비트레이트란, 비트 뎁스-비트레이트의 차이, 샘플 레이트란
비트 뎁스(Bit Depth)는 비트레이트(Bit rate)가 아니다.
1. 소리의 해상도
해상도 = 解像度(풀해, 모양상) = 모양을 풀어놓는 정도 = 세밀함(섬세함)
1) 영상의 해상도에 대한 이해
2) 소리의 해상도
(1) cd 품질의 경우 소리의 해상도
- 수직 해상도: 16Bit = 2의 16승 = 65,536 = 65,536 개의 수직축
- 수평해상도: 1초당 44,100Hz = 44,100개의 수직축
- 즉 해상도는 65,536 × 44,100
즉, 1초당 해상도 = 65,536 × 44,100
(2) HD, FHD 방송의 영상에 들어 있는 오디오의 해상도 = 24비트 × 48,000
즉, 1초당 해상도 = 16,777,216 × 44,100
(2의 24승 (2^24) = 16,777,216)
2. 비트 뎁스(bit dipth)
비트 뎁스는 비트레이트가 아니다. 비트레이트는 비트 뎁스가 아니다.
비트 뎁스와 비트레이트는 다르다.
소리 파장은 압축과 팽창으로 만들어진다
아날로그 소리를 디지털화한다는 것은 소리 신호(소리 파형)를 0과 1로만 바꾸는 작업이다.
컴퓨터(기계)는 2진법만 이해한다.
기계가 유일하게 인식하는 것은 0과 1이다.(있다와 없다만 이해한다)
- 소리 신호가 있다: True = 1
- 소리 신호가 없다: False = 0
위의 그림 등 Analogue 신호를 디지털화한다는 것은 = 0101101101000 등으로 코드화 하는 과정이다.
아래 그림과 같은 소리의 파장을 모눈종이에 수직점과 수평 점을 찍어 좌표를 기록한다.
- 수직 축= 비트 뎁스(Bit Depth)
- 수평 축 =시간축 = 샘플 레이트(Sample Rate)
아날로그 소리를 디지털 형식으로 인코딩할 대 몇 비트를 사용하느냐의 문제이다.
16비트, 24비트 또는 32비트 등이 있지만 비트 깊이가 높을수록 사운드는 더 정확하다. 그 정확도의 깊이(다이내믹 레인지)를 의미한다. 다이내믹 레인지란 가장 작은 소리에서 가장 큰소리까지의 표현 능력이며, 16비트의 경우 96DB의 다이나믹 레인지를 갖는다(1비트당 약 6DB)
비트(bit)란
비트가 담을 수 있는 정보의 양
8비트, 16비트, 24비트, 32비트
비트가 올라갈수록 담을 수 있는 정보의 양은 매우 커진다.
16비트
16비트는 2의 16승이므로 65,536 개의 값을 표현할 수 있다.(모눈종이에서 네모 칸이 있을 때, 그 칸-좌표를 찍을 수 있는 칸-이 65,536 개다).
8비트
8비트는 16비트의 1/2이 아니다.
8비트는 2의 8승은 256이다.
그러므로, 8비트로 표현한다고 하면 1/2이 아니라 1/256이다.
24비트
반면에 24비트는 16비트의 1.5배가 아니다.
24비트는 16비트의 256배이다.
24비트는 2의 24승이므로 16,772,216 개의 값을 표현할 수 있다.( 모눈종이에서 네모 칸이 있을 때, 그 칸-좌표를 찍을 수 있는 칸-이 1 Quanta이다)
어떤 신호를 Bit, 즉 2진법으로 바꾸는 것 → Quantization(양자화, 양자의 한 단위 = 1 Quanta)
소리의 해상도에 있어 수직 축이 비트 뎁스(Bit Depth)이며 16비트일 때 65,536 개의 단계를 가진 다이나믹 레인지(깊이)로 처리된다.
24비트일 때 16,772,216 개의 단계를 가진 다이나믹 레인지(깊이)로 처리된다.
다이나믹 레인지
16비트가 96dB의 다이내믹(가장 작은 소리에서 가장 큰소리까지의 표현 능력)을 표현할 수 있다.
| 비트(Word Lingth) | Quanta | 다이나믹 레인지(Dynamic Range) | DB/ Quanta (1Qunata당 DB) |
|
| 8비트 | 256 | 48 | 0.18 | |
| 16비트 | 65536 | 96 | 0.0015 | CD 16비트 스케일- |
| 24비트 | 16,772,216 | 144 | 0.0000858 | 충분한 소리 표현 |
| 32비트 | 4,294,967,296192 | 192 | 0.0000000447 | 사람이 가청 데시벨 초과 |
1bit당 6dB의 다이내믹 레인지를 갖는다
- 16비트: 96dB = CD 다이내믹 레인지
- 24비트: 144dB
- 32비트 Float의 경우 192dB 다이나믹 레인지
- 다이나믹 레인지가 클수록 좀 더 큰 음량을 얻을 수 있다.
3. 샘플 레이트(Samplerate)
소리가 시간 축을 지나갈 때, 디지털은 모든 순간을 다 기록할 수는 없다.
어느 지점, 어느 순간을 캡처링(디지털화)하는 방식 = 샘플링 (Sampling) = 시간축을 따라가며 어느 순간에 샘플을 수집한다.
샘플을 수집하기 위해 가로축을 쪼개서 수집(샘플링)한다.
그 쪼갠 것이 CD의 경우 1초당 44,100Hz이다.
즉 샘플 레이트 (Sample Rate)가 44,100Hz이다.
즉 1초에 44,100개의 샘플을 만든다.
방송이나 유튜브 등의 경우 샘플 레이트 (Sample Rate)는 48,000Hz를 많이 사용한다.
그것은 1초당 48,000개의 샘플을 만든다는 의미이다.
즉 샘플 레이트란, 초당 몇 번의 샘플을 채취할 것인가, 하는 문제이다.
cd 음질의 경우 초당 44,100개로 나눠서 파형을 녹음하고(파형을 그린다),
44.1kHz 이상을 넘어가게 되면 사실상 인간의 귀로 쉽게 구분하기 힘들 정도로 미세한 차이이지만, 음질은 샘플 레이트가 높을수록 더 좋다.
4. 비트레이트(Bit Rate: 비트 전송률)
비트 뎁스(Bit Depth)는 무손실 PCM 파일(FLAC 등)에 사용된다.
그러나 손실 포맷인 mp3, 혹은 AAC 방식에서는 '비트레이트'가 사용된다.
FLAC
LAC = Lossless Audio Codec
F = 공개 소프트웨어
즉 오디오 데어터를 손실 없이 압축하는 방식인데, 이것이 공개 소프트웨어 방식이라는 것이다.
(종이를 2번 접는 수준으로 원음 손실 없이 압축만 한다)
FLAC 24비트의 경우 샘플링 주파수는 192kHz이다. 192kHz는 44.1kHz에 비교하여 소리의 정교함이 4배 이상이다.
AAC
Advanced Audio Cording 호환성보다는 음질에 집중된 오디오 전용 압축 방식
원래 이름은 Mpeq NBC : Non - Backward Compatibility 하위 호환성을 고려하지 않은 Mpeq
음질에서는 AAC가 뛰어남(단, 16비트, 44.1kHz 품질에서)
MP3
MP3는 인간이 귀로 잘 들을 수 없는 주파수 대역을 잘라낸 후 압축한다. 종이를 여러 번 접듯
비트레이트(Bit Rate)
비트레이트는 비트전송률이라고도 한다.
비트레이트(비트 전송률)는 오디오 파일이 초당 포함하는 데이터의 양이다.
초당 킬로비트(kbps)로 측정되는데, 이 숫자가 높을수록 파일 또는 스트림의 품질이 좋아진다.
- 비트레이트 = 샘플 레이트 X 비트(심도) X 채널
CD 품질의 오디오를 비트레이트를 계산해 보면
16 (비트) × 44.1 (kHz) × 2(스테레오 채널) = 1,411 Kbps (kilobits per second) 실제로는 1411.2 kbps (kilobits): 2 x 16 x 44.1= 1411.2(kbps )
그러나 품질이 mp3의 경우 비트레이트는 최고 256 kbps, 320 kbps 등이다.
그러므로 무손실 코덱 방식에 비해 품질은 떨어질 수밖에 없다.
프리미어 프로에는 H264 포맷, 오디오 AAC 포맷, 샘플 레이트 48,000Hz로 익스포트 할 경우 비트레이트(비트 전송률)는 320 Kbps, 혹은 512 Kbps까지 설정할 수 있다.