高格式录音真正改善的是什么？为此摘两段话

fenk

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发之前提醒各位一点，文中说的时间差，必然是指两耳之间的时间差（或是相位差，幅度差等等，试想一下，如果单声道，或两声道馈入相同的信号，如纯音测试。他能有“差”么。所以，你是能听到20k以上单音的少数派么？）

yaowenxun

花钱的人不都是sb

mvw

说来倒去都是时间差，玩数字，玩得就是这个，就是时间。

激光鼠

提高采样率是为了让LPF做起来更容易一些

fenk

mvw 发表于 2015-4-30 10:01
说来倒去都是时间差，玩数字，玩得就是这个，就是时间。

相位，jitter……哈哈。不过jitter是大自然的不可抗力，就好比是个表都会有误差。

fenk

激光鼠 发表于 2015-4-30 10:21
提高采样率是为了让LPF做起来更容易一些

尽量把量化噪声往带外推，越远越好，所以就好处理了么？

yamuling

说白了就是让便宜机器更容易好声一些。

做到极致，就不好说了，声音和画面无法类比。

世纪格雷

高采样不是为了获得频宽，是为了数字记录的信息更加逼近模拟。理论上数字永远不可能还原模拟，只是无限逼近。

wzchen

楼上说到点子上了，高采样频率主要是为了降低波形失真，与频宽没有什么关系。这些总裁真会忽悠人。CD机刚上市时，有2倍超取样的，有4倍超取样的，还有8倍超取样的，声音失真大小，一听就知道，高倍取样的声音细腻柔和而透明，低倍取样的粗糙混浊和生硬。当然，以前只是在重放上做文章，录音时原理是一样的。

mvw

世纪格雷 发表于 2015-4-30 16:41
高采样不是为了获得频宽，是为了数字记录的信息更加逼近模拟。理论上数字永远不可能还原模拟，只是无限逼近 ...

奈奎斯特采样定律（香农和傅里叶对此亦有贡献）早都说明白了，只要采样率达到声音频率的一倍，这些数据就能完整，看清楚了，是“完整”还原这个频率范围内的声音信号。所以，44.1k的采样能完整还原22.05k内的所有信号。

这话的意思就是，采样率两倍就足够了，你八百倍采样和两倍采样的结果是一样的。但为什么会有区别？因为人类没法做出“完美”的低通或带通滤波器，所以你不可能保证所有采到的声音频率都在22.05khz以内，只要有超过这个频率的信号混入（前面说了没有完美的低通滤波器，所以一定会有22.05以外的信号混入），这个采样就不能完整还原这个频道内的信息了。

所以，提高采样率的目的就是为了降低低通滤波器设计难度，让更廉价的器材也能充分还原20k以内的信号。

不要用“常识性”思维去思考科学和数学，不是说你采样数量多了，pcm信号就“圆润”了，这是看声音呢，把科学当人生哲学了。

wzchen

我的理解，所谓的“完整”是保证所有频率的信号都能被采到样本，因为在最高信号频率的一个周期内采样2次，这样，就能保证任何频率信号的半个周期，即半个波形内被采到一次样，从而不会丢失任何的频率信号，但至于采样的质量，即失真是不保证的，试想，一个20Khz的正弦波，如果只采两次样，也就是正负半波各采样一次，那就完全成了一个幅度很窄的脉冲波了，与正弦波没有任何关系了，失真大的离谱了。

世纪格雷

mvw 发表于 2015-5-4 09:44
奈奎斯特采样定律（香农和傅里叶对此亦有贡献）早都说明白了，只要采样率达到声音频率的一倍，这些数据就 ...

    首先，奈奎斯特采样定理运用的基础有两个，一为周期函数，二是周期确定。缺乏这两个条件，就不能滥用这个采样定律。


    先从周期函数说起吧，尽量通俗一些。

    F(x+T)=F(x)是周期函数的定义，任何一个周期函数限制在它的最小正周期上就不是周期函数了，音频信号中是否存在非周期函数这种情况呢？
    一个复杂曲线的频谱，可以在某个Δt内可以被看作非周期函数。任何一个周期函数限制在它的最小正周期上就不是周期函数，存在T>0，使得对任意x属于定义域F(x+T)=F(x)
    满足此条件的所有T中的最小值就是函数的最小正周期，当然数学家能构造出不存在最小正周期的周期函数。

    从理论上说就是研究g(t)=H(x,t)=f(x+t)-f(x)的零点t(x)最小正零点。

    如果t(x)是一个常数函数 那么是周期函数，
    如果t(x)非平凡或者不存在 那就不是周期函数，
    从计算科学的角度说，可以用二分法求解方程f(x+t)-f(x)的零点。


    结论来了：音频函数曲线，是否会存在非周期函数的Δt？答案是肯定的。

    在非周期函数的Δt内，奈奎斯特采样定理不能适用这是毋庸置疑的。




    再从谐波分量说说吧：


    一个周期函数可以有多次谐波，难道只还原基波就算“完整还原”？高次谐波的多变性正说明了我的观点，采样定律适用是有条件的，不能滥用。

    如果现在还只认为人耳只能听到20K，大于20K后就阶跃式听不到，这才是典型的以常识性思维去思考科学和数学。

    一个钢琴的频谱，陡峭的前沿其谐波有上GHz的成分，要把这个谐波还原，套用采样定律，那采样的到2G才行吧？更高次的谐波频率越高，要还原这个信号，难道采样要无穷大？
如果不还原这些高次谐波，就算不上“完整还原”吧？


    数学与哲学相通，多年前大学时代一门非常有兴趣的学科，多年后还没有完全丢掉。

世纪格雷

     严格来说，上面的解释还是不够严谨，我再补充一些吧：

      大家都熟悉的弹道曲线可以近似认为是抛物线 (y+b)^2=2p(x+a)，在不考虑阻力的理想情况下，只要有三个参数 三个点就可以 确定完整的弹道曲线函数，这里面有一个隐含信息：函数形式已经确定了。

     如果函数形式不确定，会出现什么现象？

      就拿奈奎斯特采样定理来说吧，它的核心就是“以有限个采样点还原函数”，好，假如在某个t时段内，我们得到了n个采样点，问题来了，这些采样点代入哪个公式，也就是函数形式呢？

      大家最喜欢的是正弦函数y=Asin(wt+p)，但如果我代入y=Alog(wt+p)会怎样？这不就得到一个对数函数吗？


      原来，即使周期函数及周期都确定了，要应用 奈奎斯特采样定理，还必须知道一个重要条件：函数形式！！！



       这下就麻烦了，音频曲线的函数形式如此复杂，没办法确定函数形式啊，所以下面是我说给大家的最终结论：

        对于一个复杂的未知具体形式的函数，想通过有限个点来还原函数是个笑话，甚至连逼近都可能存在谬误。

      

fenk

世纪格雷 发表于 2015-5-4 20:57
严格来说，上面的解释还是不够严谨，我再补充一些吧：

      大家都熟悉的弹道曲线可以近似认为是 ...

其实有一点，关于奈奎斯特理论的，我不大理解，就是，按照奈奎斯特理论，DSD的采样率是2M左右，那么其奈奎斯特频率是1M左右，我们暂且抛开量化噪声等问题不谈。DSD是增量调制，只有一个量化等级，那么，完美还原1M的波形，用1量化等级和用65536量化等级（16bit）都是一样的？奈奎斯特理论好像缺点啥啊，他只谈了时间轴啊！就算我假设信号中最高频率分量是周期函数（其实根据傅里叶理论，这个显而易见吧，你可以把各种复杂信号分解为简单的正弦叠加），好像也不大对劲啊？！
我记得奈奎斯特理论最初发表是有关电报传输的，就是电报的数据量和信道带宽之间至少2倍关系。不过电报貌似就是类似0和1吧，这和普通的模拟信号是不大一样的。

激光鼠

其实耳朵收货就行了啦，我们都是技术外行，争来争去除了能提高点击率之外，只会让懂行的人看笑话。。。。