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數(shù)字音頻音質剖析之:數(shù)字音頻探秘
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數(shù)字音頻音質剖析之:數(shù)字音頻探秘  2012/3/1
當數(shù)字音頻系統(tǒng)中的量化bit數(shù)量增多時,該系統(tǒng)對低音量音頻信號的重現(xiàn)能力將增強。如上圖所示,在16-bit的系統(tǒng)中,用來重現(xiàn)低音量信號的精度較低。而在20-bit和24-bit的數(shù)字音頻系統(tǒng)中,重現(xiàn)同樣波形的精度就要提高不少。—市場與技術之戰(zhàn)為了使問題復雜化,大多數(shù)的音樂設備廠商都在談及有關量化bit數(shù)目的時候,對自己的產品采用各種不同的數(shù)據(jù)指標。首先,他們通常都要談論其模/數(shù)轉換器和數(shù)/模轉換器的轉換深度。然后就是說存儲
當數(shù)字音頻系統(tǒng)中的量化bit數(shù)量增多時,該系統(tǒng)對低音量音頻信號的重現(xiàn)能力將增強。如上圖所示,在16-bit的系統(tǒng)中,用來重現(xiàn)低音量信號的精度較低。而在20-bit和24-bit的數(shù)字音頻系統(tǒng)中,重現(xiàn)同樣波形的精度就要提高不少。

— 市場與技術之戰(zhàn)

為了使問題復雜化,大多數(shù)的音樂設備廠商都在談及有關量化bit數(shù)目的時候,對自己的產品采用各種不同的數(shù)據(jù)指標。首先,他們通常都要談論其模/數(shù)轉換器和數(shù)/模轉換器的轉換深度。然后就是說存儲到硬盤或是磁帶上的數(shù)據(jù)所采用的bit數(shù)目。通常,他們所采用的規(guī)格都不外乎16、20和24-bit幾種。但是,這里還隱藏著另外一個問題。任何具有數(shù)字化處理能力或是混音功能的設備(例如新型的音頻工作站/硬盤機/軟件/數(shù)字調音臺等)都有一個處理深度(processing depth)問題。它表明了當使用音樂設備上的數(shù)字信號處理器對聲音信號進行處理時所能達到的精度。

好了,我們現(xiàn)在可以搬回家一臺全新的24-bit音樂工作站,將一切都調整得恰到好處,這時,我們的心情也會格外舒暢。但是,為什么在這套24-bit的音頻系統(tǒng)上卻只得到了93 dB的動態(tài)范圍呢?這個問題嘛,它涉及到了技術上的數(shù)據(jù)與商業(yè)廣告宣傳的區(qū)別。有些設備廠商會對它的產品整體的各個部分進行測試,然后將精度最高的部分的數(shù)據(jù)當作整機的指標來進行宣傳。假如一套設備中的轉換器和存儲單元均是采用16-bit的量化精度,但是它的內部效果處理單元的精度卻是32-bit,那么你很可能就要被蒙騙了。

在真實世界中,如果一套數(shù)字音頻系統(tǒng)內部采用24-bit或是32-bit的處理單元,但是它卻是將數(shù)據(jù)以16-bit的格式來進行存儲,那么你所聽到的聲音精度就將被限制在16-bit上。處理深度是由設備進行均衡、混響、淡入淡出處理時所使用的數(shù)字信號處理器的量化精度來決定的。如果你的數(shù)字音頻系統(tǒng)只能向存儲介質上記錄16-bit的數(shù)據(jù),即使所有的處理都是以24-bit或是32-bit的量化精度來進行的,最終得到的結果依然還是要回到16-bit的水平上,當然你可以通過抖動處理來進行適當?shù)难a償。

當一套數(shù)字音頻系統(tǒng)通過抖動處理對數(shù)據(jù)進行優(yōu)化時,也不可避免要對數(shù)據(jù)進行舍入。處理的數(shù)據(jù)越多,這種舍入所帶來的危險就越嚴重。你必須清楚一點,即使只是對聲音中的一個頻率段進行均衡處理,整個音頻數(shù)據(jù)都要發(fā)生變化。這也正是一套采用16-bit進行數(shù)據(jù)存取的系統(tǒng)中使用24-bit或是32-bit數(shù)字信號處理的好處。

你要知道這樣一件事情:當使用數(shù)字信號處理器對音頻數(shù)據(jù)中的任何一個元素進行處理時,實際上處理芯片都要得到所有的采樣點的數(shù)值,并在其中增加一些數(shù)據(jù)或是改變一些數(shù)據(jù)的值。當使用數(shù)字信號處理器進行聲像和音量電平的調節(jié)這種最為簡單的處理時,就屬于上面這種情況。為了給電平增加1 dB,數(shù)字信號處理芯片需要將所有的采樣點數(shù)據(jù)都乘以1.122018454(這是在24-bit處理精度下的情況,處理時采用的量化精度越高,則這個數(shù)在小數(shù)點后面的位數(shù)就越多)。如果要想將音量電平減低1 dB,則數(shù)字信號處理芯片需要將所有的采樣點數(shù)據(jù)都乘以0.8912509383736(數(shù)字信號處理芯片不會做除法)。

找來一個計算器,然后隨我一起來做這樣一個小小的實驗:在1到65535(這是16-bit音頻系統(tǒng)中的全碼)之間隨便找一個數(shù)。將這個數(shù)乘以1.122018454(即增加1 dB),然后再乘以0.8912509383736(即降低1 dB)。于是結果又回到了原來的數(shù)。例如,我們選擇一個數(shù)5,327。給它乘以1.122018454后得到5,976.9923045,然后再乘以0.8912509383736,于是計算結果又回到了5,327。
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