音频采样率用例

声音其实是一种能量波，因此也有频率和振幅的特征，频率对应于时间轴线，振幅对应于电平轴线。波是无限光滑的，弦线可以看成由无数点组成，由于存储空间是相对有限的，数字编码过程中，必须对弦线的点进行采样。采样的过程就是抽取某点的频率值，很显然，在一秒中内抽取的点越多，获取得频率信息更丰富，为了复原波形，一次振动中，必须有2个点的采样，人耳能够感觉到的最高频率为20kHz，因此要满足人耳的听觉要求，则需要至少每秒进行40k次采样，用40kHz表达，这个40kHz就是采样率。我们常见的CD，采样率为44.1kHz。

采集过程中视频和音频同步是非常重要的，光有频率信息是不够的，我们还必须获得该频率的能量值并量化，用于表示信号强度。量化电平数为2的整数次幂，我们常见的CD位16级的采样大小，即2的4次方。采样大小相对采样率更难理解，因为要显得抽象点，举个简单例子:假设对一个波进行8次采样，采样点分别对应的能量值分别为A1-A8，但我们只使用2bit的采样大小，结果我们只能保留A1-A8中4个点的值而舍弃另外4个。如果我们进行3bit的采样大小，则刚好记录下8个点的所有信息。采样率和采样大小的值越大，记录的波形更接近原始信号。

采样率转换器

Sample Rate Convertor

Intel在制定AC'97规范时，为了降低元件的成本，规定凡是符合AC'97规范的元件必定要经历一个音源的处理过程，即将所有的信号转换成统一的采样率进行传输。但这个处理过程也带来了一个相当令人头疼的问题，如果SRC并非进行整数倍转换时(如44.1kHz转换48kHz)，就会出现噪音，而噪声的大小由转换器本身以及算法的优劣来决定。相比之下硬件的SRC算法会出色很多，据说VIA的ENVY 24芯片可以很好地饶开SRC问题，因为它摆脱了Intel制定的AC'97规范的束缚。

AC'97规范中约定了不少有损音质的操作，其中SRC也就是Sample Rate Convertor采样频率转换器，是最有争议的操作， AC'97规范约定了声卡需要 经过一个处理过程，即将所有信号重新转换成一个统一的采样率输出。SRC如果进行了非整数倍的转换的话，比如44100->48000，会有较大的噪声或者谐波出现，这些噪声因转换器的质量高低、算法好坏而定，不合理的算法会比较严重的影响听感。

SRC的采用为声卡省下一颗晶振。却埋下了隐患，SRC通过软件运算转换，这样受驱动版本的影响非常之大，以创新Live!系列为例，SRC品质最好的是Windows Server2003 自带的驱动，以至于2003推出不久，虽然未能被广大用户采用，但Live!驱动却被剥离出来广泛流传!

当然声卡也有使用硬件SRC的，例如:CS4630音频加速器，硬件SRC的品质往往大大优于软件的SRC，SRC品质的好坏的重要性甚至比Codec的档次更重要。而采用CS4630的声卡最为著名的就是TurtleBeach Santa Cruz，同时乌龟海岸的这块声卡在二手市场上也是最难求到的，不少人为它一掷千金，其中可见SRC的影响。

而作为深受AC'97规范SRC问题之害的创新，也在最近透露了全新一代APU:X-Fi，并着重描述了SRC问题的处理，具体规格如下:

1、更快的核心效率，更为强大且高速的数据处理能力，分为五大关键工作模块:SRC(频率转换)、Tank Engine(存储)、Mixer Engine(混音)、Filter Engine(过滤器)以及The Quartet DSP Engine(数字处理器)。

2、SRC(Sample rate conversion)方面将有重大的改善，X-Fi强大的MIPS能力中的70%将用来专门处理SRC，从而改善声音品质。

3、全新的Band-Splitting技术，使声卡可以支持更高采样规格的录音。

4、独创的Audio Ring体系将创作一个非常灵活的功能布局和工作流程，最高支持4096个音频通道;为配合高速处理需要，X-Fi将在声卡上板载2MB SDRAM内存，最高可升级到64MB。

5、支持全新的OpenAL API标准，并继续支持EAX环境音效。

音频是多媒体中的一种重要媒体。 我们能够听见的音频信号的频率范围大约是20Hz-20kHz，其中语音大约分布在300Hz-4kHz之内，而音乐和其他自然声响是全范围分布的。声音经过模拟设备记录或再生，成为模拟音频，再经数字化成为数字音频。这里所说的音频分析就是以数字音频信号为分析对象，以数字信号处理为分析手段，提取信号在时域、频域内一系列特性的过程。

各种特定频率范围的音频分析有各自不同的应用领域。例如，对于300-4kHz之间的语音信号的分析主要应用于语音识别，其用途是确定语音内容或判断说话者的身份;而对于20-20kHz之间的全范围的语音信号分析则可以用来衡量各类音频设备的性能。所谓音频设备就是将实际的声音拾取到将声音播放出来的全部过程中需要用到的各类电子设备，例如话筒、功率放大器、扬声器等，衡量音频设备的主要技术指标有频率响应特性、谐波失真、信噪比、动态范围等。