音频的关键参数详解

1、声道数:声道数是音频传输的重要指标,现在主要有单声道和双声道之分。双声道又称为立体声,在硬件中要占两条线路,音质、音色好,但立体声数字化后所占空间比单声道多一倍。

2、量化位数:量化位是对模拟音频信号的幅度轴进行数字化,它决定了模拟信号数字化以后的动态范围。由于计算机按字节运算,一般的量化位数为8位和16位。量化位越高,信号的动态范围越大,数字化后的音频信号就越可能接近原始信号,但所需要的存贮空间也越大。

3、采样频率:采样频率这个专业术语是指一秒钟内采样的次数。采样频率的选择应该遵循奈奎斯特(Harry Nyquist)采样理论(如果对某一模拟信号进行采样,则采样后可还原的最高信号频率只有采样频率的一半,或者说只要采样频率高于输入信号最高频率的两倍,就能从采样信号系列重构原始信号)。根据该采样理论,CD激光唱盘采样频率为44kHz,可记录的最高音频为22kHz,这样的音质与原始声音相差无几,也就是我们常说的超级高保真音质。通信系统中数字电话的采用频率通常为8kHz,与原4k带宽声音一致的。
补充:
        声音其实是一种能量波,因此也有频率和振幅的特征,频率对应于时间轴线,振幅对应于电平轴线。波是无限光滑的,弦线可以看成由无数点组成,由于存储空间是相对有限的,数字编码过程中,必须对弦线的点进行采样。
        采样的过程就是抽取某点的频率值,很显然,在一秒中内抽取的点越多,获取得频率信息更丰富,为了复原波形,采样频率越高,声音的质量也就越好,声音的还原也就越真实,但同时它占的资源比较多。由于人耳的分辨率很有限,太高的频率并不能分辨出来。22050 的采样频率是常用的,44100已是CD音质,超过48000或96000的采样对人耳已经没有意义。这和电影的每秒24帧图片的道理差不多。如果是双声道(stereo),采样就是双份的,文件也差不多要大一倍。
        根据奈奎斯特采样理论,为了保证声音不失真,采样频率应该在40kHz左右。这个定理怎么得来,我们不需要知道,只需知道这个定理告诉我们,如果我们要精确的记录一个信号,我们的采样频率必须大于等于音频信号的最大频率的两倍,记住,是最大频率。
        在数字音频领域,常用的采样率有:
        8000 Hz - 电话所用采样率, 对于人的说话已经足够
        11025 Hz - 电话所用采样率
        22050 Hz - 无线电广播所用采样率
        32000 Hz - miniDV 数码视频 camcorder、DAT (LP mode)所用采样率
        44100 Hz - 音频 CD, 也常用于 MPEG-1 音频(VCD,SVCD,MP3)所用采样率
        47250 Hz - 商用 PCM 录音机所用采样率
        48000 Hz - miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影和专业音频所用的数字声音所用采样率
        50000 Hz - 商用数字录音机所用采样率
        96000 Hz或者 192000 Hz - DVD-Audio、一些 LPCM DVD 音轨、BD-ROM(蓝光盘)音轨、和 HD-DVD (高清晰                        度 DVD)音轨所用所用采样率
4、 码率
    比特率也叫码率,指音乐每秒播放的数据量,单位用bit表示,也就是二进制位。 bps就是比特率。b就是比特(bit),s就是秒(second),p就是每(per),一个字节相当于8个二进制位。也就是说128bps的4分钟的歌曲的文件大小是这样计算的(128/8)*4*60=3840kB=3.8MB,1B(Byte)=8b(bit),一般mp3在128比特率左右为益,也大概在3-4 BM左右的大小。
        在计算机应用中,能够达到最高保真水平的就是PCM编码,被广泛用于素材保存及音乐欣赏,CD、DVD以及我们常见的 WAV文件中均有应用。因此,PCM约定俗成了无损编码,因为PCM代表了数字音频中最佳的保真水准,并不意味着PCM就能够确保信号绝对保真,PCM也只能做到最大程度的无限接近。
        要算一个PCM音频流的码率是一件很轻松的事情,采样率值×采样大小值×声道数 bps。一个采样率为44.1KHz,采样大小为16bit,双声道的PCM编码的WAV文件,它的数据速率则为 44.1K×16×2 =1411.2Kbps。我们常见的Audio CD就采用了PCM编码,一张光盘的容量只能容纳72分钟的音乐信息。
        双声道的PCM编码的音频信号,1秒钟需要176.4KB的空间,1分钟则约为10.34M,这对大部分用户是不可接受的,尤其是喜欢在电脑上听音乐的朋友,要降低磁盘占用,只有2种方法,降低采样指标或者压缩。降低采样指标是不可取的,因此专家们研发了各种压缩方案。最原始的有DPCM、ADPCM,其中最出名的为MP3。所以,采用了数据压缩以后的码率远小于原始码。
    采样率为44.1HZ,采样精度为16位的双音频,你可以算出比特率是44100*16*2bps,每秒的音频数据是固定的44100*16*2/8 字节

参考博客: http://blog.csdn.net/caoshangpa/article/details/51218597
http://blog.csdn.net/wudebao5220150/article/details/13017151

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