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跳动的音符——迈进数字音频的世界

收藏 分享 2011-5-21 08:01| 发布者: bbs01| 查看数: 141561| 评论数: 2

摘要: 魏晋时的名士嵇康嗜好琴曲,因得罪权贵而遭戮,临刑前还忘不了弹奏一曲《广陵散》,曲终时不禁喟叹道:“《广陵散》于今绝矣!” 古代音乐要想流传下来多数是靠口传心授,少部分是记录在曲谱当中,所以很多都随着历 ...
   [前言]

魏晋时的名士嵇康嗜好琴曲,因得罪权贵而遭戮,临刑前还忘不了弹奏一曲《广陵散》,曲终时不禁喟叹道:“《广陵散》于今绝矣!”


跳动的音符——迈进数字音频的世界

古代音乐要想流传下来多数是靠口传心授,少部分是记录在曲谱当中,所以很多都随着历史而湮没了。假使嵇康生活在当代,他应该不会担心《广陵散》会失传,因为记录音乐的方式实在太多了,尤其在这个数字化的时代,数字音频格式不胜枚举,本专题将带给大家数字音频的全面报道,在音乐的海洋你,是否真的全面了解过这些音频呢?音频格式有多少种类?他们分别有什么不同?

   [数字音频基础介绍]

早期用模拟方式来记录音频,但它存在着复制失真和因介质磨损而失效的问题,为避免这些问题,数字音频出现了!将模拟声音数字化最早采用PCM编码,即是脉冲代码调制编码,它几乎是所有数字音频格式的始祖。由于模拟声音信号非常复杂,PCM需要通过采样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。

1、采样率和量化级

声音是一种能量波,而波是无限光滑的,波的弦线我们可以看成由无数点组成,由于存储容量的原因,数字编码过程中,只能对弦线的某些点进行采样。采样的过程就是抽取某点的频率值。在一秒中内抽取的点越多,获取得频率信息则越为丰富,为了满足人耳的听觉要求,需要至少每秒进行40K次采样,用40kHz来表示,这个40kHz就是采样率,如CD,就是使用44.1KHz的采样率。只有频率信息是不够的,我们还必须获得该频率的能量值并量化。图1中的正弦线代表原始音频;黄色的方格代表采样后得到的结果,二者越吻合说明采样结果越好。横坐标表示采样率;纵坐标是量化级。格子从左到右,逐渐加密,可见采样率越大则音质越有保证;同样,当纵坐标的单位越小则越有利于音质的提高,即采样量化级越大越好。


 

跳动的音符——迈进数字音频的世界

图1

2、有损压缩与无损压缩

存储1分钟采样率为44.1KHz,量化级为16bit,双声道的PCM编码的音频信号,需要10.34MB的空间,这显然太庞大了。要降低磁盘占用有两种途径,一是降低采样率,一是进行压缩。降低采样率会严重影响音质,因而是不可取的,为此,出现了各种压缩算法来对音频进行压缩。一谈到音频压缩就会提到有损压缩与无损压缩,实际上有损压缩和无损压缩也只是相对的。音频编码最多只能做到无限接近于自然界的信号,实际上,任何数字音频编码都无法做到完全还原自然的声音信号。在所有的数字音频编码中,PCM编码代表了最高的保真水平,因此,它被约定俗成为无损编码。我们而通常上讲的有损音频编码,只是相对于PCM编码而言的。

3、压缩率和码率

压缩率通常指音乐文件压缩前和压缩后大小的比值,用来简单描述数字声音的压缩效率。码率也称比特率,也是一种表示数字音乐压缩效率的重要指标,它表示记录音频数据每秒钟所需要的比特值(bit),通常用Kbps(即每秒1024bit)作为单位。CD中的数字音乐码率为1411.2Kbps,而MP3音频的码率在112Kbps~128Kbps时即可实现接近于CD的音质。


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最新评论

引用 wangjian7777 2011-9-23 19:26
又改版了
引用 wqa1948 2011-5-31 11:06
改版改的看不懂,以后不来了

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