音頻採樣率
錄音設備一秒鐘內對聲音的採樣次數
音頻採樣率是指錄音設備在一秒鐘內對聲音信號的採樣次數,採樣頻率越高聲音的還原就越真實越自然。在當今的主流採集卡上,採樣頻率一般共分為11025Hz、22050Hz、24000Hz、44100Hz、48000Hz五個等級,11025Hz能達到AM調幅廣播的聲音品質,而22050Hz和24000HZ能達到FM調頻廣播的聲音品質,44100Hz則是理論上的CD音質界限,48000Hz則更加精確一些。
在數字音頻領域,常用的採樣率有:
8,000 Hz - 電話所用採樣率, 對於人的說話已經足夠
11,025 Hz-AM調幅廣播所用採樣率
22,050 Hz和24,000 Hz- FM調頻廣播所用採樣率
32,000 Hz - miniDV 數碼視頻 camcorder、DAT (LP mode)所用採樣率
44,100 Hz - 音頻 CD, 也常用於 MPEG-1 音頻(VCD, SVCD, MP3)所用採樣率
47,250 Hz - 商用 PCM 錄音機所用採樣率
48,000 Hz - miniDV、數字電視、DVD、DAT、電影和專業音頻所用的數字聲音所用採樣率
50,000 Hz - 商用數字錄音機所用採樣率
2.8224 MHz - Direct Stream Digital 的 1 位 sigma-delta modulation 過程所用採樣率。
聲音其實是一種能量波,因此也有頻率和振幅的特徵,頻率對應於時間軸線,振幅對應於電平軸線。波是無限光滑的,弦線可以看成由無數點組成,由於存儲空間是相對有限的,數字編碼過程中,必須對弦線的點進行採樣。採樣的過程就是抽取某點的頻率值,很顯然,在一秒中內抽取的點越多,獲取得頻率信息更豐富,為了復原波形,一次振動中,必須有2個點的採樣,人耳能夠感覺到的最高頻率為20kHz,因此要滿足人耳的聽覺要求,則需要至少每秒進行40k次採樣,用40kHz表達,這個40kHz就是採樣率。我們常見的CD,採樣率為44.1kHz。
採集過程中視頻和音頻同步是非常重要的,光有頻率信息是不夠的,我們還必須獲得該頻率的能量值並量化,用於表示信號強度。量化電平數為2的整數次冪,我們常見的CD位16級的採樣大小,即2的4次方。採樣大小相對採樣率更難理解,因為要顯得抽象點,舉個簡單例子:假設對一個波進行8次採樣,採樣點分別對應的能量值分別為A1-A8,但我們只使用2bit的採樣大小,結果我們只能保留A1-A8中4個點的值而捨棄另外4個。如果我們進行3bit的採樣大小,則剛好記錄下8個點的所有信息。採樣率和採樣大小的值越大,記錄的波形更接近原始信號。