音频采样率指的是录音设备在一秒钟内对声音信号进行采样的次数。较高的采样频率能带来更为真实的音响效果。目前,主流的采集卡通常采用五种不同的采样频率,分别是11025Hz、22050Hz、24000Hz、44100Hz和48000Hz。其中,11025Hz达到AM调幅广播的音质水平,22050Hz和24000Hz达到FM调频广播的音质水平,44100Hz被认为是CD音质的标准,而48000Hz则提供了更高的精度。
常见采样率
在数字音频领域,常用的一些采样率包括:
8,000 Hz:适用于电话通话,对于人类语音来说已足够。
11,025 Hz:这是AM调幅广播使用的采样率。
22,050 Hz 和 24,000 Hz:这些采样率被广泛应用于FM调频广播。
32,000 Hz:常见于miniDV数码摄像机、DAT(LP模式)等设备。
44,100 Hz:这是音频CD的标准采样率,同时也常用于MPEG1音频(如VCD、SVCD、MP3)。
47,250 Hz:商用PCM录音机采用此采样率。
48,000 Hz:广泛应用于miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影以及专业音频等领域。
50,000 Hz:商业数字录音机采用此采样率。
96,000 Hz 或 192,000 Hz:这些采样率主要用于DVDAudio、LPCM DVD音轨、BDROM(蓝光盘)音轨以及HDDVD(高清晰度DVD)音轨。
2.8224 MHz:Direct Stream Digital的1位sigmadelta modulation过程采用此采样率。
应用原理
声音实际上是一种能量波,具有频率和振幅的特性。频率对应于时间轴线,振幅对应于电平轴线。由于波形理论上是无限光滑的,且由无数点构成,而在实际的数字编码过程中,必须对这些点进行采样以获取频率信息。采样过程即是选取特定点的频率值。在一秒内采样的点数越多,所能获取的频率信息也就越丰富。为了重现波形,每个周期内至少需要两个点的采样。考虑到人耳能够感知的最高频率约为20kHz(对应的波长为1.7cm),因此为了满足人耳的听觉需求,至少需要每秒进行40k次采样,即40kHz的采样率。常见的CD标准采样率为44.1kHz。
视频与音频同步
在采集过程中,视频和音频的同步非常重要。除了频率信息外,还需要获取频率的能量值并对其进行量化,以便表示信号的强度。量化电平的数量通常是2的整数次幂。例如,CD采用的是16位采样大小,即2的16次方。采样率和采样大小的数值越大,记录的波形就越接近原始信号。
参考资料 >
采样率.知乎专栏.2024-10-23
音频的采样率、位数、码率概念.哔哩哔哩.2024-10-23
采样率.博客园.2024-10-23