Profundidad de bits de audio
En audio digital que usa modulación de código de pulso (PCM), la profundidad de bits es el número de bits de información en cada muestra y corresponde directamente a la resolución de cada muestra. Los ejemplos de profundidad de bits incluyen Compact Disc Digital Audio , que utiliza 16 bits por muestra, y DVD-Audio y Blu-ray Disc , que pueden admitir hasta 24 bits por muestra.
En las implementaciones básicas, las variaciones en la profundidad de bits afectan principalmente el nivel de ruido del error de cuantificación, por lo tanto, la relación señal-ruido (SNR) y el rango dinámico . Sin embargo, técnicas como el tramado , la formación de ruido y el sobremuestreo pueden mitigar estos efectos sin cambiar la profundidad de bits. La profundidad de bits también afecta la tasa de bits y el tamaño del archivo.
La profundidad de bits solo es significativa en referencia a una señal digital PCM . Los formatos que no son PCM, como los formatos de compresión con pérdida , no tienen profundidades de bits asociadas. [a]
Una señal PCM es una secuencia de muestras de audio digital que contienen los datos que proporcionan la información necesaria para reconstruir la señal analógica original . Cada muestra representa la amplitud de la señal en un punto específico en el tiempo, y las muestras están uniformemente espaciadas en el tiempo. La amplitud es la única información almacenada explícitamente en la muestra, y normalmente se almacena como un número entero o de punto flotante , codificado como un número binario con un número fijo de dígitos: la profundidad de bits de la muestra , también conocida como longitud de palabra o tamaño de palabra.
La resolución indica el número de valores discretos que se pueden representar en el rango de valores analógicos. La resolución de enteros binarios aumenta exponencialmente a medida que aumenta la longitud de la palabra. Agregar un bit duplica la resolución, agregar dos la cuadriplica y así sucesivamente. El número de valores posibles que se pueden representar mediante una profundidad de bits entera se puede calcular usando 2 n , donde n es la profundidad de bits. [1] Así, un sistema de 16 bits tiene una resolución de 65.536 (2 16 ) valores posibles.
Hoy en día, la mayoría de los formatos de archivos de audio y estaciones de trabajo de audio digital (DAW) admiten formatos PCM con muestras representadas por números de punto flotante. [3] [4] [5] [6] Tanto el formato de archivo WAV como el formato de archivo AIFF admiten representaciones de punto flotante. [7] [8] A diferencia de los números enteros, cuyo patrón de bits es una sola serie de bits, un número de punto flotante se compone de campos separados cuya relación matemática forma un número. El estándar más común es IEEE 754 que se compone de tres campos: un bit de signo que representa si el número es positivo o negativo, un exponente y unmantisa que es elevada por el exponente. La mantisa se expresa como una fracción binaria en formatos de punto flotante de base dos IEEE. [9]
