音频采样率、码率、声道数,音频格式与音频质量详解

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    • #21333

      追光
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      不管是在视频制作系统(软件)或是在其他流媒体处理软件系统上,我们经常会看到音频采样率、码率这样的词汇,这些参数分别代表什么?对音频质量有什么样的影响? 今天追光就带大家来解开这个疑惑:

      我们需要非常明确两个概念:采样率和频率。频率是在某一时间点的声波振动速率(Y轴);而采样率是在两个时间点上的采样数量(X轴),而国际标准规范的两个时间点的间隔是1秒。

      audio sample rate

      声音其实是一种能量波,因此也有频率和振幅的特征,频率对应于时间轴线振幅对应于电平轴线

      音频采样率:这是音频当中比较重要的技术参数。音频采样率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数采样频率越高声音的还原就越真实越自然。在当今的主流采集卡上,采样频率一般共分为22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级,22.05KHz只能达到FM广播的声音品质,44.1KHz则是理论上的CD音质界限,48KHz则更加精确一些。

      在数字音频领域,常用的采样率有:

      • 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 – 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 – 商用数字录音机所用采样率
      • 96,000 或者 192,000 Hz – DVD-Audio、一些 LPCM DVD 音轨、BD-ROM(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 – Direct Stream Digital 的 1 位 sigma-delta modulation 过程所用采样率。

      音频基础知识必读:

      人耳是怎么样听到声音的 听觉形成的大致过程是怎样?

      音频文件的格式类型特点详解【音频理论】

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      人声频段范围分析与各音源的频率范围表

    • #21337

      追光
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      码率数

      这是衡量音质的重要标准。表示一秒钟的数据流流量,单位是kbps,这个单位中要注意:p是英文per的缩写,也就是表示kb每秒。b是位的单位,是计算机中最小的度量单位,表示一个二进制数。1kb=1000b。这里注意一下与字节B之间的区别,一个字节相当于8b。

    • #21338

      追光
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      声道数

      现在一般用的有单声道和立体声,环绕声,立体声的录制机制是在演唱现场,用两个录音器分别在左右录制,然后数字化刻录。在放音时也是两个音箱分别发音左右两个录音器录制的声音,所以会显得啷个音箱在发音是略微有差别,以此达到有立体感的目的。这时由于左右的声音在储存时是分开的,比单声道的文件大小要大一倍。

      使用环绕声声相器为单声道、立体声、环绕声混音 声相器操作参数详解

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    • #21339

      追光
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      对于采样机制有些了解之后,再介绍一下典型的几种音频格式


      (一)wav

      这个音乐格式是最原始的波形文件,是没有经过任何压缩处理的文件。一般的播放器,手机,MP3都支持的格式。但是这种格式的文件之大,是让人难以接受的,一般的3分钟左右的歌曲就要达到50M左右,使得储存特别麻烦,占据的空间最大。如果对于wav格式的音频不改成其他的格式,直接压缩,音质会变得相当差。

      (二)ape

      这是一种压缩格式,但这种压缩却是无损压缩。在音频的压缩系统中,进行无损压缩是很难得的。这种格式能够把50M的wav格式的音乐压缩为25M左右,也就是能压缩一半左右,但是没有任何的音质损失。电脑自带的windowsmedia plyer 不支持这种格式,暴风影音,酷狗音乐播放器支持。在可移动设备:手机,MP3一般不支持这种格式。

      (三)MP3

      这种格式大概是大家最熟悉的音乐格式了。MP3格式是基于MPEG-1国际压缩标准而进行压缩的压缩算法。一般的歌曲都有MP3 格式的下载。有人认为MP3格式的音乐是最好的音乐格式,其实这是错误的。MP3格式是一种有损压缩格式,其压缩标准为国际MPEG-1压缩标准。这种压缩方案是在歌曲中我们的耳朵难以分辨的频率或者无关紧要的声波剪切,合并而成的。压缩系数很高,可以把50M的wav格式的音乐压缩至2.5M,音质却没有太多的损失。在MP3格式的音乐中,最重要的参数就是码率。MP3格式的常见码率有以下几种:

      128kbps:对于MP3格式来说,这是听音乐的极限码率。如果达不到这个码率,音质损失就非常强,几乎都难以称之为音乐了。

      192kbps:MP3格式的音乐在这种码率的条件下能展现的比较完美的音质。MP3格式的音乐是随着码率的提升而改变音质的,但从128kbps开始音质的改变量不是很大,到192 kbps之后的音质几乎不随码率的增加而增加。

      320kbps:这是MP3格式音乐的最高码率,也是这种压缩算法中音质最好的码率,但听音乐时几乎听不出与192 kbps音乐之间的差距,大概只有专业人士才能真正体验到吧,现在要是给我一个由同一个cd光盘压缩的192和320kbps歌曲让我辨别,我未必能辨别出来。

      (四)aac格式

      这种格式比MP3格式先进一些,是基于MPEG-2国际压缩标准处理的压缩算法格式。它比MP3格式的压缩比可以更高,而且声音的保真度也更好。一个92kbps的aac格式音乐就足以与128kbps的MP3格式音乐相媲美。现在大部分音乐播放器都支持这种格式,包括一般的多媒体手机和MP4,MP5。这种格式当前主要用于视频中的音乐。比如现在流行的flv格式的视频所用的音频格式就是aac格式的。我至今不明白为什么aac格式没能代替MP3格式,成为网络音频信息传输的主导文件格式。

      (五)wma格式

      这种格式是近几年所兴起的一个音频格式,由微软开发,由于这种格式的压缩比是在是太高,当前风靡网络。这种格式的最大优点就是极高的压缩比。一个64kbps的wma格式音乐比128kbps的MP3格式音乐就差那么一点点,几乎都没什么差距。也许大家还记得歌曲下载网站51wma的视听音乐几乎都是64kbps的wma格式的音乐。但是这种格式的致命缺点就是64kbps似乎是它的终极音质,再加多少倍,音质也不会有多少提升。就是192kbps的wma格式音乐也跟128kbps的MP3格式音乐差不多。所以如果是把某种音乐格式转化为wma格式的音乐,只能选择64kbps,再大了就只能浪费存储空间,而音质没有一点改进。现在电脑音乐播放器几乎都支持这种格式,对于手机来说,型号比较老的手机不支持这种格式。新出的多媒体手机一般都支持这种格式。

      音频文件的格式类型特点详解【音频理论】

    • #21340

      追光
      参与者
      机构认证

      下面简单总结一下一般转换音乐格式的码率对应关系。

      下面几种格式的音乐音质是几乎等效的:

      128kbps的MP3格式==92kbps的aac格式==64kbps的wma格式

      下面是对转换格式的一些建议朋友们可以参考一下:

      1、如果是用正版cd刻录下来的,如果条件允许,最好存为ape无损压缩格式,如果盗版就不用了,顶多用320kbps的MP3格式就可以了。

      2、转换格式只能使音质变差,不能使音质变高。格式转换器一般都支持由低码率向高码率的转换,但这是无济于事的。即使转换后的码率再高,也只是以前的音质,不可能将其音质提高。因为是有损压缩,不是可你的。有人会问转换为高码率之后文件果然变大了,这是怎么回事。可以明确的告诉你:那些都是冗余代码!

      3、如果你不是发烧级的音质爱好者,请不要追求320kbps的MP3高音质,其实与192kbps的MP3文件比较,未必能听出哪一个更好。

      4、wma格式只有一个最适合码率,即64kbps,如果你的电脑里有超过64kbps的wma格式音乐,就说明冗余信息很多。

    • #47865

      二胖
      参与者
      骑士

      那么48000khz是比44100khz要更能收录大范围频率的声音吗?什么情况下分别用这两种采样率,求教一下

    • #47866

      追光
      参与者
      机构认证

      不是的  跟录到声音范围没有关系的。 这个是采样率。 越大的采样率记录的声音精度越高,录制到的最大频率越多以得到更多的细节来方便后期进行处理,比如专业声卡能录制到 192000hz的高精度声音。 所以国际上对音频音响做了标准的划分 :

      48000Hz是DVD音频标准,意思是每秒从连续的音频中采样48000个;

      44100Hz是CD音频标准,意思是每秒采样44100个。

      在我们实际摄像中,如果不是把声音拿去做大量复杂的处理(混音,缩混)选择44100hz就好了,容量小一些。

      这两种频率在后期也是可以通过cubase,Protools,cubase,audition这些音频工作站来转换的。

      转换的过程中,会经常出现同一段声音在时间线上长度不一致的情况。(同一段声音,不同的采样率会导致不同的时间长度

      不用监听级的音响都是听不出来差别的。

    • #54583

      环宇音乐
      参与者
      军士

      这是我看过的关于采样率与频率,带图带文字,讲述得最完整的教程。的确采样率与频率是比较容易混淆的概念,因为单位相同,很棒,干货满满。

    • #70886

      RespectVFX
      参与者
      军士

      感谢楼主辛苦讲解,学习了!

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