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採樣頻率即取樣頻率,指每秒鐘取得聲音樣本的次數。它用赫茲(Hz)來表示。採樣頻率的倒數是採樣周期或者叫作採樣時間,它是採樣之間的時間間隔。通俗的講採樣頻率是指計算機每秒鐘採集多少個聲音樣本,是描述聲音文件的音質、音調,衡量音效卡、聲音文件的質量標準。

1 採樣頻率 -簡介

  採樣頻率只能用於周期性採樣的採樣器,對於非周期性採樣的採樣器沒有規則限制。
  採樣頻率的常用的表示符號是 fs。
  通俗的講採樣頻率是指計算機每秒鐘採集多少個聲音樣本,是描述聲音文件的音質、音調,衡量音效卡、聲音文件的質量標準。採樣頻率越高,即採樣的間隔時間越短,則在單位時間內計算機得到的聲音樣本數據就越多,對聲音波形的表示也越精確。採樣頻率與聲音頻率之間有一定的關係,根據奈奎斯特理論,只有採樣頻率高於聲音信號最高頻率的兩倍時,才能把數字信號表示的聲音還原成為原來的聲音。這就是說採樣頻率是衡量音效卡採集、記錄和還原聲音文件的質量標準。

2 採樣頻率 -定理

  採樣定理
  採樣定理表明採樣頻率必須大於被採樣信號帶寬的兩倍,另外一種等同的說法是奈奎斯特頻率必須大於被採樣信號的帶寬。
  如果信號的帶寬是 100Hz,那麼為了避免混疊現象採樣頻率必須大於 200Hz。
  換句話說就是採樣頻率必須至少是信號中最大頻率分量頻率的兩倍,否則就不能從信號採樣中恢復原始信號。
  視頻系統
  在模擬視頻中,採樣率定義為幀頻和場頻,而不是概念上的像素時鐘。圖像採樣頻率是感測器積分周期的循環速度。由於積分周期遠遠小於重複所需時間,採樣頻率可能與採樣時間的倒數不同。
  50 Hz - PAL 視頻
  60 / 1.001 Hz - NTSC 視頻
  當模擬視頻轉換為數字視頻的時候,出現另外一種不同的採樣過程,這次是使用像素頻率。一些常見的像素採樣率有:
  13.5 MHz - CCIR 601、D1 video
  高頻 luminance 成分的 混淆現象 作為 moiré pattern 出現。

3 採樣頻率 -音頻

  在數字音頻領域,常用的採樣率有:
  8,000 Hz - 電話所用採樣率, 對於人的說話已經足夠
  11,025 Hz
  22,050 Hz - 無線電廣播所用採樣率
  32,000 Hz - miniDV 數碼視頻 camcorder、DAT (LP mode)所用採樣率
  44,100 Hz - 音頻 CD, 也常用於 MPEG-1 音頻(VCD, SVCD, MP3)所用採樣率
  47,250 Hz - Nippon Columbia (Denon)開發的世界上第一個商用 PCM 錄音機所用採樣率
  48,000 Hz - miniDV、數字電視、DVD、DAT、電影和專業音頻所用的數字聲音所用採樣率
  50,000 Hz - 二十世紀七十年代後期出現的 3M 和 Soundstream 開發的第一款商用數字錄音機所用採樣率
  50,400 Hz - 三菱 X-80 數字錄音機所用所用採樣率
  96,000 或者 192,000 Hz - DVD-Audio、一些 LPCM DVD 音軌、BD-ROM(藍光碟)音軌、和 HD-DVD (高清晰度 DVD)音軌所用所用採樣率
  2.8224 MHz - SACD、索尼 和 飛利浦 聯合開發的稱為Direct Stream Digital的1位sigma-delta modulation 過程所用採樣率。
  總之
  當前音效卡常用的採樣頻率一般為44.1KHz(每秒採集聲音樣本44.1千次)11KHz、22KHz、和48KHz。11KHz的採樣率獲得的聲音稱為電話音質,基本上能讓你分辨出通話人的聲音;22KHz稱為廣播音質;44.1KHz稱為CD音質。採樣頻率越高,獲得的聲音文件質量越好,佔用磁(光)盤的空間也就越大。一首CD音質的歌曲會佔去45M左右的盤空間。

4 採樣頻率 -過採樣

  在有些情況下,人們希望採樣頻率超出信號帶寬的兩倍這樣就可以用數字濾波器替換性能不好的模擬抗混疊濾波器,這個過程稱為過採樣。
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