音頻采樣率音頻采樣率 88.2 kHz VS 44.1kHz

2021-03-01 00:05:01 民俗文化音頻采樣率,音頻,頻率,測試,采樣率

編譯:射擊

磚坯黏土

在音頻工程領(lǐng)域，對于采樣率，即模擬音頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻時每秒的采樣次數(shù)，總是會有爭議。所以，我想嘗試解決關(guān)于采樣率的爭議。

理論

數(shù)學(xué)上，所有聲音的波形都可以準確地看作是一系列隨時間變化的復(fù)正弦波的疊加。也就是說，聲音可以從這一系列正弦波中重構(gòu)出來。這是我們想說的第一點。

第二，人類的聽力范圍在20Hz到20Hz左右。雖然很多人有不同的看法，但這個事實并不是我們本文討論的重點。我只是需要大家對數(shù)字音頻背后的基礎(chǔ)知識有一個清晰的認識！

第三，這個應(yīng)該沒有異議！也就是采樣定理。在模數(shù)信號轉(zhuǎn)換過程中，當采樣頻率超過信號中最高頻率的兩倍時，采樣的數(shù)字信號完全保留了原始信號中的信息。也就是說，數(shù)字信號可以恢復(fù)到原來的模擬信號！

44.1采樣率來源于此。也就是說，對于頻率為22千赫的聲音，需要44.1千赫的采樣頻率。這樣，采樣信號可以恢復(fù)到原始模擬信號。

問題是？

但是超過22KHz的音頻成分呢？嗯，其實我們是無法重構(gòu)它們的，甚至在恢復(fù)的過程中，會出現(xiàn)波形混疊，這就是所謂的混疊現(xiàn)象。這就是為什么模數(shù)轉(zhuǎn)換器有一個內(nèi)置濾波器，它在轉(zhuǎn)換前去除不必要的超聲波頻率，以防止它們影響后續(xù)的數(shù)字編碼。

解決方案

我們可以做一個系統(tǒng)，可以接受更高頻率的成分。如果我們把采樣率設(shè)為88.2kHz，濾波器的截止頻率設(shè)為44kHz，這個頻率遠遠高于人類的聽覺范圍。這種方法的缺點是錄制設(shè)備的工作功率會比以前高一倍以上，占用更多的虛擬存儲空。

爭吵

爭論開始了。44.1kHz采樣率和88.2kHz采樣率的音頻能區(qū)別嗎？有人會說，以44.1千赫的采樣率錄音，然后將它們上采樣到88.2千赫，會提高音頻質(zhì)量。(44.1kHz為CD格式的采樣率)

測試

我想看看采樣率為44.1kHz的音頻文件和上采樣率為88.2kHz的同一個音頻文件相比，理論上采樣率為44.1kHz時，如果音頻文件中的頻率成分超過22kHz，會造成失真?！蓸勇蕿?8.2kHz時，不會有失真或失真較小。

但首先，我要測試另一個理論。上采樣到88.2kHz會造成失真嗎？出于測試的目的，我首先將測試歌曲上采樣到88.2千赫，將其復(fù)制為音軌，然后下采樣回44.1千赫。然后進行空測試(這意味著翻轉(zhuǎn)兩個音頻之一的相位)。如果兩段音頻完全相互抵消，它們當然是完全相同的。如果還剩下一些波形，顯然上采樣會造成一些形式的失真！結(jié)果呢？沒有！

接下來，我將這兩個版本的音頻減少了16db，以防止方波失真和樣本間削波。我做了三次無效測試。第一次是將44.1kHz的音頻上采樣速率與88.2kHz的音頻進行比較，第二次是將88.2kHz的音頻下采樣速率與44.1kHz的音頻進行比較，第三次是直接對這兩個版本進行Null Test。

結(jié)論

我發(fā)現(xiàn)采樣率88.2kHz的音頻聽起來更好！它的保真度很高！空測試表明，這兩個版本的音頻波形確實不同。

本文中使用的音頻文件如下:

文件:空測試44.1.wav

文件大小:6.1兆字節(jié)

文件:樣本測試88.2 print.wav

文件大小:12.1兆字節(jié)

文件:樣本測試44.1 print.wav

文件大小:6.1兆字節(jié)

下載演示文檔:http://www.midifan.com/down2/down.php? id = 60

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