Bit depth là gì? Ứng dụng trong âm thanh như thế nào?

Trong thế giới âm thanh kỹ thuật số, Bit depth và Bitrate là hai thông số quan trọng mà chúng ta thường gặp. Nếu như Bitrate đã được đề cập trong bài trước, thì hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về khái niệm Bit depth là gì, tầm quan trọng của nó đối với chất lượng âm thanh, cũng như những ứng dụng phổ biến của Bit depth trong thực tế.

1. Bit depth là gì?

Bit depth, hay còn được gọi là độ sâu bit, là số lượng bit được sử dụng để biểu diễn độ lớn (biên độ) của tín hiệu âm thanh trong môi trường kỹ thuật số. Trong một tệp âm thanh số, độ lớn của sóng âm được thể hiện bằng một chuỗi các giá trị nhị phân (0 và 1) và được lưu trữ dưới dạng dữ liệu.

Lưu ý rằng, Bit depth không chỉ áp dụng trong lĩnh vực âm thanh mà còn được sử dụng để chỉ độ sâu màu trong hình ảnh và video. Tuy nhiên, trong phạm vi bài viết này, chúng ta sẽ chỉ tập trung vào Bit depth trong âm thanh.

2. Tầm quan trọng của Bit depth đối với chất lượng âm thanh

Bit depth đóng vai trò then chốt trong việc xác định độ chính xác khi biểu diễn biên độ của tín hiệu âm thanh. Cụ thể, một tệp âm thanh với độ sâu bit 16 có khả năng biểu diễn 65,536 mức độ lớn khác nhau, trong khi con số này ở tệp âm thanh 24 bit lên tới hơn 16 triệu mức. Điều này đồng nghĩa với việc Bit depth càng cao, khả năng tái tạo chính xác tín hiệu âm thanh gốc càng tốt, đồng thời giúp giảm thiểu tình trạng méo tiếng (THD) một cách tối ưu.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng Bit depth chỉ là một trong nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh số. Bên cạnh đó, còn có tốc độ lấy mẫu (sample rate) quyết định dải tần số có thể ghi lại được, thuật toán nén (nếu có), cũng như chất lượng của bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC) và số-tương tự (DAC) trong các thiết bị ghi âm và phát lại. Tất cả những yếu tố này đều góp phần tạo nên chất lượng âm thanh cuối cùng mà chúng ta nghe được.

>>> Xem thêm: Tiếng ồn nâu là gì? Có tốt không?

3. Những đặc trưng nổi bật của Bit depth

Bit depth là một thông số kỹ thuật quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và chất lượng của âm thanh số. Chúng ta có thể bắt gặp thông số này trong nhiều định dạng âm thanh phổ biến như MP3, WAV, FLAC, WMA, và thậm chí cả trong các định dạng video. Dưới đây là một số đặc trưng nổi bật của Bit depth:

• Phạm vi động (Dynamic range): Phạm vi động thể hiện sự chênh lệch giữa phần to nhất và nhỏ nhất của tín hiệu âm thanh. Bit depth càng cao, phạm vi động càng rộng, cho phép ghi lại được nhiều chi tiết tinh tế hơn trong âm thanh, tiệm cận với bản gốc.
• Độ chính xác (Accuracy): Bit depth ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác khi biểu diễn biên độ của tín hiệu âm thanh. Độ sâu bit càng lớn, khả năng tái tạo chính xác tín hiệu gốc càng cao.
• Độ ồn nền (Background noise): Bit depth cao hơn giúp giảm thiểu độ ồn nền và cải thiện tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR - Signal-to-Noise Ratio).
• Méo tiếng (Distortion): Khi biên độ của tín hiệu âm thanh vượt quá ngưỡng mà Bit depth có thể biểu diễn, hiện tượng méo tiếng sẽ xảy ra. Tăng độ sâu bit giúp giảm thiểu tình trạng này và bảo toàn chất lượng âm thanh ban đầu.
• Tính tương thích (Compatibility): Bit depth của một tệp âm thanh số có thể ảnh hưởng đến khả năng tương thích với các thiết bị phát lại và phần mềm khác nhau. Chẳng hạn, một số thiết bị cũ có thể không hỗ trợ tệp âm thanh với Bit depth cao, và một số phần mềm có thể gặp khó khăn khi xử lý chúng.

4. Các loại Bit depth phổ biến

Trong thế giới âm thanh kỹ thuật số, có nhiều loại Bit depth khác nhau được sử dụng tùy thuộc vào mục đích và yêu cầu cụ thể. Dưới đây là một số loại Bit depth phổ biến mà bạn có thể gặp:

8 bit: Đây là một độ sâu bit tương đối thấp, thường được sử dụng trong các bản nhạc theo phong cách lo-fi hoặc retro. Với 8 bit, chỉ có thể biểu diễn 256 mức độ lớn khác nhau, dẫn đến khả năng méo âm cao. 8 bit được xem là độ sâu bit thấp trong các ứng dụng âm thanh hiện đại.

16 bit: Đây là độ sâu bit tiêu chuẩn được sử dụng trong các đĩa CD. 16 bit cho phép biểu diễn tới 65,536 mức độ lớn, mang lại chất lượng âm thanh tốt hơn đáng kể so với 8 bit, đồng thời giảm thiểu tình trạng méo tiếng.

24 bit: Bit depth 24 bit thường được sử dụng trong các ứng dụng thu âm chuyên nghiệp và sản xuất âm nhạc. Với khả năng biểu diễn tới 16,777,216 mức độ lớn, âm thanh được ghi lại và xử lý với độ chính xác và chi tiết cao hơn nhiều.

32 bit: Âm thanh với Bit depth 32 bit có chất lượng rất cao, thường chỉ được sử dụng trong một số trung tâm âm nhạc chuyên nghiệp hoặc các plugin xử lý âm thanh. Tuy nhiên, do yêu cầu dung lượng lưu trữ lớn, loại Bit depth này chưa được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày.

48 bit: Đây là độ sâu bit cao nhất hiện nay, chỉ xuất hiện trong một số thiết bị và phần mềm thu âm đỉnh cao. 48 bit có khả năng biểu diễn tới 281,474,976,710,656 mức độ lớn. Các nhà sản xuất đang không ngừng nỗ lực phát triển công nghệ để tiếp tục nâng cao Bit depth, hứa hẹn mang lại chất lượng âm thanh ngày càng hoàn hảo hơn.

5. Công thức tính toán Bit depth

Để tính toán Bit depth, chúng ta cần xác định số lượng bit được sử dụng để biểu diễn biên độ của tín hiệu âm thanh. Công thức tính Bit depth như sau:

Bit depth = log2(số giá trị biên độ có thể biểu diễn)

Ví dụ, với một tín hiệu âm thanh 16 bit, số giá trị biên độ có thể biểu diễn là 2^16 (65,536), do mỗi bit có thể biểu diễn hai giá trị (0 hoặc 1). Áp dụng công thức trên, ta có:

Bit depth = log2(65,536) = 16

Dưới đây là bảng công thức tính Bit depth cho kênh âm thanh mono:

6. Ứng dụng của Bit depth trong lĩnh vực âm thanh

Bit depth đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng và độ chính xác của âm thanh số. Chính vì vậy, thông số này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực liên quan đến âm thanh, bao gồm:

Thu âm và sản xuất âm nhạc chuyên nghiệp: Trong quá trình ghi âm, Bit depth cao được sử dụng để đảm bảo chất lượng âm thanh tốt nhất và giữ lại mọi chi tiết quan trọng. Các phần mềm thu âm, thiết bị ghi âm chuyên nghiệp đều hỗ trợ Bit depth cao. Trong giai đoạn hậu kỳ, như trộn (mixing) và hoàn thiện (mastering), việc sử dụng Bit depth cao giúp tránh mất thông tin âm thanh và đảm bảo sự chính xác tuyệt đối.

Các tệp âm thanh số: Bit depth ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước và chất lượng của các tệp âm thanh số. Tệp âm thanh với Bit depth cao sẽ có dung lượng lớn hơn, nhưng đồng thời mang lại chất lượng âm thanh tốt hơn với nhiều chi tiết hơn. Ví dụ, tệp âm thanh chất lượng CD thường có Bit depth 16 bit, trong khi các tệp âm thanh high-resolution có thể đạt tới 24 bit hoặc cao hơn. Điều này cũng ảnh hưởng đến trải nghiệm nghe nhạc và xem phim trực tuyến, khi nhiều nhà cung cấp dịch vụ đang nâng cao chất lượng bằng cách sử dụng các tệp âm thanh với Bit depth lớn hơn.

Thiết bị âm thanh: Nhiều nhà sản xuất thiết bị âm thanh đã áp dụng tiêu chuẩn Bit depth cao cho sản phẩm của mình nhằm mang lại trải nghiệm âm thanh tốt nhất cho người dùng. Các thiết bị điển hình bao gồm: Amply đa kênh, bàn mixer, micro thu âm, Đầu karaoke DVD và CD 

Việc nắm vững kiến thức về Bit depth sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về chất lượng âm thanh và lựa chọn các thiết bị, định dạng phù hợp với nhu cầu của mình. Dù là người làm chuyên về âm thanh hay chỉ đơn thuần là người yêu nhạc, việc tìm hiểu về Bit depth chắc chắn sẽ giúp nâng cao trải nghiệm âm nhạc của bạn lên một tầm cao mới.

Bài viết liên quan

• Hướng dẫn cách ghép cục đẩy với amply đơn giản từ A đến Z
• Mách bạn cách chọn cục đẩy phù hợp với loa
• Có những loại cục đẩy công suất nào trên thị trường?

CÔNG TY CỔ PHẦN TECH SOUND VIỆT NAM

Hotline: 0942979696 / 0933469555

Địa chỉ Showroom: Số 07-B2 khu ShopHouse24h, Tố Hữu, Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội.

Website: www.techsound.vn

Youtube: http://ldp.to/ytbtechsound

Zalo: http://ldp.to/zalotechsound

Facebook: http://ldp.to/fbtechsound

Tiktok: http://ldp.to/tiktoktechsound

Zalo Video: zalo.me/v/@techsound