数字音频技术指标-《多媒体技术与虚拟现实》多媒体技术章节

1.采样频率

采样频率指每秒钟对声波幅度样本采样的次数，单位为Hz。例如，CD音频通常采用44.1kHz的采样频率，即每秒钟在声波曲线上采集44100个样本。采样频率越高，即采样的间隔时间越短，则在单位时间内得到的声音样本数据就越多，数字音频就越接近原声波曲线，声音失真就越小。但是，高采样率意味着声音文件的数据量也越大，存储空间占用越大。

采样频率的高低是根据奈奎斯特定理和声音信号本身的最高频率决定的。奈奎斯特采样定理指出，采样频率不应低于原始声音最高频率的2倍，这样才能把数字信号表示的声音还原为原来的声音，否则就会产生不同程度的失真。针对不同的声源和音质需求，通常使用的采样频率包括:11.025kHz(一般语音)，22.05kHz(高品质语音或一般质量的音乐)，44.1kHz(高品质音乐，如CD音频)。

2.量化位数

量化位数描述每个采样点样本值的二进制位数，单位为位(bit)，是每个采样点能够表示的数据范围，反映了度量声音波形幅度的精度。例如，16位量化位数表示每个采样值用16位二进制数表示，测得的声音样本值在0～65535(216)之间。量化位数决定了声音的动态范围，16位的量化位数足以表示极细微的声音到巨大噪声的声音范围。常用的量化位数为8bit、16bit和24bit等。量化位数是衡量数字音频质量的重要指标，位数越多，所得到的量化值越接近原始声音波形的采样值，声音的质量越好，但需要的存储空间越多；反之，位数越少，声音的质量越差，所需的存储空间越少。

通常用量化位数与采样频率来描述数字声音的质量。标准的CD音质为量化位数16bit、采样频率44.1kHz。(www.xing528.com)

3.声道数

声道数是指一次采样所记录的声音波形的个数。单声道只产生一个声音波形；双声道(立体声)产生两个波形，声音信息更加丰富，不仅音色与音质好，而且更能反映人的听觉效果；多声道(环绕立体声)产生两个以上声音波形。但随着声道数的增加，音频文件的存储容量将成倍增加。

采样频率、量化位数、声道数对数字音频的音质和所占用的存储空间起着决定性的作用。

未压缩的音频文件大小可通过如下公式计算:

例如，一张标准数字唱盘(CD-DA红皮书标准)的标准采样频率为44.1kHz、量化位数为16bit，可以计算出每秒钟的文件大小为44100×16×2/8＝176400Bytes≈172.2KB。那么一首5分钟的CD音频歌曲，其大小大约为0.1682×60×5＝50.468MB，因而一张650MB的CD光盘通常只能存储10～14首歌曲。