关于CD还原音频的六个问题

风再起时

CD规格定为16bit/44.1KHz有什么根据？为什么不是其他的数字呢？  

    先说44.1KHz取样率的来由，这是根据著名的“乃奎斯特取样定理”得出的结果。“乃奎斯特取样定理”说：在模拟讯号数字化的过程中，如果保证取样频率大于模拟讯号最高频率2倍，就能100%精确地再还原出 原始的模拟讯息。音频的最高频率为20KHz，所以取样率至少应该大于40KHz，为了留一点安全系数，再考虑到工程上的习惯，CD标准许最终选择了44.1KHz这个数值。 16bit又怎么来的呢？在量化精度一问的解答中已经说过，量化精度和最终的信噪比有着直接的联系，当初制定标准时，一个主要的出发点就是要获得尽量高的信噪比。飞利浦的工程师倾向于14bit，他们认为14bit已经能获得84dB信噪比，比起模拟音源60dB左右的最高值已经有了质的提高。但崇尚规格至上的索尼工程师认为14bit无论如何也不够 ，坚持16bit的提议，最后索尼的提议获得通过。为什么不用更高的量化精度？比如20bit、24bit？因为更高的量化精度意味着更大的数据量，CD的存储容量已经不够了。

风再起时

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当时SONY曾经提出更高的BIT数，但是菲利普无论如何也不肯妥协了，那个时候的SONY还没有收购CBS/SONY，但是菲利普却有自己的唱片公司和SONY争夺市场。SONY不得不答应定制在16BIT。

饿虎扑食

转帖：
    1982年时，SONY、PHILIPS虽然一起推出了CD标准，但是两家伟大的企业对于如何采样产生了巨大的分歧。
  SONY坚持符合CD标准的16BIT/44.1KHZ；PHILIPS则选择了14BIT采样精度，但是采样频率却高达176.4KHZ,这就是最初的"升频"(4倍超取样).PHILIPS称自己的技术为"超取样"(OVERSAMPLING).其原理是:在每个原录音样本的间隔时钟之内再插入运用高等数学的相关算法理论算出的3个样本,这样就在真实声音和"原录音"之间造了一个录音版本.这样,还原波形时,我们在单位时间内有了更多的可连线的点,还原的波形也更平滑了.
    细心的朋友不难发现,无论SONY还是PHILIPS的标准,数据量其实时一样的,只不过PHILIPS用了更高的采样频率和更低的量化精度.但是历史证明这个看似文字游戏的改变是正确的,这是现代CD机技术的基础.看了下面的说明,我想各位定会明白PHILIPS体系的优越所在 :)
    无论技术说的多么天花乱坠,最终的波形什么样子才是技术的价值所在.由于我们对于原始模拟信号是采样,所以还原时只能每个样本还原成一个小波形,这样最后的结果,我们得到了一连串充满了"锯齿"的"弧".这些"锯齿"产生的失真将会以取样频率以及取样频率的倍频为中心对称分布在整个频段.以44.1KHZ的CD为准,这样的失真会出现在44.1KHZ±20000HZ的范围,以及44.1KHZ的倍频如88.2KHZ等.很明显 ,24.1KHZ这个距离20000HZ如此接近的频段肯定受到了影响,如果不以数字滤波器加以过滤,音质不免会遭受损害,下游器材收到超声波.
    对于这个问题,SONY公司采用了9-11阶的模拟滤波器以很复杂的方式叠加滤波.不幸的是,SONY早期采用这种技术带来的音质劣化（相位漂移、涟波干扰等）超过了优化。 而PHILIPS的体系则是“欺骗”DAC，让它以为自己在处理176.4KHZ信号.不用我说了吧,这样失真带便推至176.4KHZ以上的频段及其倍频段.考虑受影响的带宽±20000HZ,156.4KHZ距离人耳的极限也已十分遥远.这样,成本低、结构简单、性能优异的滤波器在PHILIPS的体系之下变得可行，日后的事实也证明了这一点

[ 本帖最后由 饿虎扑食 于 2009-12-6 23:24 编辑 ]

今夜星光

原帖由 饿虎扑食 于 2009-12-6 23:22 发表
转帖：
    1982年时，SONY、PHILIPS虽然一起推出了CD标准，但是两家伟大的企业对于如何采样产生了巨大的分歧。
  SONY坚持符合CD标准的16BIT/44.1KHZ；PHILIPS则选择了14BIT采样精度，但是采样频率却高达176.4KHZ ...

呵呵，过滤锯齿波，还有这个难题？这是不是说近20KHZ对音质还是有较大影响的？如果是这样，更要提高采样频率了。

今夜星光

原帖由 发烧族 于 2009-12-6 11:43 发表
1）现实生活中的音乐音频声压（总叠加后）是周期性的时间函数吗？

音乐包括乐音和非乐音，前者如乐器和人声，后者如打击乐，所以各种音乐叠加后不完全都是周期的函数，但总体上周期的成分大的多。

2）在现在的 ...

问题1）回答可能不对。因为任何波都是由正弦波组成，都是周期函数叠加而成。所以“总体上周期成分大的多”的说法可以商榷。不是周期函数就不是，无论周期成分有多大都是没意义的。

大夜鱼

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原帖由 风再起时 于 2009-12-6 11:40 发表
16BIT的取样精度太低了

LP取样精度更低了--它是CD的一半

风再起时

原帖由 大夜鱼 于 2009-12-8 05:53 发表



LP取样精度更低了--它是CD的一半

我不认为模拟和数字的参数可以简单的等同。

lycsc

呵呵，楼主系统学习下数字和模拟电路相关课程，相信就能得出结论

44.1是根据人耳听到的极限20k确定的，就是上老兄说的奈奎斯

其它我就不多说了，没时间了

为什么一般cd音质不好，是因为它们根本就没有达到理论上的44.1k采样和16bit精度

如果完全达到了，相信楼主你的耳朵是可以接受的，呵呵

为什么那些sacd 、hdcd、dvdadiuo 发展不起来

就是cd声音问题的关键不是格式问题。

没看大家听几兆的mp3还憨扎进，还说99％的人听不出来，吐了～

今夜星光

系统考虑了一下，呵呵，有这么些想法，和网友“发烧族”类似：

1）目前的DAC准确解码接近20KHZ的高音有困难，当然人耳不敏感，问题不是太大，但仍是烧友的对象---发烧高采样！！！

2）16bit精度不够，需要20bit以上，这也已经非常明确---发烧高bit！！！

3）超音波是否影响人的听音感觉，尽管基本肯定，还要提供更可靠的数据，并需要更高的技术。

4）有钱玩音源必定是高采样、高bit，再谈其他技术！！！蓝光，SACD，DVD-audio，其它数码高清，不管普及不普及，是个烧友玩玩无妨！！！

风再起时

原帖由 lycsc 于 2009-12-8 08:11 发表
呵呵，楼主系统学习下数字和模拟电路相关课程，相信就能得出结论

44.1是根据人耳听到的极限20k确定的，就是上老兄说的奈奎斯

其它我就不多说了，没时间了

为什么一般cd音质不好，是因为它们根本就没有达到理 ...

我当然知道，CD目前虽然号称是16BIT的取样精度，但是其实主要是中低频可以做到。中高频，甚至高频根本做不到，这就是为何CD的高频差的原因。

lycsc

原帖由 风再起时 于 2009-12-8 21:11 发表

我当然知道，CD目前虽然号称是16BIT的取样精度，但是其实主要是中低频可以做到。中高频，甚至高频根本做不到，这就是为何CD的高频差的原因。

你是知道，但是楼主没搞明白，呵呵

lycsc

原帖由 风再起时 于 2009-12-8 21:11 发表

我当然知道，CD目前虽然号称是16BIT的取样精度，但是其实主要是中低频可以做到。中高频，甚至高频根本做不到，这就是为何CD的高频差的原因。

老大，我推荐给你一款松下随身听 sx400，价格几十元，没事玩玩

你会发现人类还是很聪明的，这个破玩意，高频竟然做的不错。

你如果觉得上当，损失我帮你承担。

风再起时

原帖由 lycsc 于 2009-12-8 21:58 发表


老大，我推荐给你一款松下随身听 sx400，价格几十元，没事玩玩

你会发现人类还是很聪明的，这个破玩意，高频竟然做的不错。

你如果觉得上当，损失我帮你承担。

呵呵，我就是玩随身听开始玩音响的。

lycsc

原帖由 风再起时 于 2009-12-8 22:00 发表
呵呵，我就是玩随身听开始玩音响的。

呵呵，我不玩随身听也不完台式

不过我一般用台式

那你肯定听过，后面接的什么，简单说一下，看老大的看法，呵呵

风再起时

原帖由 lycsc 于 2009-12-8 22:04 发表


呵呵，我不玩随身听也不完台式

不过我一般用台式

那你肯定听过，后面接的什么，简单说一下，看老大的看法，呵呵

[s:33] [s:33] [s:33] 后面接的什么，是什么意思