数字音频抖动处理：一种故意添加到音频中的噪音信号的数字音频处理技术[转]
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老贾/吉他福 发布时间：2025/7/4 19:25:48 阅读次数：
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此主题内容最后修改日期：2025 - 07 - 04 19:26:14
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抖动是一种数字音频处理技术，在将信号从较高分辨率转换为较低分辨率时，可能会出现不可避免的量化误差，在安静区域，使用较少的位数来表示波形，从而导致可听见的伪影和失真。因此，特别安静的信号受益于抖动。
在低分辨率和位深度下，量化噪声尤其容易听到。然而，在更高的分辨率和位深度下，量化噪声通常不太可闻，并且可以通过使用降噪算法进一步降低。
采样分辨率和位深
数字音频中的更高分辨率通常是指更高的采样率和/或更高的位深度。
更高的采样率意味着模拟信号的采样频率更高，从而获得更高的精度。音频 CD 的典型采样率为 44,1 kHz，而 FLAC 或 MQA 等高分辨率音频格式支持高达 192 kHz 甚至更高的采样率。
位深度是指用于表示样本的位数。更高的位深度意味着更多的位可用于表示信号电平。位深度越高，级数就越多，这意味着信号可以呈现更多的离散值。因此，更高的位深度意味着 动力方 信号的大小可以更大，从而提高音频信号的准确性和清晰度。
音频抖动(Dither)
在混音和母带处理方面，抖动（Dither）这个话题较少被深入探讨，但它实际又很有用处。
什么是抖动？它其实是一种低电平形式的噪音，在渲染向更低的位深时，被刻意添加到数字音频文件中。
抖动的概念可能听似“反直觉”，但却是一个很有效的处理方式。抖动噪音实际上掩盖了所谓的“量化失真”，后者会导致数字音频出现噪声和不自然感。在进入到具体细节之前，我们先快速回顾一些有关数字音频的基本概念，会有助于理解这次的话题。
位深越高，对振幅的描述就越精确。比较16位（Bit，比特）和24位音频时，分辨率的差异非常惊人。16位音频可以让振幅表现高至65536个等级，而24位则能达到16777216个等级。在动态范围方面，一个比特相当于6dB。16位时，你就有96dB（16x6），24位时则有144dB（24x6）。
当你将文件从24位转换为16位时，数字音频软件将会删除（“截断”）最后8位，并且必须将数据四舍五入以适合至可用的较小位数。这个过程被称为“量化”（Quantization）。它与你在MIDI中量化音符的过程不同，但概念类似。在MIDI序列中，如果将十六分音符乐句量化为八分音符，你的DAW必须将未落在八分音符上的任何十六分音符都重新指定到最接近的音符上。这样就降低了音乐的精度。
将24位音频转换为16位（或从32位固点转换为24位等等）时，DAW或音频编辑器会进行比特量化，反映到振幅上，层级就明显更少了。结果就是，整数化可能会导致所谓的量化错误（也称为“量化失真”或“截断失真”），具体表现为低电平噪音或着失真。
你的音乐通常会掩盖掉这种错误，但是对于16位音频，这种量化错误有时还是可以在安静段落上或者音乐淡入或淡出时被听到。最重要的，它毕竟是一种失真形式，你不会希望它出现在自己的音乐作品中。一些工程师表示，即使实际上听不出量化失真，它也会让音乐整体听起来更加尖糙。
抖动救援方案
将文件保存到较低采样率时，添加抖动是一个解决方案。当抖动被添加到有量化失真的音频时，它会掩盖量化失真，使其出现得更加随机，让耳朵难以辨别。与粗糙刺耳的结果相反，抖动处理将量化失真转变为稳定的低水平的模拟感嘶声。
限制器通常位于母带效果链中的抖动效果之前，处于倒数第二个，因此大多数母带级限制器都内置有抖动功能。所有具备IDR技术的Waves限制器，允许针对各种位深目标添加抖动。
何时添加抖动
看待它的最简单方式是，在位深下降时，始终应该进行抖动。所以，如果从24位变为16位，应该抖动；如果从32位固点（非浮点）变为24位或16位，也应该抖动。
但是，如果你将混音并轨到MP3或AAC等数据压缩编译码文件上，抖动则不是必要之举。这类格式都会将修饰感加入到信号中，抖动是无法弥补的。
只在将音频降到较低位深时才用抖动。在转换为MP3或AAC之前不用抖动。如果要从24位或32位混音创建CD所需的16位文件，请始终选择抖动。
从32位浮点到24位（因为32位浮点没有更高位深）时，不需要抖动；但是从32位固点降到任何较低位深时，都要抖动。
如果你正在为母带制作工程师准备24位或32位数据，请不要抖动，留给母带工程师进行专业处理。
确保抖动是处理链的最后一步。在DAW或音频编辑器中，切勿在抖动后面再插入其他效果处理器。
尽量避免二次抖动，因为抖动效果会为音频添加更多噪音。也就是说，如果你在工程项目中要两次下降位深（除非你从32位固定点开始，否则不太可能），则应该在每次转换过程中抖动。
如果你对各种抖动选项感到困惑，请使用抖动软件提供的默认参数。如果你足够有信心，请选择不同的抖动和噪音塑形选项进行比较，以决定哪种抖动选项最适合某支特定歌曲。
抖动修复量化失真错误
这就是抖动发挥其魔力的地方。 通过在整个录音过程中引入许多随机噪声变化，它使我们能够最大限度地减少量化误差的不良影响，使耳朵不易察觉。
我们所说的“随机”是指真正的随机——噪声相对于量化信号的不可预测性使其如此有效。 适量的不相关噪声可以平滑激进舍入的边缘，否则会导致更明显的失真。 即使添加少量恒定水平的噪声，最终也会被我们的耳朵感知到，比没有抖动的量化过程中潜在的失真更不令人不安。
图像处理中的抖动
如果你觉得抖动很难理解，可以看看它在可视化中的应用。 Lifewire 这篇有关图像抖动的文章演示了该过程如何产生更平滑的渐变过渡。 均匀分布在整个图像中的一层薄薄的噪点有效地柔化了明暗区域之间的明显差异。
虽然抖动的概念似乎存在争议并且通常未被完全理解，但这种使用噪声来减少量化误差的有害影响的音频导出技术在音频处理中发挥着重要作用。 是否有必要犹豫的问题没有普遍的答案，取决于您对过程的目标和期望。
此外，您可能面临抖动类型的选择。 各种可用选项提供了不同的添加噪音的方法，以令人惊讶的微妙程度影响您作品的最终声音。 如果您还没有听出差异的经验，请随意尝试不同类型的抖动，以找到最适合您的作品的方法。
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在低分辨率和位深度下，量化噪声尤其容易听到。然而，在更高的分辨率和位深度下，量化噪声通常不太可闻，并且可以通过使用降噪算法进一步降低。
采样分辨率和位深
数字音频中的更高分辨率通常是指更高的采样率和/或更高的位深度。
更高的采样率意味着模拟信号的采样频率更高，从而获得更高的精度。音频 CD 的典型采样率为 44,1 kHz，而 FLAC 或 MQA 等高分辨率音频格式支持高达 192 kHz 甚至更高的采样率。
位深度是指用于表示样本的位数。更高的位深度意味着更多的位可用于表示信号电平。位深度越高，级数就越多，这意味着信号可以呈现更多的离散值。因此，更高的位深度意味着 动力方 信号的大小可以更大，从而提高音频信号的准确性和清晰度。
音频抖动(Dither)
在混音和母带处理方面，抖动（Dither）这个话题较少被深入探讨，但它实际又很有用处。
什么是抖动？它其实是一种低电平形式的噪音，在渲染向更低的位深时，被刻意添加到数字音频文件中。
抖动的概念可能听似“反直觉”，但却是一个很有效的处理方式。抖动噪音实际上掩盖了所谓的“量化失真”，后者会导致数字音频出现噪声和不自然感。在进入到具体细节之前，我们先快速回顾一些有关数字音频的基本概念，会有助于理解这次的话题。
位深越高，对振幅的描述就越精确。比较16位（Bit，比特）和24位音频时，分辨率的差异非常惊人。16位音频可以让振幅表现高至65536个等级，而24位则能达到16777216个等级。在动态范围方面，一个比特相当于6dB。16位时，你就有96dB（16x6），24位时则有144dB（24x6）。
当你将文件从24位转换为16位时，数字音频软件将会删除（“截断”）最后8位，并且必须将数据四舍五入以适合至可用的较小位数。这个过程被称为“量化”（Quantization）。它与你在MIDI中量化音符的过程不同，但概念类似。在MIDI序列中，如果将十六分音符乐句量化为八分音符，你的DAW必须将未落在八分音符上的任何十六分音符都重新指定到最接近的音符上。这样就降低了音乐的精度。
将24位音频转换为16位（或从32位固点转换为24位等等）时，DAW或音频编辑器会进行比特量化，反映到振幅上，层级就明显更少了。结果就是，整数化可能会导致所谓的量化错误（也称为“量化失真”或“截断失真”），具体表现为低电平噪音或着失真。
你的音乐通常会掩盖掉这种错误，但是对于16位音频，这种量化错误有时还是可以在安静段落上或者音乐淡入或淡出时被听到。最重要的，它毕竟是一种失真形式，你不会希望它出现在自己的音乐作品中。一些工程师表示，即使实际上听不出量化失真，它也会让音乐整体听起来更加尖糙。
抖动救援方案
将文件保存到较低采样率时，添加抖动是一个解决方案。当抖动被添加到有量化失真的音频时，它会掩盖量化失真，使其出现得更加随机，让耳朵难以辨别。与粗糙刺耳的结果相反，抖动处理将量化失真转变为稳定的低水平的模拟感嘶声。
限制器通常位于母带效果链中的抖动效果之前，处于倒数第二个，因此大多数母带级限制器都内置有抖动功能。所有具备IDR技术的Waves限制器，允许针对各种位深目标添加抖动。
何时添加抖动
看待它的最简单方式是，在位深下降时，始终应该进行抖动。所以，如果从24位变为16位，应该抖动；如果从32位固点（非浮点）变为24位或16位，也应该抖动。
但是，如果你将混音并轨到MP3或AAC等数据压缩编译码文件上，抖动则不是必要之举。这类格式都会将修饰感加入到信号中，抖动是无法弥补的。
只在将音频降到较低位深时才用抖动。在转换为MP3或AAC之前不用抖动。如果要从24位或32位混音创建CD所需的16位文件，请始终选择抖动。
从32位浮点到24位（因为32位浮点没有更高位深）时，不需要抖动；但是从32位固点降到任何较低位深时，都要抖动。
如果你正在为母带制作工程师准备24位或32位数据，请不要抖动，留给母带工程师进行专业处理。
确保抖动是处理链的最后一步。在DAW或音频编辑器中，切勿在抖动后面再插入其他效果处理器。
尽量避免二次抖动，因为抖动效果会为音频添加更多噪音。也就是说，如果你在工程项目中要两次下降位深（除非你从32位固定点开始，否则不太可能），则应该在每次转换过程中抖动。
如果你对各种抖动选项感到困惑，请使用抖动软件提供的默认参数。如果你足够有信心，请选择不同的抖动和噪音塑形选项进行比较，以决定哪种抖动选项最适合某支特定歌曲。
抖动修复量化失真错误
这就是抖动发挥其魔力的地方。 通过在整个录音过程中引入许多随机噪声变化，它使我们能够最大限度地减少量化误差的不良影响，使耳朵不易察觉。
我们所说的“随机”是指真正的随机——噪声相对于量化信号的不可预测性使其如此有效。 适量的不相关噪声可以平滑激进舍入的边缘，否则会导致更明显的失真。 即使添加少量恒定水平的噪声，最终也会被我们的耳朵感知到，比没有抖动的量化过程中潜在的失真更不令人不安。
图像处理中的抖动
如果你觉得抖动很难理解，可以看看它在可视化中的应用。 Lifewire 这篇有关图像抖动的文章演示了该过程如何产生更平滑的渐变过渡。 均匀分布在整个图像中的一层薄薄的噪点有效地柔化了明暗区域之间的明显差异。
虽然抖动的概念似乎存在争议并且通常未被完全理解，但这种使用噪声来减少量化误差的有害影响的音频导出技术在音频处理中发挥着重要作用。 是否有必要犹豫的问题没有普遍的答案，取决于您对过程的目标和期望。
此外，您可能面临抖动类型的选择。 各种可用选项提供了不同的添加噪音的方法，以令人惊讶的微妙程度影响您作品的最终声音。 如果您还没有听出差异的经验，请随意尝试不同类型的抖动，以找到最适合您的作品的方法。
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