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[其他] 【民科】使用44k采样必然得到全损音质

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发表于 2021-1-14 15:07 来自手机 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 win8 于 2021-1-15 01:39 编辑

更新整理一下思路:
0. 我的原帖观念是,声源信号频率到达采样频率(44khz)频率1/2时,采样结果就会严重失真(也就是混叠)。对不起我已经记不得这名词了而且还没让人看懂。
1. 录音时采样频率会高于44khz,并且经过ADC之前已经通过低通滤波器过滤高于20khz部分的信号。因此原贴所述的情况在录音时并不存在。
2. 但是由于用户播放的文件通常只有44khz,因此从高质量的工程文件混缩时,仍然会发生主贴所叙述的情况。
3. 在用户播放文件时,由于DAC并非按byte输出电平,而是经过滤波、插值等方式处理(参见#30 给出的链接),情况会再次发生变化,可以得到改善。
4. 通常的举例都是使用持续的正弦波进行模拟,使用适当的方法,接近奈奎斯特频率的信号也能得到完美的还原(#42 给出的视频相当棒,我需要再花一些时间去看)。但是实际在音频文件中,显然不会出现20khz的音叉响一会儿的情况。接近20khz的高频成分是和其他频率的成分混合在一起的,并且不会持续很长。因此信号如果丢失了高频的波峰的信号,我仍然觉得难以修复。

我还是希望有公司着力推更高频率的录音,不说96k  88k,48也比44强嘛。
-------------------

根据采样定律,44khz有22khz的带宽,而人耳听觉范围20hz-20khz,似乎没有毛病,但是这只说明了采样能力的上限,并不能保证采集的信号有多高的信噪比。
我会用直观的图示和简易的说明来阐述为什么44khz采样远远不能满足人耳的听觉需求。
未命名1.png

假设原信号是橙色的正弦曲线,如果每次采样都在橙色竖线位置的时刻,显然量化结果会很好。
此时信号频率F,采样频率2F——而蓝色和绿色的竖线,采样频率同样为2F
但是显而易见,如果刚好在蓝色和绿色的时刻ADC采样,进行回放会得到蓝色和绿色的波。
我们可以想象——甚至可能导致完全没有采样到波形。

未命名2.png

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手撕寿司 + 1 探讨问题没毛病
disrupt -1 还我三分钟

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发表于 2021-1-14 15:30 来自手机 | 显示全部楼层
人耳的辨别能力太差了,跟人眼没法比,整那么多最后都是心理安慰居多

—— 来自 samsung SM-G9650, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.4.4
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发表于 2021-1-14 15:42 | 显示全部楼层
我也是民科哈,对着维基思考了一下,其实你说的这个问题也就是必须大于2倍,而不能等于2倍的原因
只要大于两倍,振幅就是可以测得的了,所以标准是44KHz而不是40KHz
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发表于 2021-1-14 16:04 来自手机 | 显示全部楼层
求求你先学下信号与系统吧
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发表于 2021-1-14 16:10 | 显示全部楼层
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发表于 2021-1-14 16:11 | 显示全部楼层
谁说采样点必须是振幅最高点?你想想cd采样频率是固定的44.1khz,但能记录范围是(人耳有效听力)是20hz-20khz,按你这个理论,只有22.05k的声音能正确采样了,其它频率的全完了
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发表于 2021-1-14 16:12 | 显示全部楼层
思而不学则殆
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发表于 2021-1-14 16:16 | 显示全部楼层
都是绿坛 矿石坛 20年来翻来覆去嚼烂的东西,还有必要在这里重新嚼一遍吗?
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发表于 2021-1-14 16:19 来自手机 | 显示全部楼层
谁能用信号与系统给我解释下lz说的是什么JB
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 楼主| 发表于 2021-1-14 16:25 来自手机 | 显示全部楼层
孟沁瑶 发表于 2021-1-14 15:42
我也是民科哈,对着维基思考了一下,其实你说的这个问题也就是必须大于2倍,而不能等于2倍的原因
只要大于 ...

你还是没有理解这个理论的精髓。采样频率不足导致的是再高的adc精度,也获取不到精度足够的电压信号,必然一部分峰值信号会被削掉。录音过程不是把声音转换成正弦波表达式,而是换成电压值的数据流。没有采样到就是信噪比下降,无法根据后边信号再补偿回去
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发表于 2021-1-14 16:27 来自手机 | 显示全部楼层
意思就是小提琴比大提琴采样率高
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发表于 2021-1-14 16:30 | 显示全部楼层
有个疑问,混合的声音,在波形上是怎么体现的,人的接收器只有两个,只能做两个共振,应该混合后声音应该是波形合力的结果吧,还是有其他情况吗
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 楼主| 发表于 2021-1-14 16:32 来自手机 | 显示全部楼层
liwangli1983 发表于 2021-1-14 16:11
谁说采样点必须是振幅最高点?你想想cd采样频率是固定的44.1khz,但能记录范围是(人耳有效听力)是20hz-20 ...

不是必须最高点,是录音可能丢掉峰值的数据,生产误差
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发表于 2021-1-14 16:33 | 显示全部楼层
win8 发表于 2021-1-14 16:25
你还是没有理解这个理论的精髓。采样频率不足导致的是再高的adc精度,也获取不到精度足够的电压信号,必 ...

本来还想正常讨论下……您还搁这精髓……只有六楼的第一句能回答你了
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发表于 2021-1-14 16:33 | 显示全部楼层
说的是采样精度不足,转头就变成全损音质了偷换概念啊

录音行业已经普及96KHz 24bit标准录音,对应的全制作流程保持96KHz精度的hi-res制品也有
你再多吹吹全损音质大概再过十年能普及吧
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 楼主| 发表于 2021-1-14 16:35 来自手机 | 显示全部楼层
ft5555 发表于 2021-1-14 16:16
都是绿坛 矿石坛 20年来翻来覆去嚼烂的东西,还有必要在这里重新嚼一遍吗? ...

也不是人人混绿谭  矿石啊  比如我就只听说过电源和线材神论没见过杠采样定律的
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发表于 2021-1-14 16:37 | 显示全部楼层
我科盲,说错了不要喷我
原始信号的波形是橙色的正弦波,怎么就成了信号的频率跟正弦波波峰/波谷出现频率一样了?
一条不规则波形可以看成是由多个波形合并生成的,同时间合并后的波形有m个波峰n个波谷,合并前的多个波形频率不是要(一般的)比这个数高吗
20hz-20khz这个数指的是什么?
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发表于 2021-1-14 16:37 来自手机 | 显示全部楼层
win8 发表于 2021-1-14 16:35
也不是人人混绿谭  矿石啊  比如我就只听说过电源和线材神论没见过杠采样定律的 ...

你要先知道一个东西是什么然后才能说它对不对
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发表于 2021-1-14 16:38 | 显示全部楼层
win8 发表于 2021-1-14 16:35
也不是人人混绿谭  矿石啊  比如我就只听说过电源和线材神论没见过杠采样定律的 ...

那是你逛的不够久
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发表于 2021-1-14 16:50 来自手机 | 显示全部楼层
win8 发表于 2021-1-14 16:25
你还是没有理解这个理论的精髓。采样频率不足导致的是再高的adc精度,也获取不到精度足够的电压信号,必 ...

先搞清楚采样跟量化分别是啥再来民科吧
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发表于 2021-1-14 16:58 来自手机 | 显示全部楼层
不是,你看了半天采样定律,都没看到小于两个字,然后举了个频率等于二分之一采样率的例子???

—— 来自 samsung SM-G9810, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.3.0
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发表于 2021-1-14 17:00 来自手机 | 显示全部楼层
islxyqwe 发表于 2021-1-14 16:58
不是,你看了半天采样定律,都没看到小于两个字,然后举了个频率等于二分之一采样率的例子???

—— 来 ...

确实吧,一个混叠扯半天我也是想不到的
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发表于 2021-1-14 17:03 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2021-1-14 17:15 | 显示全部楼层
暗铁 发表于 2021-1-14 15:30
人耳的辨别能力太差了,跟人眼没法比,整那么多最后都是心理安慰居多

—— 来自 samsung SM-G9650, ...

显示器色彩只有8bit,斜眼 THD.PNG
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发表于 2021-1-14 17:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 手撕寿司 于 2021-1-14 17:23 编辑

怎么又战起来采样率了。

1. 主贴提到的“失真”发生在采集端,并非HiFi发烧友能烧到的内容;

2. 44kHz 这样的格式是为回放设计的。跟采集没关系;

3. 现代录音的采集端通常采用高采样率,高量化数方案。。混音后才压制成44kHz的。

总之,HiFi的极限是让你能听到和混音后相同的效果,关心这之前的流程并没什么乱用。与其关心怎么录音,不如关心混音师工作时耳朵堵没堵,那天心情怎么样~

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发表于 2021-1-14 17:19 | 显示全部楼层
1. 采样定理的适用条件
2. DAC的频率补偿
思而不学则殆
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发表于 2021-1-14 18:08 | 显示全部楼层
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发表于 2021-1-14 18:13 来自手机 | 显示全部楼层
几十个回复竟然没有一个讲傅立叶变换,难道s1都只有中学文化吗?
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 楼主| 发表于 2021-1-14 18:28 来自手机 | 显示全部楼层
手撕寿司 发表于 2021-1-14 17:16
怎么又战起来采样率了。

1. 主贴提到的“失真”发生在采集端,并非HiFi发烧友能烧到的内容;

你说的对。但是我还是疑惑,高采样率的母带压到44khz的文件内,是不是还是同样发生波峰波谷被削掉的问题?
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发表于 2021-1-14 18:36 | 显示全部楼层
win8 发表于 2021-1-14 18:28
你说的对。但是我还是疑惑,高采样率的母带压到44khz的文件内,是不是还是同样发生波峰波谷被削掉的问题 ...

https://www.maximintegrated.com/ ... p-notes/3/3853.html
EQUALIZING TECHNIQUES FLATTEN DAC FREQUENCY RESPONSE

唐马儒发的链接里有
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发表于 2021-1-14 18:40 | 显示全部楼层
win8 发表于 2021-1-14 18:28
你说的对。但是我还是疑惑,高采样率的母带压到44khz的文件内,是不是还是同样发生波峰波谷被削掉的问题 ...

会的~就是抽取嘛,和你画的这个意思差不多

但这一问题同样只是在接近奈奎斯特频率处更明显,即越高频越厉害。

这导出两个问题:

1. 我们录音时会不会有这么高频的信号被录进去?
答案是非常少。。。这个你可以看看自己常听的音乐的频谱,看看10kHz往上走到底有多少能量~

2.人耳对这部分失真敏感吗?
这个问题太容易抬杠了。。谁也没法否认别人金耳朵多敏感~
我只说我自己,自测很难听出来一个高频信号3dB以内的幅度变化
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 楼主| 发表于 2021-1-14 18:53 来自手机 | 显示全部楼层
islxyqwe 发表于 2021-1-14 16:58
不是,你看了半天采样定律,都没看到小于两个字,然后举了个频率等于二分之一采样率的例子???

—— 来 ...

极限思想,也错不到哪里去。用excel模拟了44k采样20khz正弦,意思一下 未命名2..png

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发表于 2021-1-14 19:14 来自手机 | 显示全部楼层
win8 发表于 2021-1-14 18:28
你说的对。但是我还是疑惑,高采样率的母带压到44khz的文件内,是不是还是同样发生波峰波谷被削掉的问题 ...

先通过一个锐截止的低通滤波
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发表于 2021-1-14 19:15 来自手机 | 显示全部楼层
win8 发表于 2021-1-14 18:53
极限思想,也错不到哪里去。用excel模拟了44k采样20khz正弦,意思一下

采样前20khz都低通滤波滤没了
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发表于 2021-1-14 21:19 来自手机 | 显示全部楼层
不太懂,每个点记录的数据是频率,不是波形的一个点吧?
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发表于 2021-1-14 21:45 | 显示全部楼层
dvd6 发表于 2021-1-14 21:19
不太懂,每个点记录的数据是频率,不是波形的一个点吧?

单个点是没法有频率这个量的,采样都是在时域上对幅度的采样。采样定律要求采样频率大于目标波形最高频率的2倍,楼主这样刚好两倍是不行的。而且楼主还原波形的方法也完全不对。

而且 CD 是 44kHz 不代表录音室采集的时候是 44kHz。实际录音过程中,有时候会采用远高于2倍频率的频率超采样,低通滤波之后就可以消除一定的噪音打到更好的效果。然后实际发售的时候,通过采样率转换转换为 44kHz 发售,因为根据采样定律 44kHz 足以将人能听到的音频恢复。超采样只是为了方便进一步处理,你可以理解为修照片需要 Raw 一样,卖给消费者的音频完全没有必要超过 44kHz

要完全理解这套东西需要去学《信号与系统》,看完就明白了。不想看就直接记住采样定律的结论,不要搞楼主这样的聪明
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发表于 2021-1-14 22:16 | 显示全部楼层
str007 发表于 2021-1-14 16:10
http://abx.digitalfeed.net/itunes.html

以上链接是 lossless vs iTunes 256kbps AAC,还有多种测试可选

你这跟楼主说的两码事。楼主说的是采样范围,不是无损。
高质量24/96有损(MQA)的听感是要好于16/44.1的无损的
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发表于 2021-1-14 22:49 来自手机 | 显示全部楼层
为啥要跟民科对峙?信号与系统直接拍脸上完事了。另外还需要离散数学。
请民科发帖去民科吧。会找到组织的。

—— 来自 HUAWEI LIO-AN00, Android 10上的 S1Next-鹅版 v2.4.4
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发表于 2021-1-14 23:10 | 显示全部楼层
本帖最后由 手撕寿司 于 2021-1-14 23:16 编辑

怒喷一下楼上几个动辄想拿《信号与系统》拍人脸的

楼主说的是很实在的问题,【民科】标签是为了谦虚

还有提傅立叶变换,上过大学记得几个名词很厉害吗

人家在时域上提问题,你讲不明白说明本事没学到家

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acalephs -1 强行时域分析他更看不懂
disrupt -1 思路广

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发表于 2021-1-14 23:35 来自手机 | 显示全部楼层
输出之前升采样再做sinc插值就可以消除这一问题

采样定理可以认为是给出了有限带宽信号的压缩极限和压缩方法,但是你要去解压缩(复原)的
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