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什么是采样率和量化精度?16bit/44.1kHz、24bit/48kHz、24bit/192kH...

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发表于 2018-4-29 23:28:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
● 采样率
       采样率实际上是指当将声音储存至计算机中,必须经过一个录音转换的过程,转换些什么呢?就是把声音这种模拟信号转成计算机可以辨识的数字信号,在转换过程中将声波的波形以微分方式切开成许多单位,再把每个切开的声波以一个数值来代表该单位的一个量,以此方式完成采样的工作,而在单位时间内切开的数量便是所谓的采样频率,说明白些,就是模拟转数字时每秒对声波采样的数量,像是CD音乐的标准采样频率为44.1KHz,这也是目前声卡与计算机作业间最常用的采样频率。
       另外,在单位时间内采样的数量越多就会越接近原始的模拟信号,在将数字信号还原成模拟信号时也就越能接近真实的原始声音;相对的越高的采样率,资料的大小就越大,反之则越小,当然也就越不真实了。数字数据量的大小与声道数、采样率、音质分辨率有着密不可分的关系。
       前面提到CD音乐的采样率为44.1KHz,而在计算机上的DVD音效则为48KHz (经声卡转换) ,一般的电台FM广播为32KHz,其它的音效则因不同的应用有不同的采样率,像是以Net Meeting之类的应用就不要使用高的采样率,否则在传递这些声音数据时会是一件十分痛苦的事。
当然,目前比较盛行的蓝光的采样率就相当的高,达到了192kHz。而目前的声卡,绝大多数都可以支持44.1kHz、48kHz、96kHz,高端产品可支持192kHz甚至更高。
● 量化精度
       声波在转为数字的过程中不是只有采样率会影响原始声音的完整性,另一个亦具有举足轻重的参数——量化精度,也是相当的重要。一般来说,音质分辨率就是大家常说的bit数。目前,绝大多数的声卡都已经可以支持24bit的量化精度。
       那么,什么是量化精度呢?前面曾说明采样频率,它是针对每秒钟所采样的数量,而量化精度则是对于声波的“振幅”进行切割,形成类似阶梯的度量单位。所以,如果说采样频率是对声波水平进行的X轴切割,那么量化精度则是对Y轴的切割,切割的数量是以最大振幅切成2的n次方计算,n就是bit数。
       举个例子,如果是8bit,那么在振幅方面的采样就有256阶,若是16bit,则振幅的计量单位便会成为65536阶,越多的阶数就越能精确描述每个采样的振幅高度。如此,也就越接近原始声波的“能量”,在还原的过程序也就越接近原始的声音了。
       另外,bit的数目还决定了声波振幅的范围(即动态范围,最大音量与最小音量的差距)。如果这个位数越大,则能够表示的数值越大,描述波形更精确。每一个Bit的数据可以记录约等于6dB动态的信号。一般来说,16Bit可以提供最大96dB的动态范围(加高频颤动后只有92dB)。每增加一个Bit的量化精度,这个值就增加6dB。因此,我们可以推断出20Bit可以达到120dB的动态范围,而24Bit则可以提供高达144dB的动态范围。
       那么,动态范围大了,会有什么好处呢?动态范围是指系统的输出噪音功率和最大不失真音量功率的比值,这个值越大,则系统可以承受很高的动态。比如1812序曲中的炮声,如果系统动态过小,高于动态范围的信号将被削波(Clipping, 高于0dB的溢出信号将被砍掉,会导致噼里啪啦的声音)。
16bit/44.1kHz、24bit/48kHz、24bit/192kHz
       这三种采样,16bit/44.1kHz是CD中音频的采样、24bit/48kHz是DVD中音频的采样(区分:不是DVD Audio),而24bit/192kHz是蓝光中音频的采样。

文章来源:http://www.sonic-pro.com/technology/article/2014_1106_448.html

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