24 bit vs 16 bit (Verständnisfrage)

Auf Deutsch
#1

Ich arbeite mit C6 im Homerecordingbereich und nehme grds. in 24 bit 44,1 khz auf. Mixdowns für CD’s werden dann mittels Dithering auf 16 bit heruntergerechnet.
Hin und wieder kommt es vor daß ich z.B. Wave-Dateien von meiner Akai MPC 500 verwende, die nur in 16 bit sampelt, oder aber Outtakes, die ich irgendwann mal auf Audio-CD gebrannt hatte. Beim importieren in Cubase kommt dann eine Rückfrage “Sample konvertieren nach 24 bit?” sinngemäß.
Jetzt schlicht und einfach die Frage:
alles, was niedriger ist, grds. auf 24 bit umrechnen lassen, ja oder nein?
Was passiert (wenn es jemand erklären kann) beim “hochrechnen”?
Hat es Auswirkungen, wenn verschiedene Bitraten in den Mixdown eingehen?
Ich hatte bis jetzt die dateien immer so gelassen, wie ich sie importiert habe, aber ich wollte mal grundsätzlich wissen, wie es richtig ist.

Danke

#2

Das Konvertieren zu 24Bit bringt dir Qualitätsmäßig gar nichts.
Die Quellfiles haben ja “nur” eine Auflösung von 16Bit.
Wenn du sie hochrechnest kommt ja nur ein “Headroom” dazu.

Du kannst im Cubase die Projektbitbreite auch auf 16 Bit stellen, trotzdem rechnet Cubase intern mit 32Bit Fliesskomma, deshalb wirst du intern nie eine Übersteuerung erreichen (Dynamikbereich > 1000dB) .
Im Master wird dann natürlich wieder auf 16Bit runtergerechnet.

#3

O.k., danke, also dann lasse ich 16 Bit-Dateien auch so. Beim Aufnehmen übers Audio-Interface benutze ich natürlich 24 bit, um halt den zusätzlichen Headroom zu haben. Wie Cubase intern rechnet wußte ich ehrlich gesagt nicht. Ich bin auf meine Frage auch eigentlich nur gekommen, als ich von einem Projekt, auf das o.g. zutrifft, mir mal den Pool angeschaut habe und festgestellt habe, daß sich dort unterschiedliche Bitraten befanden (so 2 - 3 Dateien waren 16 bit). Das hat mich dazu angeregt, der Sache mal fachlich auf den Grund zu gehen.

#4

Edit: Man kann wie AS-Music beschreiben wird immer ohne verlust von einer niederen in eine höhere bittiefe wandeln, da jeder binäre wert immmer ein vielfaches von den ursprungswert war (pro bit 2x mehr möglichkeiten)…

Bei 24bit auf 32 Bit schaut es aber anders aus weil das eine ist 24Bit Ganzzahlwert (Übersteuern ist peak) und 32 bit ein 24bit Ganzzahlwert + 8Bit Fließkommer =32 Bit (Beim übersteuern wird das Komma eine nach hinten verschoben und somit wird die relative Auflösung beim übersteuern geringer aber der Headroom größer… aber das is halt nur bei float (floating-point = fließkomma.) Wenn man 32Bit float.wav nicht “übersteuert” ist es 1:1 das gleiche wie eine 24Bit wav. (halt ohne die 8Bit fließkomma die man ja nicht braucht wenn man nicht “übersteuert”… )

Die Samplerate (44,1khZ) ist die Anzahl der “Spannungswerte” (Sampels) die in der Sekunde vom Signal abgetatstet wird.
Bit-Tiefe: ist die Auflösung pro sample in bit: 16Bit ist, 2hoch16 mögliche werte, pro sample


http://de.wikipedia.org/wiki/Digitale_Auflösung

lg

#5

Also, samplerate ist schonmal was komplett Anderes…

#6

Ich weiss jetzt nicht, ob ich nur Loop Breaker falsch verstanden habe, oder er es doch etwas falsch beschrieben hat.
Zunächst musst du die Bitrate von der Abtastrate unterscheiden.

Beim Hochrechnen der Bitrate entstehen keine Artefakte, da jedes zusätzliche Bit die Dynamik um den Faktor 2 erweitert. D.h.
Wenn du ein Sample mit der Auflösung von 8 Bit auf 9 Bit hochrechnest hast du statt mit 8 Bit 256 Lautstärkeunterschiede mit 9 Bit 512 Lautstärkeunterschiede, also das doppelte . Und von 16 Bit auf 24 Bit hochrechnen erhöht sich der Dynamikbereich immens. Hier dazu mal eine Tabelle mit den Bitraten und dazugehörigen Dynamikabtastung:
8 Bit = 256 Lautstärkeunterschiede
9 Bit = 512
10 Bit = 1024
11 Bit = 2048
12 Bit = 4096
13 Bit = 8192
14 Bit = 16384
15 Bit = 32768
16 Bit = 65536
17 Bit = 131072
18 Bit = 262144
19 bit = 524288
20 Bit = 1048576
21 Bit = 2097152
22 Bit = 4194304
23 Bit = 8388608
24 Bit = 16777216 Lautstärkeunterschiede

Dies bringt dir jedoch hauptsächlich was, wenn du die Aufnahme-Datei in 24 Bit wählst. Wenn das Ausgangsmaterial 8 Bit hat, wird dieses auch in 24 Bit nach 8 Bit klingen.

Anders ist dies aber bei der Abtastrate. Wenn du etwas in 44100 Hz aufgenommen hast und nach 88200 Hz konvertierst, dann wird aufgrund der Konvertierung eine Zwischenberechnung gemacht. Das ist so, wie bei den neuen 200Hz Fernsehgeräten, bei denen zwischen zwei Echtbildern ein Zwischenbild berechnet wird, damit das Bild nicht ruckelt.
Bei exakter Verdopplung der Abtastrate wird sich das Sample aufgrund neu berechneten Zwischensamples besser anhören, da die Zwischensamples den Klang weicher machen werden.
Wenn du von 44100 Hz auf 96000 Hz (Faktor 2,1768) hochrechnest wirst du Artefakte hören, da die Zwischenberechnungen nicht überall gleich sind. Mal hast du ein Zwischensample und mal zwei (aufgrund der Kommastellen).

Generell kann ich dir nur raten mit mindestens 24 Bit aufzunehmen, besser aufgrund des Headrooms sind 32 Bit Aufnahmen. Da der zusätzliche Speicherbedarf nicht sonderlich hoch ist, empfehle ich dir mit 32 Bit aufzunehmen.

Bei der Abtastrate kommt es immer auf das Medium an, auf welches du releasen möchtest.
Bei CD reicht 44100 Hz, bei DVD entweder 48000 Hz oder 96000 Hz, bei Blu-ray ist auch 192000 Hz möglich.

#7

danke thinkingcap u asmusic. hab jetzt das wort sampelrate auf bit-tiefe getauscht. jetzt is richtiger…

bei den beispiel mit den umrechnen von 8 auf 16bit in meinen post, wird mit as-music post besser verständlich, aber ich merke gerade: ist nicht jede bittiefe ein oder mehrere vielfache von einer niederen bittiefe? ich glaub schon… sprich das im oberen post von mir ist falsch mit der aussage das wandeln in eine höhere bittiefe quantisierungsrauschen verursacht weil jede höhere bittiefe immer einvielfaches von der kleineren isr und man somit nie runden braucht, keine zusätzliche verzerrung…

am handy schreiben ist ziehmlich zach…

#8

hab jetzt mein gehirn benutzt und zusätzlich einen verlässlicheren kollegen als mich gefragt:
wenn man von einer niedrigen in eine höhere bittiefe wandelt entstehen 0 verzerrungen da man im binärsystem immer nur verdoppeln usw. kann und daher immer eine ganze zahl (ohne komma) rauskommt.

um auf die frage des te zurückzukommen: es ist sinnvoll die bittiefe zu erhöhen wenn man etwas in das file einrechnen will ohne es zu runden (quantisieren) aber sonnst macht es in cubase keinen unterschied, weil intern sowieso alles 32bit float ist… (vl bringt es was perfprmance technisch, aber glaube nicht da 44.100x16 fur die festplatte weniger zu laden ist als 44.100x32.

wenn beim hochbittiefen nur, mehr bits .(stellen/ einer ,zehner, hunderter /usw) dazugehängt werden und nicht vom maximalpegel und null, der relative wert… hat backbeat sogar eine 100% richtige aussage getroffen.



Edit: Meine ganze Schreiberei in diesen Thread hat damit angefangen weil ich einen Post von Backbeat verbessern wollte was aber Blödsinn war und dann noch das Wort Samplerate mit Bittiefe vertauscht habe, was schlussendlich zur Erkenntnis geführt hat das es im Binärsystem immer exakt den gleichen punkt zwischen min u. max Wert gibt wenn man den Stellen Wert erhöt bzw wenn man von einer niedrigeren in eine Höhere Sampleauflösung umrechnet.


lg

#9

hab gerade den post von as music ganz gelesen und muss sagen das er es ganz richtig geschrieben hat und meinen post auch richtig interpretiet hat und festgestellt das die aussage falsch ist und beschreibt auch genau warum… werde meinen post abändern wenn ich vor einen computer sitze.

#10

AS Music hat es am besten erklärt.

Hinzuzufügen ist jedoch, das bei einer Konvertierung der Abtastrate z.B. von 8kHz auf 44kHz je nach Umrechnung noch ein Anti Aliasing mit Filter drübergerechnet wird.
Nach Nyquist kann ja bei einer 8kHz Abtastrate nur bis 4kHz Frequenzbereich dargestellt werden.
Ich habe aber schon 8kHz Material gehabt, welches durch Aliasing Fehlspektren hatte und sich nach der Wandlung zu 44kHz vollig dumpf anhörte.

Die meisten Konvertierer arbeiten mit Oversampling und dann Tiefpassfiltern um das Aliasing über 4kHz (dieses Beispiel mit 8kHz Abtastrate) rauszufiltern.

#11

@Backbeat
Ja das hat er…
Das war ja dann wohn nicht das beste oversampling^^

@*
Weis von euch jemand zufällig wie das genau ist beim hochrechnen, der Bittiefe?
Werden da einfach bits dazugegeben = mehr headroom = siganla wird leiser
oder
wird von max.- u- min.-Wert in einer Bittiefe in die neue Auflösung relativ vom min.- u. max.-Pegel aus betrachtet umgerechnet = headroom “bleibt gleich” = signal bleibt gleich laut dafür wird die Auflösung höher…

wie nennt man soche verfahren, gibts da bekannte normen oder noch was wissenswertes?

#12

Der Headroom bleibt gleich (sowohl bei 24 bit-, als auch bei 32 bit Float-Aufnahme). und natürlich erhöht sich die Auflösung, das ist ja der Sinn der ganzen Sache.

#13

Der Headroom bleibt gleich (sowohl bei 24 bit-, als auch bei 32 bit Float-Aufnahme). und natürlich erhöht sich die Auflösung, das ist ja der Sinn der ganzen Sache.

Stimmt habs gerade ausprobiert. Die Dynamik und Auflösung sind nach der Umwandlung grösser.

Ich frage mich nur ob es bei der Bearbeitung qualitätsmäßig Sinn macht, wenn man am Ende doch wieder bei 16 Bit landet.

#14

Boah, jetzt bin ich auch verwirrt…
Das die Auflösung größer wird ist ja naheliegend, aber ich meinte ob da einfach ein paar 0en vor jeden sample dazugeschoben werden oder ob von einer niedrigeren in eine höhere Auflösung umgerechnet wird… wenn ich jetzt nicht wieder falsch liege müsste, da binär-system, egal von welcher Auflösung in eine andere HOCHrechnet immer ganze zahlen rauskommen, da he erhöhung zu nächst höheren stellenwert(2,4,8,16,32), eine Verdopplung des möglichen Maximalwertes darstellt, somit sollte man das gleiche file in 2 verschiedenen bittiefen in Cubase nullen können (es seiden es werden einfach ein paar nullen vor jeden sample dazugemacht=file wird leise=headroom wird erheblich größer=relative Auflösung bleibt gleich).

Hab versucht:
16bit wav importiert als 32exportiert, danach
16bit wav importiert und konvertiert, exprotiert.
genullt… habs nicht geschafft:

Statistik hat ergeben: das beide files gleich sind.

ergibt doch keinen sinn, oder?

@Backbeat: Sicher macht das Sinn: Je weniger Zahlen man hinschreiben kann, desto mehr muss man wegrunden, und wenn eine große Rechnung hat (Cubase Mixer) kommt es zu einen erhäblich größeren Rundungsfehler (Verzerrungen) als wenn man nur den Endbetrag (Ausgang) abrundet.

@thinkingcap:
Ich versteh leider aber auch nicht was du mir vermitteln willst (jetzt weis ich’s wies dir geht^^), je mehr bits desto mehr möglicher headroom, und bei float erst recht, wobei es ja eigentlich um die Auflösung geht nicht um den Headroom. oder was wolltest du mir sagen?

#15

Statistik hat ergeben: das beide files gleich sind.

ergibt doch keinen sinn, oder?

Du musst dir das so vorstellen:
16Bit Sinus mit 65536 Werten Spize/Spitze (Normalisiert)
wird umgerechnet in z.B.
24Bit Sinus mit 16777216 Werten Spize/Spitze (Normalisiert)

das heist du hast einfach mehr Auflösung (Wertebereich !nicht mehr Werte!) zwischen den neu berechneten Amplitudenwerten.

Die Wellenform sieht dann natürlich gleich aus.
Das wäre nicht so, wenn die Umrechnung einfach Nullen als Headroom hinzufügen würde.

#16

schon. aber kannst du bitte mal versuchen zu 0en wahrscheinlich bin ich zu blöd.

#17

? Was soll ich versuchen :question:

#18

16bit wav importiert als 32exportiert, danach
16bit wav importiert und konvertiert, exprotiert.
genullt (eines Phase drehen und wieder zusammen mischen und soll 0 rauskommen…) habs nicht geschafft:

würd mich sehr freuen…

#19

Wow, da habe ich ja eine Diskussion entfacht! :smiley:

Dabei wollte ich ja eigentlich nur wissen, ob ich beim importieren einer Audiodatei mit niedrigerer Bitrate als im Projekt eingestellt der Rückfrage nach einem konvertieren auf die im Projekt eingestellt Bitrate folgen soll oder nicht.

Aber trotzdem sehr interessant, vielen dank für die zahlreichen Informationen! :sunglasses:

#20

Ach so meinst du das.
Wird nicht funktionieren, da die 32 Bit Werte Interpoliert werden müssen.
Es entstehen immer kleine Rundungsfehler.