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音頻開發基礎概念有哪些?

發布者:聯誠發 時間:2022-07-15 16:21 瀏覽量:1929

音視頻中,這樣幾個名詞你需要知道:


(1) 采樣率(samplerate)


采樣就是對一個模擬信號每過一段時間取一個值,采樣的根據是根據采樣定理確定的,即采樣信號的最小頻率不小于被采樣信號帶寬的二倍,否則有原信號就會有所丟失,不再能還原成原來的號,一般采樣信號要比被采樣信號的帶寬大,如間頻信號的帶寬是20KHZ,實際采樣頻率則為44.1KHZ.采樣就是把模擬信號數字化的過程,不僅僅是音頻需要采樣,所有的模擬信號都需要通過采樣轉換為可以用0101來表示的數字信號,示意圖如下所示:


wKioL1bdXQviw_TBAAAVYm_x3gk862.gif


藍色代表模擬音頻信號,紅色的點代表采樣得到的量化數值。


采樣頻率越高,紅色的間隔就越密集,記錄這一段音頻信號所用的數據量就越大,同時音頻質量也就越高。


根據奈奎斯特理論,采樣頻率只要不低于音頻信號最高頻率的兩倍,就可以無損失地還原原始的聲音。


通常人耳能聽到頻率范圍大約在20Hz~20kHz之間的聲音,為了保證聲音不失真,采樣頻率應在40kHz以上。常用的音頻采樣頻率有:8kHz、11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHz、96kHz、192kHz等。


(2) 量化精度(位寬)


上圖中,每一個紅色的采樣點,都需要用一個數值來表示大小,這個數值的數據類型大小可以是:4bit、8bit、16bit、32bit等等,位數越多,表示得就越精細,聲音質量自然就越好,當然,數據量也會成倍增大。


常見的位寬是:8bit 或者 16bit


(3) 聲道數(channels)


由于音頻的采集和播放是可以疊加的,因此,可以同時從多個音頻源采集聲音,并分別輸出到不同的揚聲器,故聲道數一般表示聲音錄制時的音源數量或回放時相應的揚聲器數量。


單聲道(Mono)和雙聲道(Stereo)比較常見,顧名思義,前者的聲道數為1,后者為2


(4) 音頻幀(frame)


這個概念在應用開發中非常重要,網上很多文章都沒有專門介紹這個概念。


音頻跟視頻很不一樣,視頻每一幀就是一張圖像,而從上面的正玄波可以看出,音頻數據是流式的,本身沒有明確的一幀幀的概念,在實際的應用中,為了音頻算法處理/傳輸的方便,一般約定俗成取2.5ms~60ms為單位的數據量為一幀音頻。


這個時間被稱之為“采樣時間”,其長度沒有特別的標準,它是根據編解碼器和具體應用的需求來決定的,我們可以計算一下一幀音頻幀的大小:


假設某通道的音頻信號是采樣率為8kHz,位寬為16bit,20ms一幀,雙通道,則一幀音頻數據的大小為:


int size = 8000 x 16bit x 0.02s x 2 = 5120 bit = 640 byte



關鍵字:

音視頻  采樣率  聲道數  LED顯示屏  音影設備  

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