关于音频采样率基础知识

关于音频采样率基础知识


在业界有几套采样率并存，常用的是：
44.1kHz及其下采样、上采样：22.05kHz, 11.025kHz，88.2kHz, 176.4kHz
48kHz及其下采样、上采样：12kHz,24kHz, 96kHz, 192kHz

人耳的听觉是有限的，介于20Hz到20kHz。跟据Nyquist采样定理，采样频率只要超过信号带宽的2倍就不会产生混迭。在数字媒体领域，如音乐CD的规范，都是以44.1kHz作为标准采样率的。因为44.kHz大于20kHz的两倍，所以实际上44.1kHz的采样率是足够用的。
但是现在普遍在工程中都是使用48kHz或者96kHz频率录音，只有在最终母带处理时才会转成44.1kHz的CD格式，这样减少多次采样率转换造成的失真。
而在电脑领域，作为音频硬件codec标准的AC97规范只规定了48kHz。这造成几乎所有的输入、输出信号都要被重新采样（专业术语叫采样率转换，即 SRC）。SRC一般都会造成音质的损失，较简单（即较差）的SRC算法会造成音质明显劣化。但这已经是一个既成事实了。

既然44K够了,那为什么还要用192KHZ来录音?
首先，20kHz只是大多数人的听觉门限，也就是说，人耳对于20kHz以上的声音很不敏感。注意不敏感并不意味着完全无法感知。大多数乐器（特别是钢琴和弦乐器）的乐音含有丰富的高次谐波，用音乐术语来说即所谓的上方泛音。截止频率为22.05kHz的CD音频，的确会给听惯了真实乐器的人一种不自然的感觉，尤其在高频部分，因为奈奎斯特截止频率造成更高频率泛音的信号失真。
其次，数字录音通常都需要进行后处理。音频处理会对信号产生进一步的失真，包括信号畸变、频谱混叠，等等。如果录音时仅仅用44.1kHz对原始信号采样，那么在后处理前还得进行上采样（up-sampling），对采样频率进行扩展。由于这种扩展是“假”的，实际上并没有更多有用的原始信号，并且上采样算法的优劣也会影响原录音信号的失真，所以这个做法并不可取。因此，通常的做法是用更高的频率进行采样。
而现在的完全专业数字录音棚中，则不再按CD标准的规范录音、混音以及母带，而是优先使用HD音频规范。 即：采用24Bit 48KHz、24Bit 96KHz、24Bit 192KHz 三种规格进行录音，当然，24Bit 48KHz是一些小的录音棚使用，因为他们的处理器资源有限。而大的录音棚，都清一色的使用24Bit 96KHz和24Bit 192KHz 进行录音。

那么，这样的录音规范，有什么好处？
1.符合HD音频标准，这也是将来的主流标准，制作出的成品，可以直接应用于HDCD、DVD-Audio、蓝光唱片、数字音乐下载业务、数字对媒体播放机业务。
2.完全照顾数字影视视频业务，多声道电影视频都会采用HD音频规范。包括移动便携数字视频设备

都用它。
3.完全照顾消费性音频播放业务，比如：因特尔HD-Audio音频标准，AC97音频编码解码，便携MP3/mp4/电话/游戏机最高音频质量播放。

目前，专业录音行业的最高质量标准就是：24比特定点位深、192000Hz采样频率，简称“24Bit/192KHz。”。当然，将来这个标准依然会继续提高，向32Bit 384KHz进发也是可能的。

实际上，现在的CD唱片市场上卖的产品（正版），最低级别的通常都是HDCD唱片，你买唱片时都会发现基本上都是HDCD标识，也就是一张激光唱片包含两种音轨：普通CD音轨和HDCD音轨。其中CD音轨记录16比特44.1KHz信号（这是这张唱片的兼容内容，照顾早期的CD播放机），HDCD音轨则记录24Bit 96KHz信号（这才是该唱片的主要内容）。普通的CD播放机只能播放CD音轨信号，而HDCD音轨则需要HDCD播放机才能播放（实际上现在的绝大多数 DVD播放机都能播放HDCD，而现在的电脑则更没问题了。）