采样率和比特率

一、采样率
(也称为采样速度或者采样频率)定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样率是指将模拟信号转换成数字信号时的采样频率,也就是单位时间内采样多少点。一个采样点数据有多少个比特。

   我们人耳能听到的声音一般在20Hz~20KHz之间,根据奈奎斯特采样定理,采样频率fs大于信号中最高频率fmax的2倍时,采样之后的数字信号便能完整的反应真实信号。所以44.1KHz为常见的采样率。

   人的发音器官发出的声音频率大约是80~3400Hz,但人说话的信号平率通常为300~3000Hz,人们把这种频率范围的信号称为话音(speech)信号。

   采样率类似于动态影像的帧数,比如电影的采样率是24赫兹,PAL制式的采样率是25赫兹,NTSC制式的采样率是30赫兹。当我们把采样到的一个个静止画面再以采样率同样的速度回放时,看到的就是连续的画面。同样的道理,把以44.1kHZ采样率记录的CD以同样的速率播放时,就能听到连续的声音。显然,这个采样率越高,听到的声音和看到的图像就越连贯。当然,人的听觉和视觉器官能分辨的采样率是有限的,基本上高于44.1kHZ采样的声音,绝大部分人已经觉察不到其中的分别了。

而声音的位数就相当于画面的颜色数,表示每个取样的数据量,当然数据量越大,回放的声音越准确,不至于把开水壶的叫声和火车的鸣笛混淆。同样的道理,对于画面来说就是更清晰和准确,不至于把血和西红柿酱混淆。不过受人的器官的机能限制,16位的声音和24位的画面基本已经是普通人类的极限了,更高位数就只能靠仪器才能分辨出来了。比如电话就是3kHZ取样的7位声音,而CD是44.1kHZ取样的16位声音,所以CD就比电话更清楚。

   常见的采样率为:

   8,000 Hz - 电话所用采样率, 对于人的说话已经足够

   11,025 Hz

   22,050 Hz - 无线电广播所用采样率

   32,000 Hz - miniDV 数码视频 camcorder、DAT (LP mode)所用采样率

   44,100 Hz - 音频 CD, 也常用于 MPEG-1 音频(VCD, SVCD, MP3)所用采样率

   47,250 Hz - Nippon Columbia (Denon)开发的世界上第一个商用 PCM 录音机所用采样率

   48,000 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

   50,000 Hz - 二十世纪七十年代后期出现的 3M 和 Soundstream 开发的第一款商用数字录音机所用采样率

   50,400 Hz - 三菱 X-80 数字录音机所用所用采样率

   96,000 或者 192,000 Hz - DVD-Audio、一些 LPCM DVD 音轨、Blu-ray Disc(蓝光盘)音轨、和 HD-DVD (高清晰度 DVD)音轨所用所用采样率

   2.8224 MHz - SACD、 索尼 和 飞利浦 联合开发的称为 Direct Stream Digital 的 1 位 sigma-delta modulation 过程所用采样率。

二、比特率

 比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为 bps(Bit Per Second),比特率越高,传送的数据越大,音质越好.比特率 =采样率 x 采用位数 x声道数.

 关于比特率(比特率在音频或者视频领域也称为码率)的计算,比如,采样率为44.1KHz,以16bit采样,声道数为2,那么它的音频比特率的计算为:44100*16*2 = 1411200 bps = 1378 kbps,然后我们在除以8,将bit转化为Byte,所以1秒钟的数据量就是:1411200/8 = 176400 个字节(B)。

参考:
1.音频采样率,码率,声道数,音频格式与质量详解
2.什么是音频比特率、视频比特率、音频采样率?
3.音频中采样位数,采样率,比特率的名词解释(转)

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