嵌入式audio基礎(五)效能指標補遺

迷霧綠洲發表於2015-12-27

#取樣頻率
當將聲音儲存至計算機中,必須經過一個錄音轉換的過程,轉換些什麼呢?就是把聲音這種模擬訊號轉成計算機可以辨識的數字訊號,在轉換過程中將聲波的波形以微分方式切開成許多單位,再把每個切開的聲波以一個數值來代表該單位的一個量,以此方式完成取樣的工作,而在單位時間內切開的數量便是所謂的取樣頻率,說明白些,就是模擬轉數字時每秒對聲波取樣的數量,像是CD音樂的標準取樣頻率為44.1KHz,這也是目前音效卡與計算機作業間最常用的取樣頻率。
  另外,在單位時間內取樣的數量越多就會越接近原始的模擬訊號,在將數字訊號還原成模擬訊號時也就越能接近真實的原始聲音;相對的越高的取樣率,資料的大小就越大,反之則越小,當然也就越不真實了。數字資料量的大小與聲道數、取樣率、音質解析度有著密不可分的關係。
  前面提到CD音樂的取樣率為44.1KHz,而在計算機上的DVD音效則為48KHz (經音效卡轉換) ,一般的電臺FM廣播為32KHz,其它的音效則因不同的應用有不同的取樣率,像是以Net Meeting之類的應用就不要使用高的取樣率,否則在傳遞這些聲音資料時會是一件十分痛苦的事。
   在一般的音效卡上,取樣頻率至少要能提供22.05KHz、32KHz、44.1KHz以及48KHz,如果能夠提供更多的選擇會更好,不過目前的一般音效卡最高的取樣率都是在48KHz,若需要更高的取樣率的話,就必須選擇較為專業的錄音卡了。
   注:現在的高階音效卡已經可以支援到192KHz的高取樣率,而我們熟悉的藍光的音訊取樣率正是192KHz。而中端音效卡中,有的可以支援到192KHz,有的則是支援到96KHz。
#位寬
聲波在轉為數字的過程中不是隻有采樣率會影響原始聲音的完整性,另一個亦具有舉足輕重的引數─音質解析度,也是相當的重要,一般來說音質解析度就是大家常說的bit數,目前一般的音效卡最高為16bit的音質解析度。
什麼是音質解析度呢?前面曾說明取樣頻率,它是針對每秒鐘所取樣的數量,而音質解析度則是對於聲波的“振幅”進行切割,形成類似階梯的度量單位。如果說取樣頻率是對聲波水平進行的X軸切割,那麼音質解析度則是對Y軸的切割,切割的數量是以最大振幅切成2的n次方計算,n就是bit數,如果是8bit,那麼在振幅方面的取樣就有256階,若是16bit,則振幅的計量單位便會成為65536階,越多的階數就越能精確描述每個取樣的振幅高度。如此,也就越接近原始聲波的“能量”,在還原的過程式也就越接近原始的聲音了。
   整個聲波的數字化取樣的精準性不是單由取樣頻率或音質解析度就能決定的,它必須是二者同時配合才能達到最佳的效果。

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