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音频码率计算,采样率与比特率对音质的影响

时间:2023-05-04 19:48:54 阅读:113569 作者:3699

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1、背景知识

人说话频率基本为300Hz-3400Hz,而人耳听觉频率基本为20Hz-20000Hz。

2、采样率

实际上,人发出的语音信号是模拟信号,实际处理必须是数字信号,采用了采样、量化、编码的处理方式。 的第一步是采样,也就是模数转换。 简单来说,用波形采样的方法记录一秒钟长度的声音,需要多少数据? 根据奈奎斯特采样定理,以正弦波两倍的频率采样,可以完全恢复波形。 因此,为了对声音信号复原离散信号,需要将采样频率设定为40KHz以上。 实际上,一般设定为44.1KHz。 44.1KHz采样率的声音是指使用44100个数据来表示1秒钟的声音波形。 原则上采样率越高,声音质量越好,采样频率一般分为22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级。 22.05KHz只达到调频广播的音质,44.1KHz是理论上CD音质的极限,48KHz达到DVD音质。

3、码率

音频信号需要编码。 其中,编码是指源代码,即数据压缩。 在不压缩数据而直接量化进行发送的情况下,称为PCM (脉冲编码调制)。 计算PCM音频流的码率是很简单的。 采样率值采样大小值通道数bps。 采样率为44.1KHz,采样大小为16位,两通道PCM编码WAV文件的数据速率为44.1K162=1411.2 Kbps。 虽然经常被称为128K的MP3,但是对应的WAV的参数是这个1411.2Kbps。 此参数也称为数据带宽,是ADSL中的带宽和概念。 码率除以8可以获得此WAV的数据速率,即176.4KB/s秒。 这需要176.4KB的空间来存储每秒采样率为44.1KHz、采样大小为16bit和2通道PCM编码的音频信号,并且每分钟约为10.34M。 这是大多数用户不能接受的。 特别是喜欢在电脑上听音乐的朋友,要减少磁盘占有量,只有两种方法。 降低或压缩采样指标。 由于降低采样指标是不可取的,专家们开发了各种压缩方案。 最原始的是DPCM、ADPCM,其中最有名的是MP3。 因此,采用数据压缩后的编码率远远小于源代码。

4、总结

对人类语音信号,实际处理一般经过以下步骤:

人说话的——声电转换器——个样本(模数转换) (——个量化);用合适的数值表示数字信号) (——个编码);数据压缩) ——

传输(网络或其他方式) ——解码(数据恢复) ——反采样(数模转换) ——电声转换) ——人耳鸣。

5、goldwave制作正弦波

文件-新建-通道、采样率、初始化长度

菜单栏-工具-表达式计算机(右侧有乐曲噪声、拨号音、效果波形等) -波形) -三角波、留胡子的豆芽正弦波) -输入频率即可

效果如下

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