音频采样率 88.2 kHz VS 44.1kHz

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· ShootingStar 添加于 2018-04-17 · 暂无评论

作者: NoiseAddicts.com

编译:Shootingstar


©Adobe

在音频工程领域,不断会有围绕着采样率的争议发生——采样率也就是模拟音频转换为数字音频时的每秒采样次数。所以,我想尝试着去解决关于采样率的争议。

理论

所有声音的波形从数学角度上都可以精确地看成是一连串复杂的随着时间而改变的正弦波形相的叠加。也就是说,声音可以通过这一连串的正弦波形重建出来。这是我们要说的第一点。

第二点——人类的听力范围大约在20Hz到20KHz之间。虽然也有很多人对此抱有不同见解,但是这个事实并不是我们本文所要讨论的重点。我只需要大家对数字音频背后的基础知识有个清晰的了解就足够了!

第三点,这一点应该毫无异议了!也就是采样定理。在进行模拟/数字信号的转换过程中,当采样频率大于信号中最高频率的2倍时,采样之后的数字信号完整地保留了原始信号中的信息。也就是说,数字信号可以恢复成原先的模拟信号!

44.1采样率就是从这儿来的。这就是说,对于频率为22KHz的声音来说,需要44.1kHz的采样频率。这样,可以通过采样后的信号 恢复成原先的模拟信号。

问题是?

但是对于超过22KHz的声音频率成分怎么办呢?恩,我们其实不能重建出它们,甚至在恢复过程中出现波形混叠的情况,这叫做混叠现象。这也是为什么模拟数字转换器有内置的滤波器,首先在转换之前就把不需要的超声波频率部分移除掉,防止它们对后面的数字编码造成影响。

解决办法

我们可以制造一个可以接受更高频率成分的系统。如果我们把采样率定为88.2kHz,滤波器的截止频率定为44kHz,这个频率远远高于人类的听力范围。这个办法的坏处是录音设备的工作功率将超过以前的两倍,并且占据更多的虚拟存储空间。

争论

争论开始了。采用44.1kHz采样率和88.2kHz采样率的音频能听出差别来吗?有些人会说采用44.1kHz采样率来录音,再将它们上采样到88.2kHz,这样会提升音频的音质。(44.1kHz也就是CD格式的采样率)

测试

我想要看看,采样率为44.1kHz的音频文件和上采样率为88.2kHz的同一段音频文件对比如何。理论上,采样率为44.1kHz时,如果音频文件内有超过22kHz的频率成分时,会造成失真。——而采样率为88.2kHz时,不会造成失真或者说失真比较少。

但是首先,我得去验证下另一个理论。上采样到88.2kHz会不会造成失真?为了达成测试目的,我首先将测试歌曲上采样到88.2kHz,复制为一个音轨,然后将它下采样回到44.1kHz。然后Null Tested(指的是翻转这两段音频中的其中一段的相位)这两段音频。如果两段音频完全相互抵消,它们当然就是完全一样的了。如果还留有一些波形,那么很明显,上采样会造成一些形式的失真了!结果呢?没有!

接下来,我将这两种版本的音频降低16db,以防止方波失真和inter-sample clipping。我做了3次Null Tests。一次是将采样率为44.1kHz的音频上采样跟采样率为88.2kHz的音频进行对比,一次是将采样率为88.2kHz的音频下采样跟采样率为44.1kHz的音频进行对比,还有一次是直接将这两种版本进行Null Test。

结论

我发现采样率为88.2kHz的音频听起来更不错!它的保真度非常得高!Null Tests显示,确实这两种版本的音频波形是不一样的。

本文中所使用到的音频文件如下:

文件: Null Test 44.1.wav

文件大小: 6.1 MB

文件: sample test 88.2 print.wav

文件大小: 12.1 MB

文件: sample test 44.1 print.wav

文件大小: 6.1 MB

下载示范文件:http://www.midifan.com/down2/down.php?id=60

文章出处:http://magazine.midifan.com/61/index17.htm做人要厚道,转载文章请注明出自 midifan.com,谢谢

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