关于音频的一些基础知识

1. 关于音频的一些基础知识

和视频一样,音频数据也会被打包到一个容器中,其文件的扩展名并不是其编码的方法,只是其打包文件的格式。

现实世界中,我们所听到的声音是一个个连续的波形,但是计算机无法存储和处理这种拥有无限点的波形数据。所以通过重采样,按照一定的

频率(1秒采集多少个点),将有无限个点的连续波形数据转换为有有限个点的离散数据,这就是通常说的A/D转换(模数转换,将模拟数据转换为数字数据)。

通过上面转换过程的描述可以知道,一个数字音频通常由以下三个部分组成:

采样频率 采样是在拥有无限个点的连续波形上选取有限个离散点,采集到的离散点越多,也就越能真实的波形。由于声音是在时间上的连续波形,其采样点的间隔就是两次采样的时间间隔。通俗来说,采样率指的是每秒钟采样的点数,单位为HZ。采样率的倒数是采样周期,也就是两次采样的时间间隔。采样率越大,则采集到的样本点数就越多,采样得到的数字音频也就更接近真实的声音波形,相应的其占用的存储空间也就越大。常用的采样频率有:

22k Hz 无限广播所用的采样率

44.1k Hz CD音质

48k Hz 数字电视,DVD

96k Hz 192k Hz 蓝光盘,高清DVD

采样精度 采集到的点被称为样本(sample),每个样本占用的位数就是采样精度。这点和图像的像素表示比较类似,可以使用8bit,16bit或者24bit来表示采集到的一个样本。同样,一个样本占用的空间越大其表示的就越接近真实的声音。

通道 支持不同发声的音响的个数。常用的声道有单声道、双声道、4声道、5.1声道等。不同的声道在采样的时候是不同的,例如双声道,在每次采样的时候有采集两个样本点。

下图是一个三通道的音频示例

比特率 指的是每秒传送的比特(bit)数,其单位是bps(Bit Per Second),是间接衡量声音质量的一个标准。

没有压缩编码的音频数据,其比特率 = 采样频率 * 采样精度 * 通道数,通过该公式可以看出,比特率越高,采样得到的声音质量就越高,相应的占用的存储空间也就越大。

经过压缩编码后的音频数据也有一个比特率,这时候的比特率也可以称之为码率,因为其反映了压缩编码的效率。码率越高,压缩后的数据越大,得到音频质量越好,相应的压缩的效率也就越低。

码率 = 音频文件的大小 / 时长,在时长一定的情况下,码率越高则音频文件越大,其音频的品质也就越高。常见的一些码率:

96 Kbps FM质量

128 - 160 Kbps 比较好的音频质量

192Kbps CD质量

256Kbps 320Kbps 高质量音频

通常我们所说的比特率(码率)指的是编码后的每秒钟的数据量。码率越高,压缩比就越小,音频文件就越大,相对的音频质量也就越好。码率可以反映出音频的质量,码率越高,音频质量就越,反之亦然。

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