音频基础知识

文章目录

音频基础知识
- 一、采样率
- 二、采样位深
- 三、比特率
- 四、声道（单声道、双声道）
- 五、PCM元数据

音频基本概念：采样率、采样位深、比特率、声道、PCM

一、采样率

采样率（也称为采样速度或者采样频率）定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，它用赫兹（Hz）来表示。采样率是指将模拟信号转换成数字信号时的采样频率，也就是单位时间内采样多少点。一个采样点数据有多少个比特。

常见的采样率为：

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 - Nippon Columbia (Denon)开发的世界上第一个商用 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 - 二十世纪七十年代后期出现的 3M 和 Soundstream 开发的第一款商用数字录音机所用采样率

50,400 Hz - 三菱 X-80 数字录音机所用所用采样率

96,000 或者 192,000 Hz - DVD-Audio、一些 LPCM DVD 音轨、Blu-ray Disc（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 - SACD、索尼和飞利浦联合开发的称为 Direct Stream Digital 的 1 位 sigma-delta modulation 过程所用采样率。

采样频率越高，声音越接近原始数据。

二、采样位深

我们常见的16Bit（16比特），可以记录大概96分贝的动态范围。那么，您可以大概知道，每一个比特大约可以记录6分贝的声音。同理，20Bit可记录的动态范围大概就是120dB；24Bit就大概是144dB。位深度较高时，有更大的动态范围可利用，可以记录更低电平的细节。

采样位数越高，声音越接近原始数据。

三、比特率

比特率是指每秒传送的比特(bit)数。单位为 bps(Bit Per Second)，比特率越高，传送的数据越大，音质越好，比特率 =采样率 x 采用位数 x声道数.

关于比特率(比特率在音频或者视频领域也称为码率)的计算，比如，采样率为44.1KHz，以16bit采样，声道数为2，那么它的音频比特率的计算为：44100162 = 1411200 bps = 1378 kbps，然后我们在除以8，将bit转化为Byte，所以1秒钟的数据量就是：1411200/8 = 176400 个字节(B)。

16Kbps= 电话音质
24Kbps= 增加电话音质、短波广播、长波广播、欧洲制式中波广播
40Kbps= 美国制式中波广播
56Kbps= 话音
64Kbps= 增加话音（手机铃声最佳比特率设定值、手机单声道MP3播放器最佳设定值）
112Kbps= FM调频立体声广播
128Kbps= 磁带（手机立体声MP3播放器最佳设定值、低档MP3播放器最佳设定值）
160Kbps= HIFI 高保真（中高档MP3播放器最佳设定值）
192Kbps= CD（高档MP3播放器最佳设定值）
256Kbps= Studio音乐工作室（音乐发烧友适用）
实际上随着技术的进步，比特率也越来越高，MP3的最高比特率为320Kbps，但一些格式可以达到更高的比特率和更高的音质。
比如正逐渐兴起的APE音频格式，能够提供真正发烧级的无损音质和相对于WAV格式更小的体积，其比特率通常为550kbps-----950kbps。

比特率越高，传送的数据越大，音质越好

四、声道（单声道、双声道）

声道(Sound Channel) 是指声音在录制或播放时在不同空间位置采集或回放的相互独立的音频信号，所以声道数也就是声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量。

五、PCM元数据

通过脉冲编码调制 PCM (Pulse Code Modulation)
维度包括：采样率、采样位数、声道数、时长

采样时长 = 数字音频文件（PCM）大小（Byte) = 采样频率（Hz）× 采样时长（S）×（采样位数 / 8）× 声道数（单声道为1，立体声为2）

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