CD為什么采用44.1kHz采樣頻率的問題

說起CD采樣頻率為什么是44.1khz,為什么又有一個數(shù)字是44.056khz?這個問題,我還真的曾經(jīng)在一個大的音響還是電腦論壇上看見有人問過?;卮鸬氖俏桓呤帧K紫劝涯慰固夭蓸佣ɡ斫o論述了一次,然后講解了一下人耳的聽力頻率范圍,最后鄭重指出,44.1kHz這個數(shù)字,是科學(xué)家研究出來的,能準確還原人耳聽力的最佳數(shù)字。

看了這個答案,俺狂噴之余,也真想罵人。俺這個人,學(xué)問真不大也不多,但最受不了的,就是不懂裝懂的。鬧了半天,44.1是科學(xué)家研究出來的最佳數(shù)字?44就不行了?45也不行,非得要那個0.1kHz?簡直是一派胡言嘛!

要還原20kHz,理論上采樣頻率40kHz就可以了。如果留有余量,當(dāng)然多一些更好,例如加10%,那就是44kHz了,多出來那0.1kHz是哪出來的呢?為什么又有44.056kHz的說法呢?

要知道答案,就得從最早期數(shù)碼錄音的歷史說起了。最早期的數(shù)碼錄音設(shè)備是啥?俺曾經(jīng)發(fā)過個帖子介紹,現(xiàn)在找不到了。最早期的數(shù)碼錄音設(shè)備,就是一個PCM編碼器加一部錄像機!最早期,這樣的數(shù)碼錄音設(shè)備是玩家級的,日本各大廠家都曾經(jīng)出過,并且是當(dāng)時主要的數(shù)碼錄音設(shè)備。后來SONY才推出了使用高穩(wěn)定性高質(zhì)素3/4專業(yè)錄像機的編碼解碼系統(tǒng)PCM 1610(進化到PCM 1630)。

錄像機是采用旋轉(zhuǎn)磁頭螺旋磁跡紀錄的,磁跡是按照視頻信號結(jié)構(gòu)安排的,是不連續(xù)的,每一條磁跡,只紀錄了電視信號中的其中一條掃描線(有關(guān)電視視頻信號的知識,在此不多說了)。用錄像機做數(shù)碼錄音的前提,是不能改裝改造錄像機。因此編碼器就必須將數(shù)碼音頻信號,轉(zhuǎn)換成電視視頻信號,這樣錄像機才能紀錄。因此,編碼器輸出的信號必須遷就錄像機的規(guī)格。也就是說,數(shù)碼音頻信號,必須拆分成不連續(xù)的,以電視行數(shù)碼線為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)流,才能讓錄像機完整紀錄。

在當(dāng)時,世界上的錄像機主要有二大制式。就是歐洲的PAL制式和美國日本的NTSC制式。PAL制式,場頻50Hz,行頻15625Hz,每一場625條掃描線。NTSC制式,場頻59.94Hz(接近但不是60Hz),行頻15575Hz,每一場525條掃描線。(說到這兒,羅嗦幾句。PAL制式比NTSC制式先進得多。千萬別跟我說以前LD美版的日版的如何如何牛B。那是節(jié)目源的問題,因為你沒看過真正好的歐洲版PAL制式的LD。以前日本的影像發(fā)燒友最推崇的DVD,不是美國1區(qū)版,不是日本自己2區(qū)版,而是歐洲版?。?!受日本的影響,香港的發(fā)燒DVD玩家,也專門訂購歐洲版DVD,我自己訂購回來的法國版PAL制式《泰坦尼克號》的畫質(zhì),比我自己的1區(qū)正版《泰坦尼克號》贏出一輪)。當(dāng)時的CD,是SONY與PHILIPS合作的。PHILIPS代表歐洲制式,SONY代表美日制式。因為世界上的大唱片公司都在歐洲,而且PHILIPS自己就是其中一個,在軟件出版的地位是SONY無法抗衡的,因此,最終決定,即使是日本出品的PCM編碼器,也只適用于PAL制式的錄像機。

適用于PAL制式錄像機的編碼器,其采樣頻率就是44.1kHz。適用于NTSC制式錄像機的編碼器,其采樣頻率就是44.056。早期,日本確有一些采用44.056kHz采用頻率的數(shù)碼錄音,但后來統(tǒng)一到44.1kHz了。

那么44.1和44.056kHz這二個數(shù)字是怎么來的呢?

44,100=294 x 50 x 3
44,056=245 x 59.94 x 3

50Hz和59.94Hz分別是PAL和NTSC的場頻, 294和245是從PAL和NTSC的線數(shù)上來的,因為是隔行掃描的,所以掃描線數(shù)要除2。故此PAL的掃描線就變成312.5而NTSC則變成262.5。但在模擬電視時代,為確保電視畫面內(nèi)容完整,所以攝像機,錄像機,電視機都采用過掃描技術(shù),最上,最下,最左,最右的部分都給舍去了。因此,無論PAL還是NTSC制式的實際掃描線,都比625和525少。PAL制式下可用掃描線數(shù)是294線,而NTSC則是245線。至于x3,則是在一條視頻掃描線的磁跡中,紀錄三個數(shù)碼音頻數(shù)據(jù)塊。于是,就有了上面的式子,就有了44.1kHz。

44.1kHz這個數(shù)字,給后人留下了很多麻煩。首先它不是整數(shù),在SRC(采樣頻率變換)的時候,它不能簡單地分頻和倍頻,這就給早期的電腦的AC97音頻規(guī)格,帶來了SRC轉(zhuǎn)換質(zhì)素的問題。當(dāng)時的電腦聲卡都要遵循AC97規(guī)格,只支持48kHz輸出,用電腦播放CD或者CD抓軌的音頻文件,都要加以轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的過程會有損失,而其中創(chuàng)新的聲卡的SRC程序特別的臭,所以創(chuàng)新聲卡播放CD或者44.1kHz音頻文件的音質(zhì),被廣泛劣評。至于DAT,沒有這個問題,因為它的44.1和48kHz采樣頻率,都是原生的,不是轉(zhuǎn)換出來的。不轉(zhuǎn)換就不會劣化。

轉(zhuǎn)自:http://blog.csdn.net/Openking/article/details/42501287

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