Posted on

24 bit ve 32 bit kayıt teoride ne ifade eder? Gerçekte nedir?

24 bit ve 32 bit kayıt teoride ne ifade eder? Gerçekte nedir?

Resim

Örnekleme hızı (Frekans)
Bilindiği üzere;
Örnekleme hızı, analog ses dalgasının genliğinin örneklendiği frekanstır. 44.1KHz örnekleme frekansında sesin genliğini saniyede 44.100 kez. 96KHz örnekleme frekansında sesin genliğini saniyede 96.000 kez örneklenir. 192KHz örnekleme frekansında, genlik saniyede 192.000 kez örneklenir.
Dip Not: en hassas insan kulağı bile 22kHz’in üzerinde bir şey duyamadığı ispatlanmıştır.

Bit Derinliği:

Resolution
Dynamic Range
Hard Disk Space (min/mono)
16-bit
96 dBFS
5,168 KB
24-bit
144 dBFS
7,752 KB
32-bit
193 dBFS
10,336 KB

Resim

Dijital veri aktarıldığında ve işlendiğinde, ayrı bitler yerine bayt ( paket olarak )olarak taşınır. 1 bayt 8 bittir.

Bit derinliğini, dijital kaydın genliğindeki adım (örnekleme noktası) sayısına çevirirsek;
Yani sesin dinamiği;
16 bitlik kayıtta = 65.536 adım, (96 dBFS / 65.536 örnekleme noktası)
20 bitlik kayıtta = 1.048.576 adım,
24 bitlik kayıtta = 16.777.216 adım,
32 bitlik kayıtta = 4.294.967.296 adım, (193 dBFS / 4.294.967.296 örnekleme noktası)

Yukarıdaki tablo neyi anlatıyor?
Görüldüğü gibi 24 bit kayıt ile 32 bit kayıt arasında 256 kat daha fazla örnekleme noktası farkı vardır. (4294967296 ÷ 16777216 =‬ 256) Teorideki 256 kat çözünürlük farkını duyabiliyor muyuz?
En iyi DAC yongalarını, dirençlerini ve güç regülatörlerini üreten uzmanlara göre, teorik olarak 20 bit çözünürlükten (120dB dinamik aralık) ayırt edebilen elektronikler yapmanın bir yolu yoktur.

3 metre ötedeki bir sivrisinek sesi 0dB’dir.
1 metre uzaklıktaki akkor ampulün uğultusu 10dB’dir.
Sessiz bir kayıt stüdyosunda arka plan gürültüsü 20dB’dir.
Normal bir sessiz odada arka plan gürültüsü yaklaşık 30dB’dir.
Erken analog ana bant sadece 60dB’lik bir dinamik aralığa sahiptir.
LP mikro oluk kayıtlarının dinamik aralığı 65dB’dir.
Dolby analog ana bant dinamik aralığı 90dB’dir.
1 metre uzaklıktaki kırıcı sesi 110dB’dir.
1 metre uzaklıktaki tam bir orkestranın sesi 120dB’dir.
130dB onarılamaz işitme kaybına neden olur.
Kalkışta bir jet uçağının sesi 140dB’dir.

Bazı insanlar 32 bit tam sayı kaydıyla yakalanan düşük seviyeli ses sinyallerinin gürültü zemini tarafından gizlendiğini söylüyor?

Ryohei Koga, Elektrik Tasarım Grubu, MX Geliştirme Departmanı
Analog devre ile kullanılabilen dinamik aralık açısından düşünüyorsanız, durum böyle olabilir, ancak bu ince seviyelerin sesin önemli bir parçası olduğuna inanıyoruz. Analog ses kaydederken, mümkün olduğunca kesin bir şekilde sonik bilgi yakalamak önemlidir. Ne kadar çok bilgi kaçırırsanız, reprodüksiyon o kadar doğru olmaz. Tanım ve görüntüleme zarar görecektir. 32 bitlik bir tam sayı kaydı, daha çok ses inceliklerini yakalar, böylece örneğin harmonik açıdan zengin seslerin sıklıkla sahip olduğu “hava” duygusu etkili bir şekilde çoğaltılabilir. Farklı enstrümanların 32 bitlik tam sayı kayıtlarını karıştırmayı denerken, geliştirme sırasında bu etkiyi net bir şekilde duyduk.

Resim

24 bit dinamik aralığın örneklenmesi hassasiyetinden dolayı, kulağa daha hoş gelecek kayıtlar yapacak, buna karşılık noise floor tabanını çok aldığı söyleniyor. Mümkün olan en yüksek çözünürlükte kayıt yapmak isteyen klasik kayıt mühendisi / yapımcıları hayal edebiliyorum. 24 bit, insan kulağının duyabileceğinden daha dinamik bir aralık yakalar. Daha ileri gitmenin anlamı nedir? Ses kalitesine gelince, gerçekten bir fark duymayacaksınız, PCM ile ilgili problem, bit ve frekans oranlarındaki artışların ses kalitesinde, örneğin Delta modülasyonu ile olduğundan çok daha küçük ilerlemeler vermesidir, ancak 50k’nin üzerindeki örnekleme hızları, yüksek frekanslar ve çoğu insanın işitme aralığının dışında Nyquist davranışı gibi filtreyi yukarı kaldırır. Ancak, sinyal işleme, gürültü azaltma, EQ vb. gibi çok fazla veri azaltımı içeriyorsa, 32bit’in büyük bir avantajı vardır.

avantajları :
32 bit ve 64 bit float arasında dönüştürme yapmaya gerek yok: Bazı eklentiler 64 bit dahili hesaplamalar için gereklidir. 64 bit, şu anlama gelir: küçük performans kazancı ve sonraki 64 bit eklentiler arasında hassasiyet kaybı olmaz.Daha iyi ses hassasiyeti sunuyor, 24 bit hassasiyetin ötesine geçerse, 64 bit float gerekli olacaktır (çünkü 32 bit float aslında 24 bit hassasiyet anlamına gelir)
Oluşacak olan Digital bir kayıp birden fazla kez gerçekleştirildiğinde hatalar birikir.

Sonuç dramatik değildir, çünkü bazı hatalar (rastgele) diğerleri (telafi / yuvarlama-Float) tarafından telafi edilir, ancak bu telafi aslında “dijital sis” yani gürültü anlamına gelir.

Eksiler: Daha fazla bellek ve depolama alanı gerektirir, bu da performans kaybı anlamına gelir (hareket etmek için daha fazla bellek ve alan). Ancak sofistike bir eklenti kullanılır kullanılmaz, bellek ek yüküne kıyasla bu muhtemelen bir darboğaz haline gelecektir. Bu nedenle, bu bir “göreceli eksik” dir.Float Kayan nokta sayıları bir işaret (pozitif / negatif), kesirli kısım (0 ile 1 arasında bir yerde) ve bir üs parçası olarak tanımlanır. Bunu, ondalık noktanın nereye gittiğini kontrol eden ikinci bir sayıya sahip belirli sayıda anlamlı basamak olarak düşünün.örneğin: 0.0000000000000012345678 veya 1234.5678 veya 123456780000000000000000.0, tipik bir kayan nokta sayısı aralığındadır, ancak her iki uçtaki hassasiyet kaybına mevcut. Ses için tam sayı aralığı dinamik aralığın sınırlarını tanımlar – sinyalin maksimum genliği aralığı aşarsanız, sayılar kırpılır veya etrafına sarılır ve sinyaliniz oldukça bozulur. örneğin: 30.000 değerin 16 bit değerine 2 kat kazanç uygulayın ve 32767 (kırpılmış) elde edersiniz .Bu nedenle, çoğu uygulama Integer tamsayı matematik yapmaz – bunun yerine kayan nokta kullanır ve yalnızca ses kartına gönderilirken tam sayıya dönüştürülür. Kayan noktalı ses için sinyal -1.0 ila 1.0 olarak tanımlanır, ancak kayan nokta sayıları çok daha büyük olabileceğinden, ek kafa odasının geldiği yer budur – ancak çok ileri giderseniz, parçanın kesirli kısmında hassasiyeti kaybedersiniz.
Buradan su sonucu rahatlıkla çıkarabiliyoruz önümüzdeki zamanlarda 32 bitlik kayıt teknolojisi yaygınlaşabilir, 32 bitte 40 db üzerinde bir farkı gürültü tabanında bırakıyor zaten bir dither uyguladığınızda Dither in yapmış olduğu da aynı şey fakat insan kulağı bunu ne derece duyar teoride böyle ama tartışmalı bir konu.