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本文转载自:P3:采样率,位深以及比特率
作者:孙黑皮

前言:混音师们在打开宿主软件设置声卡或者创建工程时,软件通常会让我们选择一个目标采样率和位深(图1),故此,我们需要了解这些选择是什么含义。

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一. 采样率 (Sampling rate)

在数码音频系统中,我们需要使用A/D转换器(通常指声卡)将模拟信号转换成数字信号(通常这个过程被称为录音)。A/D转换器每秒的采样速率随随便便都是能上万次的,其中每一次采样都记录了声波在某一时刻的状态,这个东西就被称为样本,当将一连串样本连起来时,它就成为了一段完整的声波。

在以上的描述基础之上,我们将每一秒钟所采样样本的总数目称之为采样率,单位为Hz。例如44100Hz,指的就是每秒采样数为44100,也常被简称为44.1KHz。采样率越高,所能描述的声波频率就越高,其对声波的还原度就更加真实和自然。如44.1KHz采样率,其表现的频率范围为0Hz-22050Hz,48KHz采样率的范围是0Hz-24000Hz,96KHz采样率的范围是0Hz-48000Hz。人耳能听到的平均频率范围,大概是20Hz-20000Hz,故此,录音师常用的选择是44.1KHz。以下是一些常见的采样率:

8KHz: 电话所用采样率,这对于听清电话里的人声已经足够。
22.050KHz: 无线电广播所用采样率,广播音质。
32KHz: miniDV数码视频camcorder、DAT(LPmode)所用采样率。
44.1KHz 音频CD,也常用于MPEG-1音频(VCD,SVCD,MP3)所用采样率。
48KHz: 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。
96KHz或192KHz: DVD-Audio、一些LPCMDVD音轨、BD-ROM(蓝光盘)音轨、和HD-DVD(高清晰度DVD)音轨所用采样率。

二. 位深 (Bit depth)

位深也被称为采样精度,单位为Bit,常见的位数选择有16Bit,24Bit。前面说每秒钟所采样样本的总数目是采样率,那笔者现在就告诉你,每个样本中信息的比特数就是位深。何为比特数?懂电脑的人会告诉你1Byte(字节)等于8个Bit。通常情况下,文件大小的算法是这样的,比如,所选择的采样率为44100,位深为16Bit,单轨道,时长为60S,则Bits的值为44100*16*1*60=42336000,然后我们再将Bits转换成Byte,直接除以8等于5292000个Byte,有了Byte我们就可以将其转换成KB或者M(结果大约是5168KB,5M左右)。

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位深影响信号的信噪比和动态范围,也决定了文件的大小,理论上来说,位深越高,质量越好,同时其所生成的文件也越大。

16Bit:动态范围大概是96dB,适用于普通流行歌曲。
24Bit:动态范围大概是144dB,一般用于电影配乐,交响乐团等等大动态的音频信号。
通过第一段和第二段的描述,笔者借用网络上看过的一个总结,是为:声波,有频率和振幅,频率高低决定音调,振幅大小决定响度,采样率是对频率采样,位深是对振幅采样。

三. 比特率 (Bit rate)

顾名思义,Bit的速率的意思,意思为每秒处理多少个Bit。比如一个单声道,用44.1KHz/16Bit的配置来说,它的比特率就为 44100*16*1=705600,单位是bit/s,因为通常计算出来的数字都比较大,大家就用kbit/s了,也就是705.6kbit/s(也有人用bps,或者kbps来当比特率的单位,意思是一样的)。

在我们对音频进行压缩时,比特率就成为了我们的一个要选的选项了,越高的比特率,其音质也就越好。如我们混音完成后,在混缩成MP3时,软件都会提供不同的比特率供用户选择(图2)。

以下是一些常用的比特率:

32kbit/s: 一般只适用于语音
96kbit/s: 一般用于语音或低质量流媒体
128或160kbit/s: 中等比特率质量
192kbit/s: 中等质量比特率
256kbit/s: 常用的高质量比特率
320kbit/s: MP3标准支持的最高水平

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