聲音基礎(chǔ)知識(shí)
發(fā)布日期:2022/10/20 22:38:34 瀏覽量:
音頻信號(hào)
首先先百度一下音頻信號(hào),
音頻信號(hào)是(Audio)帶有語(yǔ)音、音樂(lè)和音效的有規(guī)律的聲波的頻率、幅度變化信息載體。 根據(jù)聲波的特征,可把音頻信息分類為規(guī)則音頻和不規(guī)則聲音。其中規(guī)則音頻又可以分為語(yǔ)音、音樂(lè)和音效。規(guī)則音頻是一種連續(xù)變化的模擬信號(hào),可用一條連續(xù)的曲線來(lái)表示,稱為聲波。聲音的三個(gè)要素是音調(diào)、音強(qiáng)和音色。聲波或正弦波有三個(gè)重要參數(shù):頻率
、幅度
和相位
,這也就決定了音頻信號(hào)的特征。
總體來(lái)說(shuō):音頻信號(hào)就是不同頻率和相位的正弦波的一個(gè)疊加。
一般的聲音大概就是這個(gè)樣子。
橫軸是時(shí)間,縱軸是聲音的幅度。因?yàn)楸举|(zhì)上就是正弦波的一個(gè)疊加,所以看到其實(shí)是有正有負(fù)的。
人耳聽力頻率范圍
生活中存在各種正弦波,但并不是所有的波都能被人耳聽到。比如說(shuō)我們手機(jī)通信的信號(hào),wifi信號(hào),以及陽(yáng)光都是一種波,但并不能被人聽見。
正常人耳聽見聲音的頻率范圍是 20Hz 到 2 萬(wàn) Hz 。相同強(qiáng)度的聲音如頻率不同的話,聽起來(lái)的響度是不一樣的。至敏感的頻率是 3000 和 4000Hz 。
所以聲波的信號(hào)基本上只要關(guān)注2wHz以內(nèi)就好了。
奈奎斯特采樣定理
聲音本質(zhì)上是一種模擬信號(hào),但在計(jì)算機(jī)或者在其他數(shù)字設(shè)備上傳輸時(shí),我們要把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),需要進(jìn)行采樣。
奈奎斯特采樣定理如下:
在進(jìn)行模擬/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程中,當(dāng)采樣頻率fs.max大于信號(hào)中最高頻率fmax的2倍時(shí)(fs.max>2fmax),采樣之后的數(shù)字信號(hào)完整地保留了原始信號(hào)中的信息。
這個(gè)定理描述的很簡(jiǎn)單,證明其實(shí)也不難,對(duì)于聲音信號(hào),只要采樣的頻率大于2*2wHz=4WHz的話,我們就可以聽到無(wú)損的音質(zhì)了。
上面說(shuō)人耳聽力敏感的范圍主要是在4000Hz,所以我們一般聽到的音樂(lè)其實(shí)是使用8000Hz頻率進(jìn)行采樣的。這里可以看下最近比較火的芒種這首歌。
這首歌的時(shí)間是3分36秒也就是216秒,它的標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)的大小是3.3M。這里可以計(jì)算下使用8000Hz頻率,16bit進(jìn)行采樣的話,那么這個(gè)文件的大小是:
大概也就是3.3兆了。
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