[오디오] 높은 샘플링 레이트가 전혀 필요없는 이유
<p>밑에 비트심도와 샘플링레이트에 관련된 글이 있어서 간만에 글을 올립니다.</p>
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<p>제가 한 10여년 전에 샘플링 레이트에 관한 글을 올린적이 있었습니다.</p>
<p>그때도 어깨너머로 배운 얄팍한 지식이였고 지금도 제대로 알고 있다고 볼수는 없습니다만 그때보다는 좀더 공부한 내용이 있기에 다시한번 간략하게 정리해서 올려봅니다.</p>
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<p>디지털 음원화일의 해상도는 비트심도(Bit Depth)와 샘플링레이트로 나누어 집니다.</p>
<p>사인 곡선이 있을때 세로축의 해상도가 비트심도이고 가로축의 해상도가 샘플링레이트 입니다. </p>
<p>비트심도는 보통 16비트, 혹은 24비트를 사용하고 샘플링레이트는 44.1KHz(CD), 48KHz(방송, 유튜브), 96KHz, 192KHz 등을 사용합니다.</p>
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<p>여기서 샘플링레이트는 음질에 영향을 끼치는게 아니라, 얼마나 높은 음을 표현할수 있냐와 연관이 됩니다.</p>
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<p>샘플링레이트가 높아진다고 해서 음질이 좋아지는게 아니라 단순히 더 높은 음을 표현할수 있다는거죠.</p>
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<p>Nyquist - Shannon Sampling Theorem (나이퀴스트 - 섀넌 정리) 에 의하면 제한된 대역폭을 가진 아날로그 신호는 그 대역폭의 2배 이상으로 샘플링 했을 경우 원신호를 100% 복원할수 있습니다.</p>
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<b>100%에 근접하게 복원하는것도 아니고 100% 정확하게 복원이 가능합니다.</b>
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<p>이건 이론이 아니라 정리이기 때문에 논란의 여지조차 없습니다.</p>
<p>피타고라스 정리에 의하면 직각 삼각형의 두변의 길이만 알면 나머지 한변의 길이는 100% 정확도로 알수 있는것 처럼, 나이퀴스트 섀넌 정리에 의하면 아날로그 신호를 최고주파수의 12배로 샘플링 하면 샘플링된 디지털 음원으로 부터 원래의 아날로그 신호를 100% 정확도로 뽑아낼수 있습니다.</p>
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<p>인간의 가청 주파수는 20KHz미만입니다.</p>
<p>게다가 한계주파수 까지 멀쩡히 잘 듣다가 넘어가면 갑자기 안들리는 것도 아니고, 한계 주파수 한참 전 부터 들을수 있는 음량이 급격히 떨어집니다.</p>
<p>20KHz를 들을수 있는 사람이라고 해도 17,18KHz 소리를 신경써서 듣지 않으면 잘 듣지 못한다는 거지요.</p>
<p>대부분의 일반인들은 15KHz 넘어가는 소리는 잘 못듣습니다.</p>
<p>평상시는 꿈도 못꿀 정도의 볼륨으로 올리면 1, 2KHz 정도는 더 들을수 있을지도 모르겠습니다. </p>
<p>(대신 온동네 개들이 난리 나겠죠. 시끄럽다고)</p>
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<p>즉 소비자 입장에서는 시디의 44.1KHz나 방송의 48KHz 만 되어도 충분하고도 남는 스펙입니다.</p>
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좋은글 감사합니다.
몇가지 첨언을 하자면 16bit, 24bit 는 보통 depth라부르고 비트레이트는 오디오신호를 스트리밍 했을때 흐르는 데이터의 양을 보통 1초 단위로 나타냅니다.
나이키스트 이론은 완벽히 복원하려면 아날로그신호 주파수의 두배 이상으로 샘플링 했을때 아날로그 신호를 원래 신호로 복원할수 있습니다.
샘플링 주파수가 높아지면 나이키스트 원리에 의해서 주파수가 높은 신호까지 복원이 가능합니다.