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音频采样率 音频采样率 88.2 kHz VS 44.1kHz

编译:射击

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在音频工程领域,对于采样率,即模拟音频转换为数字音频时每秒的采样次数,总是会有争议。所以,我想尝试解决关于采样率的争议。

理论

数学上,所有声音的波形都可以准确地看作是一系列随时间变化的复正弦波的叠加。也就是说,声音可以从这一系列正弦波中重构出来。这是我们想说的第一点。

第二,人类的听力范围在20Hz到20Hz左右。虽然很多人有不同的看法,但这个事实并不是我们本文讨论的重点。我只是需要大家对数字音频背后的基础知识有一个清晰的认识!

第三,这个应该没有异议!也就是采样定理。在模数信号转换过程中,当采样频率超过信号中最高频率的两倍时,采样的数字信号完全保留了原始信号中的信息。也就是说,数字信号可以恢复到原来的模拟信号!

44.1采样率来源于此。也就是说,对于频率为22千赫的声音,需要44.1千赫的采样频率。这样,采样信号可以恢复到原始模拟信号。

问题是?

但是超过22KHz的音频成分呢?嗯,其实我们是无法重构它们的,甚至在恢复的过程中,会出现波形混叠,这就是所谓的混叠现象。这就是为什么模数转换器有一个内置滤波器,它在转换前去除不必要的超声波频率,以防止它们影响后续的数字编码。

解决方案

我们可以做一个系统,可以接受更高频率的成分。如果我们把采样率设为88.2kHz,滤波器的截止频率设为44kHz,这个频率远远高于人类的听觉范围。这种方法的缺点是录制设备的工作功率会比以前高一倍以上,占用更多的虚拟存储空。

争吵

争论开始了。44.1kHz采样率和88.2kHz采样率的音频能区别吗?有人会说,以44.1千赫的采样率录音,然后将它们上采样到88.2千赫,会提高音频质量。(44.1kHz为CD格式的采样率)

测试

我想看看采样率为44.1kHz的音频文件和上采样率为88.2kHz的同一个音频文件相比,理论上采样率为44.1kHz时,如果音频文件中的频率成分超过22kHz,会造成失真。——采样率为88.2kHz时,不会有失真或失真较小。

但首先,我要测试另一个理论。上采样到88.2kHz会造成失真吗?出于测试的目的,我首先将测试歌曲上采样到88.2千赫,将其复制为音轨,然后下采样回44.1千赫。然后进行空测试(这意味着翻转两个音频之一的相位)。如果两段音频完全相互抵消,它们当然是完全相同的。如果还剩下一些波形,显然上采样会造成一些形式的失真!结果呢?没有!

接下来,我将这两个版本的音频减少了16db,以防止方波失真和样本间削波。我做了三次无效测试。第一次是将44.1kHz的音频上采样速率与88.2kHz的音频进行比较,第二次是将88.2kHz的音频下采样速率与44.1kHz的音频进行比较,第三次是直接对这两个版本进行Null Test。

结论

我发现采样率88.2kHz的音频听起来更好!它的保真度很高!空测试表明,这两个版本的音频波形确实不同。

本文中使用的音频文件如下:

文件:空测试44.1.wav

文件大小:6.1兆字节

文件:样本测试88.2 print.wav

文件大小:12.1兆字节

文件:样本测试44.1 print.wav

文件大小:6.1兆字节

下载演示文档:http://www.midifan.com/down2/down.php? id = 60

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