音频位元深度
Audio Bit Depth
音訊規格
數字音訊中用於表示每個取樣值的位數;線上性整數 PCM 中,它決定可用量化級數量,並影響理想量化噪聲與動態範圍。
詳細說明
音訊位深是數字音訊中表示每個取樣值所使用的二進位制位數。對於線性整數 PCM,n 位可表示 2ⁿ 個離散數值;16-bit 具有 65,536 個量化級,24-bit 具有 16,777,216 個量化級。位深描述幅度量化精度,不決定每秒取樣次數。
量化把連續幅度對映到有限數值,會產生量化誤差。對經過適當抖動的理想線性 PCM,位深每增加一位,量化噪聲功率相對滿刻度約降低 6 dB,因此常用的理論訊雜比近似為 6.02n + 1.76 dB。該關係描述理想滿幅正弦波和量化系統,不等同於錄音裝置、母帶或聆聽環境的實際動態範圍。模擬前端、自噪聲和電平設定通常先形成限制。
有效位深與容器位數可以不同。24-bit 檔案可能來自有效精度較低的轉換器,也可能把 16-bit 資料放在 24-bit 字中;32-bit 浮點音訊使用符號、指數和尾數表示,不能用整數 PCM 的量化級公式直接解釋。工作站採用浮點格式主要為運算餘量和避免中間削波,最終輸出仍可能量化為 16 或 24-bit 整數。
從高位深縮減到低位深時,直接截斷會使誤差與訊號相關併產生失真。抖動在量化前加入低電平隨機訊號,把這種相關失真轉化為較穩定的噪聲;噪聲整形還能把更多噪聲移向聽覺較不敏感的頻段。抖動不會恢復被刪除的位,也不會提高原始資訊量。
媒體工具報告的位深只說明編碼或容器引數。把 16-bit 音訊補零儲存為 24-bit 不會產生新的細節,把有損音訊解碼為 32-bit 浮點也不能恢復編碼損失。判斷有效精度需要結合製作鏈路、噪聲底和樣本資料,而不能只看檔案標籤。