Bit Depth & Quantization 비트 뎁스

소리를 ‘계단’으로 담는다

디지털 녹음은 소리의 크기를 정해진 칸(단계)에만 담을 수 있어요. 칸이 많으면(비트 수↑) 부드러운 곡선을 거의 그대로 담지만, 칸이 적으면(비트 수↓) 매끈하던 파형이 계단처럼 거칠게 끊깁니다.

옛날 게임기·8비트 음악의 ‘띠리리’ 한 거친 소리가 바로 이거예요.

직접 해보기

소리 켜기 후 Bit Depth 슬라이더를 16에서 1로 내려보세요. 파형이 점점 계단처럼 거칠어지고 소리에 ‘치직’ 하는 잡음이 끼는 걸 들어보세요.

비트 뎁스와 양자화

디지털 오디오는 매 순간의 진폭을 유한한 단계로 반올림해 저장합니다(양자화). n비트면 2ⁿ 단계를 표현합니다.

양자화 노이즈

반올림 오차는 신호에 더해진 잡음처럼 작용합니다. 비트가 낮을수록 오차(계단 높이)가 커져 양자화 노이즈가 커지고, 스펙트럼에 없던 성분이 깔립니다. 오른쪽 스펙트럼에서 비트를 낮출 때 잡음 바닥이 올라오는 것을 확인하세요.

SNR과 6dB 법칙

양자화 노이즈 대비 신호의 비율(SNR)은 비트당 약 6dB 개선됩니다:

SNR ≈ 6.02·n + 1.76 (dB)

즉 16비트 ≈ 98dB, 8비트 ≈ 50dB의 다이내믹 레인지. 비트를 1 줄일 때마다 잡음이 약 6dB 커집니다.

디더링(Dithering)

저비트에서 양자화 오차는 신호와 상관되어 거슬리는 왜곡(하모닉 디스토션)을 만듭니다. 양자화 직전에 미세한 잡음(약 1 LSB)을 더하는 디더링은 이 오차를 무상관 백색 잡음으로 바꿔, 거슬리는 왜곡 대신 부드러운 히스로 전환합니다. Dither 토글로 1비트 차이를 비교해보세요.