Sample rates and resampling: Why can't we all just agree? - 1504010488
视频发布时间
2014年6月25日
视频介绍
Ever wonder why digital audio has so many different sample rates and how they are handled? We'll discuss where different sample rates arise, how a resampler converts between them, and the upcoming quality and performance improvements in Android's resamplers.
视频推介语
暂无，待补充。
译者信息
翻译
润稿
终审
原始链接
中文字幕
翻译流水号
加入字幕组
解说词中文版：
如果你是一个写Android应用的音频爱好者
在Android L的开发者预览版中
有一些令人激动的新特性
我是Andy 今天我们一起
来谈一谈数字音频的采样率
以及如何给你的用户以最好的听感
但是先别着急 我们从头开始
先来讨论音频的采样率
这里是设备 内容 以及连接线
这当中每一个都有不同的采样率
举个例子 这部手机的设备音频采样率是48kHz
但是这并不能保证上面的应用会使用全部频率
游戏应用经常会使用24kHz和32kHZ的采样率
音乐流使用44.1kHz
视频流则是48kHz
与此同时 我的蓝牙免提
则是嗡嗡嗡的8kHz
这意味着这些采样率林林总总
甚至你光是看这一部只能手机
无论如何 首先要搞清楚什么事采样率
简而言之 拿来一个模拟音频信号
就是你多长时间采样一次你的波形
所以 当一个游戏采用32kHz的采样率的时候
我们就需要对其进行重采样并转换为耳机所使用的
48kHz的采样率
正如你能预料到的 这种重采样的处理
会产生许多麻烦
通常情况下大家都知道的就是失真
失真的情况可以发生在当音频频率
大大超过采样率的情况下
这时高频信号看起来
或者说由于失真变成了低频信号
就像右边的绿色信号那样
不会失真的音频频率的最大值
是采样率的一半 也称为奈奎斯特频率
为了避免失真 我们使用一个低通滤波器
低通滤波器可以过滤导致失真的高频信号
它有三个频段
通过频段留给音频频率
阻止频段阻止高频信号的失真
过渡频段位于二者之间
那么如何制造一个好的重采样滤波器呢
首先限定长度
通过限定长度会产生一些抖动
这就是吉布斯现象
其次 我们希望通过频段的信号抖动减小
来避免音频信号被扭曲
第三 我们还希望阻止频段的信号抖动也减小
以此避免阻止频段的频率升高以及高频信号失真
最后 我们还得让过渡频段变窄
更短的过滤长度意味着更宽的过渡频段
这和主要是频率和时间之间的
不确定性有关
你想要的是一个窄的过渡频段
正如你可以想象的 设计一个真正好的滤波器十分困难
要让过渡频段带宽是过滤长度的二倍
而阻止频段的衰减加倍又会导致过滤长度的加倍
啊—— 设计上的权衡
好消息来了
在Android上 我们将帮你处理采样过滤器的问题
访问这些链接来获取有关其工作方式的更多信息
并且会为你提供很多重采样的工具
那么Android提供的这些东西适合用在哪里呢
就像动物和植物一样 这里也有多项式重采样
和过滤器重采样
在多项式重采样这边 你可能
听说过线性插值取样和立方样条取样
这些方法大多用在图像处理领域
我们这边则是基于滤波器的重采样
这在音频处理领域更为普遍
特别地 我们采用的是一个窗口化的Sinc滤波器
现在我们再回到Android音频处理上
其中我们强化了重采样
我们提升了其采样质量
在一个正弦扫描频率或者是一个线性调频的频谱图上 我们的直接就是一条直线
这意味着一个输入频率
完全对应一个输出频率
这对于采样率转换过后的也成立
我们的例子展示了从44.1kHz到48kHz的采样率转换
之后的情况
转换前的情况是上图 看到那些像是编织篮子的图案了吗
那就是谐波中的失真
简直渣到爆
下面是转换之后的 看起来是那么干净
这是在低质量设置下的 这意味着
来自许多设备的音乐听起来会更好
我们通过你的频率动态地计算滤波器
在从42kHz到32kHz的频谱图上
上面是转换前的 失真直接体现在了旧的重采样上
图中显示了线反射向下
转换后的是下图
我们同样把图弄得很干净
这是我们的高品质设置
这意味着我们在不同频率下对音频的处理更少
同时也把使用的频率范围
扩展到从8kHz至48kHz的任意频率
所以我们现在可以很高效地进行重采样 或者减少复合运算
我们还提升了速度
我们的重采样速率大约是旧的重采样器的
两倍 相比之下还有更高的质量
这也意味着可以处理更多其他的任务
以及更长的电池续航
我们现在已经将Android的数字音频处理变得十分简单
我们期待着你能释放出不同采样率所带来的力量
现在 是由你来创造奇迹的时候了
请关注这些链接以获取更多信息
感谢你的收看
Last updated
Was this helpful?