音频中的采样率和比特率

音频中的采样率和比特率

采样频率

参考:https://blog.youkuaiyun.com/qq_38907791/article/details/88925224


采样频率,也称为采样速度或者采样率,定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数,它用赫兹(Hz)来表示。采样频率倒数采样周期,它是采样之间的时间间隔

通俗的讲:采样频率是指计算机每秒钟采集多少个信号样本。
如音频采样频率是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数;

采样频率越高声音的还原就越真实越自然

在数字音频领域,常用的采样率有:

300Hz~3400Hz人的说话频率
20Hz~20000Hz(20 kHz)人耳可感知的听觉范围
100Hz~8000Hz(8 kHz)比较重要的听力范围
8,000 Hz(8 kHz)电话所用采样率, 对于人的说话已经足够
11,025 Hz(11 kHz)AM调幅广播所用采样率
22,050 Hz(22.05 kHz)和24,000 Hz(24 kHz)FM是调频广播所用采样率
32,000 Hz(32 kHz)miniDV 数码视频 camcorder、DAT (LP mode)所用采样率
44,100 Hz(44.1 kHz)音频 CD, 也常用于 MPEG-1 音频(VCD, SVCD, MP3)所用采样率 (超过该采样率,人耳很难分辨)
47,250 Hz(47.25 kHz)商用 PCM 录音机所用采样率
48,000 Hz(48 kHz)miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影和专业音频所用的数字声音所用采样率
50,000 Hz(50 kHz)商用数字录音机所用采样率
96,000(96 kHz) 或者 192,000 Hz(192 kHz)DVD-Audio、一些 LPCM DVD 音轨、BD-ROM(蓝光盘)音轨、和 HD-DVD (高清晰度 DVD)音轨所用所用采样率
2.8224 MHzDirect Stream Digital 的 1 位 sigma-delta modulation 过程所用采样率

千比特率

kbps千比特每秒,又称千比特率,指的是数据流速率,数字信号的传输速率,也就是每秒钟传送多少个千位的信息(k表示千,kb表示的是多少千个位);


kbps也可以表示网络的传输速度,为了在直观上显得网络的传输速度较快,一般公司都使用kb(千位) 来表示。如果是大写BkBps,则表示每秒传送多少千字节。1kByte/s=8kbit/s (一般简写为1kB/s=8kb/s)。

单位换算:

b=bit(位)
B=byte(字节)1B(字节)=8b(位)

音频比特率

千比特率的值越高音质还原越好
音频的比特率公式:
比特率 = 采样率 * 单个的周期音频数据长度


示例:
16bit 双声道 48KHz音频的比特率
48KHz * (16 * 2) = 1536kbps = 192 kBps

### 文件大小、采样率比特率的关系 对于未压缩的音频文件,如WAV格式,其文件大小可以通过以下公式计算: \[ \text{文件大小(字节)} = (\text{采样频率(Hz)} \times \text{采样位数(bit)} \times \text{声道数}) \times 时间(秒) / 8 \] 其中,除以8是因为将比特转换成字节[^4]。 具体来说,采样率决定了每秒钟采集多少个样本点;位深表示每个样本点的数据精度;而比特率则是这两者的乘积再加上声道数量后的结果。这三者共同影响着最终生成的音频文件大小以及音质效果[^1]。 例如,CD品质的音频通常采用的是44.1kHz的采样率、16-bit的量化精度,并且是双声道的声音记录方式。按照上述公式可以得出这样的配置下产生的数据流速率为: \[ R = f_s \cdot b_d \cdot c_n = 44100\,\mathrm{samples/s}\,×\,16\,\mathrm{bits/sample}\,×\,2\,\mathrm{channels}=1411200\,\mathrm{bps}(或称为1411\,\mathrm{kibit/s}) \] 这意味着每一秒内会产生约1.38 MB 的原始 PCM 数据量。 当涉及到压缩编码技术时,比如 MP3 或 AAC 编解码器,则会引入额外的因素——压缩比率。这些编解码器通过去除人类听觉系统不易察觉的信息来减少所需存储空间而不显著降低感知上的声音质量。此时实际使用的比特率可能会远低于理论最大值,从而使得相同长度音乐所占磁盘空间大幅缩减[^2]。 ```python def calculate_file_size(sample_rate_hz, bit_depth_bits, channels, duration_seconds): """Calculate the file size of an uncompressed audio.""" bits_per_second = sample_rate_hz * bit_depth_bits * channels bytes_per_second = bits_per_second / 8 total_bytes = bytes_per_second * duration_seconds return total_bytes # Example usage with CD quality settings and a one-minute track length. file_size_cd_quality = calculate_file_size( sample_rate_hz=44100, bit_depth_bits=16, channels=2, duration_seconds=60 ) print(f"The estimated file size is {round(file_size_cd_quality/(1024*1024), 2)} MB.") ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包

打赏作者

教Linux的李老师

赞赏是第一生产力

¥1 ¥2 ¥4 ¥6 ¥10 ¥20
扫码支付:¥1
获取中
扫码支付

您的余额不足,请更换扫码支付或充值

打赏作者

实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值