stereokodierte Bitrate
(1536 kbps) 48 kHz monaural
(768 kbps) 44,1 kHz Stereo
(1411,2 kbps) 44,1 kHz monaural
(705,6 kbps)
320 kbps 320 / 1536 = ca. 21 % ca. 42 % 320 / 1411,2 = ca. 23 % ca. 45 %
256 kbps 256 / 1536 = ca. 17 % ca. 33 % 256 / 1411,2 = ca. 18 % ca. 36 %
192 kbps 192 / 1536 = ca. 13 % ca. 25 % 192 / 1411,2 = ca. 14 % ca. 27 %
160 kbps 160/1536 = etwa 10 % etwa 21 % 160/1411,2 = etwa 11 % etwa 23 %
128 kbps 128 / 1536 = ca. 8 % ca. 17 % 128 / 1411,2 = ca. 9 % ca. 18 %
64 kbps 64/1536 = etwa 4 % etwa 8 % 64/1411,2 = etwa 5 % etwa 9 %
32 kbps 32 / 1536 = ca. 2 % ca. 4 % 32 / 1411.2 = ca. 2 % ca. 5 %
Vergleich mit dem Originalton
Es ist eine etwas verdrehte Vorstellung, aber was ist beispielsweise unter den oben genannten Bedingungen näher am Originalton, Stereo oder Mono? In Anbetracht der Kompressionsrate ist es letzteres. Natürlich ist Stereo Mono in Bezug auf den Ausdruck überlegen, z. B. um die Klangtiefe auszudrücken, daher ist es sinnvoll, dies zu vergleichen, um die Klangqualität zu beurteilen, aber bei der Codierung erfolgt die Komprimierung effizient mit Stereo. Da es Algorithmen gibt (M/S-Stereo und Intensity-Stereo), ist die Qualität nicht einmal halb so mono, und die Komprimierung erfolgt effizient um den Stereoanteil.