Äänenlaatu selitetty: bittisyvyys vs. Näytteenottotaajuus

Äänenlaadusta puhuttaessa voi olla vaikeaa ymmärtää mitä tapahtuu. Ihmiset käyttävät erilaisia ​​termejä äänitiedoston määrittämiseen, ja mikä pahinta, yritykset eivät yleensä selitä, kun he löivät tätä äänikieltä tuotteilleen.

Kaksi termiä, joihin törmäämme usein bitin syvyys ja näytteenottotaajuus. Nämä ovat kaksi yleistä termiä, jotka näemme, kun tarkastelemme äänitiedoston ominaisuuksia. On tärkeää tietää, mitä ne tarkoittavat ja miten ne vaikuttavat äänenlaatuun, joten katsotaanpa, mitä nämä termit tarkoittavat.

Mikä on näytteenottotaajuus?

Digitaaliset kuvat koostuvat pikseleistä, pienistä väritiedoista, jotka yhdistävät yhden yhtenäisen kuvan. Ajattele digitaalista äänitiedostoa samalla tavalla kuin digitaalista kuvaa. Kun ääntä tallennetaan, mikrofoni poimii äänen ja kulkee analogisesta digitaalimuuntimeen (ADC) sähkövirrana.

ADC ottaa useita näytteitä virrasta ja antaa niille binaaristen numeroiden sekvenssin (useita 1s ja 0s); ajattele näytteitä pikselien äänivastaavana.

Aivan kuten enemmän pikseliä neliötuumaa kohti tarkoittaa terävämpää kuvaa, enemmän näytteitä sekunnissa tarkoittaa terävämpää ääntä. Näytteiden määrää sekunnissa kutsutaan näytteenottotaajuudeksi.

Normaalit näytteenottotaajuudet

On olemassa vakiomallisia näytteenottotaajuuksia, joiden kanssa sekä ohjelmisto- että laitteistoyritysten on oltava yhteensopivia, jotta kaikki toimisi oikein. Jos teet minkäänlaista työtä äänen kanssa, sinun pitäisi tuntea joitakin standardeja. Esimerkiksi 8 kHz on tavallinen näytteenottotaajuus ihmisen äänen tallentamiseen. Kyse on pienimmästä näytteenottotaajuudesta puheen ymmärtämiseksi; alempana, ja kuulijalla on vaikeuksia löytää sanoja.

Musiikin suhteen CD-laatuisen äänen näytteenottotaajuus on 44,1 kHz. Tämä tarkoittaa, että ADC ottaa 44 100 näytettä sekunnissa! Se nousee vain sieltä ylöspäin, koska seuraava standardi on 48 kHz; tätä näytteenottotaajuutta käytetään enemmän elokuvien ääniraidoissa.

Taajuuden yläpäässä meillä on 96 kHz, yli kaksinkertaistaa näytteet sekunnissa 44,1 kHz ja mahdollistaa selkeämmän äänen. Tätä näytteenottotaajuutta ympäröi kuitenkin kiista, koska ihmiset eivät yleensä tiedä, onko 96 kHz tarpeen.

Monien asiantuntijoiden mielestä 96 kHz on vain liikaa. Apple tarjoaa jopa ääntä 192 kHz: n taajuudella!

Aiheeseen liittyviä: Nämä vinkit auttavat sinua nauhoittamaan Studio -laatuisia lauluja kotona

Mikä on bittisyvyys?

Näytteenottotaajuus koskee äänen selkeyttä, kun taas bittisyvyys käsittelee äänen kohinaa. Kiertämällä taaksepäin, jokaiselle näytteelle annetaan binäärilukusarja ADC: ltä. Binäärilukujen määrää näytettä kohti kutsutaan bittisyvydeksi.

ADC määrittää kullekin näytteelle binääriluvut äänen amplitudin (mikrofonin kautta kulkevan virran voimakkuuden) perusteella. Näin se toistaa ääniaaltoa digitaalisessa muodossa. Mitä enemmän bittejä näytettä kohti (mitä enemmän ACD: n ulostulonappeja), sitä tarkemmin ADC voi toistaa aallon.

Kuitenkin ADC: t kykenevät antamaan kullekin näytteelle vain rajallisen määrän jännitteitä. Joten jos näyte sattuu kahden jännitteen väliin, se pyöristetään automaattisesti ylöspäin; tätä kutsutaan kvantisointikohinaksi.

Yllä oleva kaavio näyttää esimerkin 2-bittisen ADC: n kautta tallennetusta ääni-aallosta. Vaikka alkuperäinen aalto (punainen) saavuttaa huippunsa satunnaisilla tasoilla, kvantisoitu digitaalinen signaali (sininen) laskeutuu vain 0,25 voltin välein. Pienemmät bittinopeudet tuovat digitaalista kohinaa ääneen, koska mitä pienempi bittisyvyys, sitä epätarkemmin aalto toistetaan.

Normaalit bittisyvyydet

Aivan kuten näytteenottotaajuudella, alalla on erilaisia ​​vakiobittisyvyyksiä. 8-bittinen ääni näyttää olevan pienin bittisyvyys, jonka näet. Sen avulla kuulet melko paljon kohinaa, mutta ääni on edelleen käyttökelpoinen.

Seuraava askel on tyypillisesti 16-bittinen ääni, joka on CD-laatuisen äänen mukana. Yleensä et kuule kohinaa 16-bittisellä äänellä, ja useimmat ihmiset voivat tallentaa ja muokata sitä ilman suuria ongelmia. Tämän lisäksi meillä on 24-bittinen ääni. Tämä bittisyvyys on edullinen ammattilaisinsinöörien keskuudessa. 24-bittisen äänen ansiosta sinulla ei ole kohinaa ja parempi amplitudialue.

Lopuksi meillä on 32-bittinen ääni, joka on kiistanalainen, aivan kuten 96 kHz: n näytteenottotaajuus. Monet ihmiset uskovat, että se ei ole välttämätöntä. Voit muokata ääntä hienosti 16- ja 24-bittisenä, ja 32-bittinen tuntuu olevan ylivoimainen.

Aiheeseen liittyviä: Parhaat USB -mikrofonit, joita voit ostaa

Mikä on optimaalinen näytteenottotaajuus ja bittisyvyys?

Joten mitkä ovat optimaaliset näytteenottotaajuudet ja bittisyvyydet tarpeisiisi?

Rento kuuntelu

Jos olet satunnainen kuuntelija, et todellakaan tarvitse mitään korkeampaa kuin 16-bittinen ääni. Jotkut palvelut tarjoavat suuremman bittisyvyyden, jotta se kuulostaa ikään kuin se vastaisi selkeämpää ääntä, mutta näin ei ole. Sinun pitäisi myös olla hyvä näytteenottotaajuudella 44,1 kHz, jos olet satunnainen kuuntelija.

Audiofiilit ja audioinsinöörit

Keskustelu muuttuu, kun puhumme audiofiileistä ja audioinsinööreistä; he tietävät mitä DAC: ita ovat ja käyttävät muita laitteita saadakseen kaiken irti musiikistaan. 24-bittisen äänen pitäisi olla paras valinta kohinan ja dynaamisen alueen kannalta. Se voi olla pehmeämpi ilman melua ja kovempi ilman vääristymiä.

Näytteenottotaajuuden osalta keskustelu muuttuu hieman mutaiseksi. Jotkut sanovat, etteivät he voi kertoa eroa 96 kHz: n ja 44,1 kHz: n välillä, kun taas toiset väittävät, että he voivat kuulla eron.

Näytteenottotaajuus vs. Bittisyvyys: Nyt tiedät

Tekniikka voi olla hankalaa ja pahenee, kun eri termejä heitetään ympäri ilman selityksiä. Tapaamme näytteenottotaajuuden ja bittisyvyyden koko ajan, kun käsittelemme digitaalista ääntä, ja näiden termien tunteminen auttaa sinua ymmärtämään paremmin, mitä kuuntelet.

16-bittinen vs. 24-bittinen vs. 32-bittinen ääni

Mitä eroa on 16- ja 24-bittisellä äänellä? Voitko edes erottaa heidät toisistaan?

Lue seuraava

Kirjailijasta