位深与量化噪声
位深决定最轻的声音能否留下,量化噪声是它的代价。
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问题
同样是 44.1 kHz,为什么 8 位录音的底噪像一层沙,而 24 位几乎听不见?
原理
每个采样点要存成一个整数,位数决定可用的台阶数。16 位有 65536 级,24 位约有一千六百多万级。台阶越粗,最轻的声音越容易被抹平,差距变成量化噪声。量化噪声大致均匀分布在频带里,位深每增加一位,噪声底约下降 6 dB。16 位在正常监听音量下已经够用,24 位留出的余量主要用于录音时避免削波,以及多次处理后的累积误差。浮点格式把台阶换成指数,处理过程中几乎不再增加噪声。
做法与参数
录音用 24 位,留 12 到 18 dB 余量。混音内部用 32 位浮点。交付用 24 位,需要 16 位版本时最后再加抖动。判断位深够不够,看最安静的段落有没有被噪声盖住,而不是看文件大小。衰减很大的轨道,例如长混响尾巴,最容易暴露噪声。多次增益变化之后,检查一次噪声底。
听什么
听钢琴弱奏后的余韵,低位深会让尾巴提前断掉,或者带上颗粒。听人声句尾的气息,噪声底高时气息会变成一层薄纱。听淡出结尾,量化噪声常在最后几秒变得明显。听极安静的室内乐,注意力放在两件乐器之间,而不是音符本身。
常见误解
以为位深决定频率上限;以为 24 位一定比 16 位好听;以为抖动可以补救削波。
在库中听例子
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事实来源
- Ken C. Pohlmann, Principles of Digital Audio — 量化噪声与位深的换算核对,未抄原文
- Stanley Lipshitz, John Vanderkooy, Quantization and Dither — 抖动与噪声整形的结论核对,未抄原文
仅用于核查事实,正文为原创撰写。