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音频数字化的过程可分为哪三个步骤

04月09日 编辑 39baobao.com

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取样、量化、编码

①取样:对连续信号按一定的时间间隔取样。奈奎斯特取样定理认为,只要取样频率大于等于信号中所包含的最高频率的两倍,则可以根据其取样完全恢复出原始信号,这相当于当信号是最高频率时,每一周期至少要采取两个点。但这只是理论上的定理,在实际操作中,人们用混叠波形,从而使取得的信号更接近原始信号。

②量化:取样的离散音频要转化为计算机能够表示的数据范围,这个过程称为量化。量化的等级取决于量化精度,也就是用多少位二进制数来表示一个音频数据。一般有8位,12位或16位。量化精度越高,声音的保真度越高。

③编码:对音频信号取样并量化成二进制,但实际上就是对音频信号进行编码,但用不同的取样频率和不同的量化位数记录声音,在单位时间中,所需存贮空间是不一样的。波形声音的主要参数包括:取样频率、量化位数、声道数、压缩编码方案和数码率等。未压缩前,波形声音的码率计算公式为:波形声音的码率 = 取样频率 * 量化位数 * 声道数 / 8。波形声音的码率一般比较大,所以必需对转换后的数据进行压缩。

声音的数字化是什么

声音是一种连续的波动信号,要把这种模拟量变为数字量,通常采用PCM(脉冲编码调制)方式。它同样要经历取样、量化、编码三个步骤。

通常每秒钟进行8000次取样,于是连续的声波便变成每秒8000个脉冲。每一脉冲的幅值便是取样当时的声波幅值。一般用8位二进制数,也就是用一个字节对其进行量化。这样,把声音由模拟量变为数字量传输时,需要的传输速度为64千比特/秒。比特表示二进制数一个位的信息量,8个比特为1个字节。

需要指出,1937年英国人里布斯便发明了PCM方式,由于当时还没有半导体集成电路技术,因此数字化在经济上是不合理的。直到七八十年代,出现了大规模集成电路、超大规模集成电路,PCM方式才得到广泛应用。可见,一种好的想法还需要适当的技术支持,否则也只能束之高阁。

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