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  • 1 # 曉白音悅

    音訊取樣大小和取樣率是兩個獨立互不影響的數值,因此取樣大小並不能決定取樣率為多少,具體還得看音訊原錄製者如何設定。

    簡單地說:

    1.取樣位數可以理解為採集卡處理聲音的解析度。這個數值越大,解析度就越高,錄製和回放的聲音就越真實;

    2.取樣頻率是指錄音裝置在一秒鐘內對聲音訊號的取樣次數,取樣頻率越高聲音的還原就越真實越自然。

    因此,採集音訊時完全可以用一個很大的解析度進行取樣,但減少採樣次數(降低取樣頻率),使音訊聽起來真實,但不流暢自然。而想讓一個音訊有最好的音質,需要用最高的取樣位數,同時使用最大的取樣頻率,最終會使音訊變得非常大。

    音訊取樣(AudioSampling)

    數碼音訊系統是透過將聲波波形轉換成一連串的二進位制資料來再現原始聲音的,實現這個步驟使用的裝置是模/數轉換器(A/D)它以每秒上萬次的速率對聲波進行取樣,每一次取樣都記錄下了原始模擬聲波在某一時刻的狀態,稱之為樣本。將一串的樣本連線起來,就可以描述一段聲波了,把每一秒鐘所取樣的數目稱為取樣頻率或採率,單位為HZ(赫茲)。取樣頻率越高所能描述的聲波頻率就越高。取樣率決定聲音訊率的範圍(相當於音調),可以用數字波形表示。以波形表示的頻率範圍通常被稱為頻寬。要正確理解音訊取樣可以分為取樣的位數和取樣的頻率。

    取樣的位數(Aamplingbitrate/或作SamplingBitrateResolution)

    取樣位數可以理解為採集卡處理聲音的解析度。這個數值越大,解析度就越高,錄製和回放的聲音就越真實。我們首先要知道:電腦中的聲音檔案是用數字0和1來表示的。連續的模擬訊號按一定的取樣頻率經數碼脈衝取樣後,每一個離散的脈衝訊號被以一定的量化精度量化成一串二進位制編碼流,這串編碼流的位數即為取樣位數,也稱為量化精度。從位元速率的計算公式中可以清楚的看出位元速率和取樣位數的關係:位元速率=取樣頻率×量化精度×聲道數。

    在電腦上錄音的本質就是把模擬聲音訊號轉換成數字訊號。反之,在播放時則是把數字訊號還原成模擬聲音訊號輸出。採集卡的位是指採集卡在採集和播放聲音檔案時所使用數字聲音訊號的二進位制位數。採集卡的位客觀地反映了數字聲音訊號對輸入聲音訊號描述的準確程度。8位代表2的8次方--256,16位則代表2的16次方--64K。比較一下,一段相同的音樂資訊,16位音效卡能把它分為64K個精度單位進行處理,而8位音效卡只能處理256個精度單位。8位取樣的差別在於動態範圍的寬窄,動態範圍寬廣,音量起伏的大小變化就能夠更精細的被記錄下來,如此一來不論是細微的聲音或是強烈的動感震撼,都可以表現的淋漓盡致,而CD音質的取樣規格正式16位取樣的規格。

    16位二進位制數的最小值是0000000000000000,最大值是1111111111111111,對應的十進位制數就是0和65535,也就是最大和最小值之間的差值是65535,也就是說,它量化的模擬量的動態範圍可以差65535,也就是96.32分貝,所以,量化精度只和動態範圍有關,和頻率響應沒關係。動態範圍定在96分貝也是有道理的,人耳的無痛苦極限聲壓是90分貝,96分貝的動態範圍在普通應用中足夠使用,所以96分貝動態範圍內的模擬波,經量化後,不會產生削波失真的。聲音的位數就相當於畫面的顏色數,表示每個取樣的資料量,當然資料量越大,回放的聲音越準確,不至於把開水壺的叫聲和火車的鳴笛混淆。同樣的道理,對於畫面來說就是更清晰和準確,不至於把血和西紅柿醬混淆。不過受人的器官的機能限制,16位的聲音和24位的畫面基本已經是普通人類的極限了,更高位數就只能靠儀器才能分辨出來了。比如電話就是3kHZ取樣的7位聲音,而CD是44.1kHZ取樣的16位聲音,所以CD就比電話更清楚。

    如今市面上所有的主流產品都是16位的採集卡,而並非有些無知商家所鼓吹的64位乃至128位,他們將採集卡的複音概念與取樣位數概念混淆在了一起。如今功能最為強大的採集卡系列採用的EMU10K1晶片雖然號稱可以達到32位,但是它只是建立在DirectSound加速基礎上的一種多音訊流技術,其本質還是一塊16位的音效卡。應該說16位的取樣精度對於電腦多媒體音訊而言已經綽綽有餘了。很多人都說,就算從原版CD抓軌,再刻錄成CD,重放的音質也是不一樣的,這個也是有道理的,那麼,既然0101這樣的二進數是完全克隆的,重放怎麼會不一樣呢?那是因為,時基問題造成的數模互換時的差別,並非是克隆過來的二進位制數變了,二進位制數一個也沒變,時基誤差不一樣,數模轉換後的模擬波的頻率和源相比就會有不一樣。

    取樣的頻率(Samplingrate/或作Samplingfrequency)

    取樣頻率是指錄音裝置在一秒鐘內對聲音訊號的取樣次數,取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,取樣頻率一般共分為22.05KHz、44.1KHz、48KHz三個等級,22.05KHz只能達到FM廣播的聲音品質,44.1KHz則是理論上的CD音質界限,48KHz則更加精確一些。對於高於48KHz的取樣頻率人耳已無法辨別出來了,所以在電腦上沒有多少使用價值。

    5kHz的取樣率僅能達到人們講話的聲音質量。

    11kHz的取樣率是播放小段聲音的最低標準,是CD音質的四分之一。

    22kHz取樣率的聲音可以達到CD音質的一半,目前大多數網站都選用這樣的取樣率。

    44kHz的取樣率是標準的CD音質,可以達到很好的聽覺效果。

    取樣率類似於動態影像的幀數,比如電影的取樣率是24赫茲,PAL制式的取樣率是25赫茲,NTSC制式的取樣率是30赫茲。當我們把取樣到的一個個靜止畫面再以取樣率同樣的速度回放時,看到的就是連續的畫面。同樣的道理,把以44.1kHZ取樣率記錄的CD以同樣的速率播放時,就能聽到連續的聲音。顯然,這個取樣率越高,聽到的聲音和看到的影象就越連貫。當然,人的聽覺和視覺器官能分辨的取樣率是有限的。對同一段聲音,用20kHz和44.1kHz來取樣,重放時,可能可以聽出其中的差別,而基本上高於44.1kHZ取樣的聲音,比如說96kHz取樣,絕大部分人已經覺察不到兩種取樣出來的聲音的分別了。之所以使用44.1kHZ這個數值是因為經過了反覆實驗,人們發現這個取樣精度最合適,低於這個值就會有較明顯的損失,而高於這個值人的耳朵已經很難分辨,而且增大了數字音訊所佔用的空間。一般為了達到“萬分精確”,我們還會使用48k甚至96k的取樣精度,實際上,96k取樣精度和44.1k取樣精度的區別絕對不會象44.1k和22k那樣區別如此之大,我們所使用的CD的取樣標準就是44.1k。

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    這個不一定,取樣位數與取樣率沒有嚴格限制

    一般44.1khz和48khz取樣位數都是16位,96khz和192khz取樣位數都是24位

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