PCM音頻格式

工具:Adobe Audition CS6

PCM文件:模擬音頻信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D變換)直接形成的二進(jìn)制序列香嗓,該文件沒(méi)有附加的文件頭和文件結(jié)束標(biāo)志键俱。Windows的Convert工具可以把PCM音頻格式的文件轉(zhuǎn)換成Microsoft的WAV格式的文件钞脂。?將音頻數(shù)字化,其實(shí)就是將聲音數(shù)字化。最常見的方式是透過(guò)脈沖編碼調(diào)制PCM(Pulse Code Modulation) 匣椰。運(yùn)作原理如下:首先我們考慮聲音經(jīng)過(guò)麥克風(fēng),轉(zhuǎn)換成一連串電壓變化的信號(hào)端礼,如下圖所示禽笑。這張圖的橫座標(biāo)為秒,縱座標(biāo)為電壓大小蛤奥。要將這樣的信號(hào)轉(zhuǎn)為 PCM 格式的方法佳镜,是使用三個(gè)參數(shù)來(lái)表示聲音,它們是:聲道數(shù)凡桥、采樣位數(shù)和采樣頻率蟀伸。

采樣頻率:即取樣頻率,指每秒鐘取得聲音樣本的次數(shù)。采樣頻率越高,聲音的質(zhì)量也就越好,聲音的還原也就越真實(shí)唬血,但同時(shí)它占的資源比較多望蜡。由于人耳的分辨率很有限,太高的頻率并不能分辨出來(lái)。在16位聲卡中有22KHz拷恨、44KHz等幾級(jí),其中脖律,22KHz相當(dāng)于普通FM廣播的音質(zhì),44KHz已相當(dāng)于CD音質(zhì)了腕侄,目前的常用采樣頻率都不超過(guò)48KHz小泉。?

? ? ? ? 采樣位數(shù):即采樣值或取樣值(就是將采樣樣本幅度量化)芦疏。它是用來(lái)衡量聲音波動(dòng)變化的一個(gè)參數(shù),也可以說(shuō)是聲卡的分辨率微姊。它的數(shù)值越大酸茴,分辨率也就越高,所發(fā)出聲音的能力越強(qiáng)兢交。

? ? ? ? ?聲道數(shù):很好理解薪捍,有單聲道和立體聲之分,單聲道的聲音只能使用一個(gè)喇叭發(fā)聲(有的也處理成兩個(gè)喇叭輸出同一個(gè)聲道的聲音)配喳,立體聲的PCM?可以使兩個(gè)喇叭都發(fā)聲(一般左右聲道有分工) 酪穿,更能感受到空間效果。?

下面再用圖解來(lái)看看采樣位數(shù)和采樣頻率的概念晴裹。讓我們來(lái)看看這幾幅圖被济。圖中的黑色曲線表示的是PCM?文件錄制的自然界的聲波,紅色曲線表示的是PCM?文件輸出的聲波涧团,橫坐標(biāo)便是采樣頻率只磷;縱坐標(biāo)便是采樣位數(shù)。這幾幅圖中的格子從左到右泌绣,逐漸加密钮追,先是加大橫坐標(biāo)的密度,然后加大縱坐標(biāo)的密度赞别。顯然畏陕,當(dāng)橫坐標(biāo)的單位越小即兩個(gè)采樣時(shí)刻的間隔越小,則越有利于保持原始聲音的真實(shí)情況仿滔,換句話說(shuō),采樣的頻率越大則音質(zhì)越有保證犹芹;同理崎页,當(dāng)縱坐標(biāo)的單位越小則越有利于音質(zhì)的提高,即采樣的位數(shù)越大越好腰埂。


在計(jì)算機(jī)中采樣位數(shù)一般有8位和16位之分飒焦,但有一點(diǎn)請(qǐng)大家注意,8位不是說(shuō)把縱坐標(biāo)分成8份屿笼,而是分成2的8次方即256份牺荠; 同理16位是把縱坐標(biāo)分成2的16次方65536份; 而采樣頻率一般有11025HZ(11KHz)驴一,22050HZ(22KHz)休雌、44100Hz(44KHz)三種。


那么肝断,現(xiàn)在我們就可以得到PCM文件所占容量的公式:存儲(chǔ)量 = (采樣頻率*采樣位數(shù)*聲道)*時(shí)間/8(單位:字節(jié)數(shù)).

例如杈曲,數(shù)字激光唱盤(CD-DA驰凛,紅皮書標(biāo)準(zhǔn))的標(biāo)準(zhǔn)采樣頻率為44.lkHz,采樣數(shù)位為16位担扑,立體聲(2聲道)恰响,可以幾乎無(wú)失真地播出頻率高達(dá)22kHz的聲音,這也是人類所能聽到的最高頻率聲音涌献。激光唱盤一分鐘音樂(lè)需要的存儲(chǔ)量為:

(44.1*1000*l6*2)*60/8=10胚宦,584,000(字節(jié))=10.584MBytes

這個(gè)數(shù)值就是PCM聲音文件在硬盤中所占磁盤空間的存儲(chǔ)量燕垃。

計(jì)算機(jī)音頻文件的格式?jīng)Q定了其聲音的品質(zhì)间唉,日常生活中電話、收音機(jī)等均為模擬音頻信號(hào)利术,即不存在采樣頻率和采樣位數(shù)的概念呈野,我們可以這樣比較一下:

44KHz,16BIT的聲音稱作:CD音質(zhì)印叁;

22KHz被冒、16Bit的聲音效果近似于立體聲(FM Stereo)廣播,稱作:廣播音質(zhì)轮蜕;

11kHz昨悼、8Bit的聲音,稱作:電話音質(zhì)跃洛。

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