Sample rate en bitrate van MP3 Part 2

Het aantal cijfers in het geluid is gelijk aan het aantal kleuren op het scherm, wat de hoeveelheid data per sample aangeeft.

Natuurlijk, hoe groter de hoeveelheid gegevens, hoe nauwkeuriger het afspeelgeluid, om het geluid niet te verwarren. van de theepot met het treinfluitje. Op dezelfde manier is het duidelijker en nauwkeuriger voor het beeld, om bloed en ketchup niet te verwarren. [Maar beperkt door de functie van menselijke organen, zijn 16-bits geluid en 24-bits beeld in feite de limieten van gewone mensen, en de hogere cijfers kunnen alleen door instrumenten worden onderscheiden. De telefoon heeft bijvoorbeeld 7-bits geluid gesampled op 3 kHz en de cd heeft 16-bits geluid gesampled op 44,1 kHz, dus de cd is helderder dan de telefoon. ]

Wanneer u de bovenstaande twee concepten begrijpt, is bitrate gemakkelijk te begrijpen. Neem de telefoon als voorbeeld, 3000 samples per seconde, elk sample is 7 bits, dan is de bitrate van de telefoon 21000. En de CD is 44100 samples per seconde, twee kanalen, elk sample is 13 bit PCM-gecodeerd, dus de CD-bit De snelheid is 44100*2*13=1146600, wat betekent dat het CD-gegevensvolume per seconde ongeveer 144 KB is. de capaciteit van een cd is 74 minuten gelijk aan 4440 seconden, dat is 639360KB=640MB.

Geluid is eigenlijk een soort energiegolf, dus het heeft ook de kenmerken van frequentie en amplitude, waarbij de frequentie overeenkomt met de tijdas en de amplitude overeenkomt met de niveau-as. De golf is oneindig glad en de snaar kan worden beschouwd als samengesteld uit ontelbare punten. Omdat de opslagruimte relatief beperkt is, moeten tijdens het digitale coderen de punten van de string worden bemonsterd. Het bemonsteringsproces bestaat uit het extraheren van de frequentiewaarde van een bepaald punt. Het is duidelijk dat hoe meer punten er in één seconde worden geëxtraheerd, hoe rijker de frequentie-informatie die kan worden verkregen. Om de golfvorm te herstellen, moeten er twee bemonsteringspunten in één trilling zijn.De hoogste frequentie die kan worden gevoeld is 20kHz, dus om te voldoen aan de auditieve vereisten van het menselijk oor, minimaal 40k monsters per seconde, uitgedrukt in 40kHz, en deze 40kHz is de samplefrequentie. Onze gewone cd heeft een samplefrequentie van 44,1 kHz. Het is niet voldoende om alleen frequentie-informatie te hebben, we moeten ook de energiewaarde van deze frequentie verkrijgen en kwantificeren om de sterkte van het signaal weer te geven. Het aantal kwantiseringsniveaus is een geheel getal van 2, en de steekproefomvang van onze gewone CD-bit is 16 bits, dat wil zeggen 2 tot de macht 16. De steekproefomvang is moeilijker te begrijpen dan de bitsnelheid. het lijkt abstract.Voor een eenvoudig voorbeeld: stel dat een golf 8 keer wordt bemonsterd, en de energiewaarden die overeenkomen met de bemonsteringspunten zijn A1-A8, maar we gebruiken alleen 2-bits bemonsteringsgrootte, als resultaat kunnen we alleen de 4-puntswaarden in A1-A8 en gooi de andere 4 weg. Als we de 3bit-samplegrootte gebruiken, wordt alle 8-puntsinformatie vastgelegd. Hoe hoger de bemonsteringsfrequentie en de bemonsteringsgrootte, hoe dichter de opgenomen golfvorm bij het oorspronkelijke signaal ligt.

MP3-samplefrequentie en bitsnelheid

Wanneer we naar mp3 luisteren en films kijken, zullen we twee parameters opmerken.

De meest voorkomende zijn 44,1 KHz sample rate en 192 Kbps bit rate. Dus wat is de sample rate en wat is de bitrate? Wat is de relatie tussen hen? Uitleggen:

Het proces van het omzetten van een analoog audiosignaal naar een digitaal audiosignaal wordt sampling genoemd. In een notendop, hoeveel datapunten zijn er nodig om een ​​geluid van 1 seconde op te nemen via golfvormsampling. Bijvoorbeeld: de geluidssamplefrequentie van 44,1 KHz komt overeen met het besteden van 44.000 datapunten om de geluidsgolfvorm gedurende 1 seconde te beschrijven. In principe geldt: hoe hoger de samplefrequentie, hoe beter de geluidskwaliteit; bemonsteringsfrequentie is over het algemeen verdeeld in drie niveaus: 22,05 KHz, 44,1 KHz en 48 KHz; 22,05 KHz kan alleen de geluidskwaliteit van FM-radio bereiken, en 44,1 KHz is de theoretische limiet van de geluidskwaliteit van cd’s, 48 ​​KHz heeft de dvd-kwaliteit bereikt.

Bemonsteringsfrequentie verwijst naar de bemonsteringsfrequentie bij het converteren van geluid (analoog signaal) naar mp3 (digitaal signaal), d.w.z. hoeveel datapunten worden gesampled per tijdseenheid. (De gegevens voor een bemonsteringspunt zijn 8 (of zelfs meer) bits lang.)

Bitsnelheid verwijst naar het aantal bits (bits) dat per seconde wordt verzonden. De eenheid is bps (bits per seconde). Hoe hoger de bitrate, hoe meer gegevens worden verzonden en hoe beter de geluidskwaliteit.

Het kan worden gezegd dat de bemonsteringssnelheid en bitsnelheid vergelijkbaar zijn met de horizontale en verticale coördinaten op de coördinatenas. De bemonsteringsfrequentie op de abscis vertegenwoordigt de gegevenspunten die per seconde worden bemonsterd. De bitsnelheid op de ordinaat vertegenwoordigt de precisie bij het kwantificeren van analoge grootheden met digitale grootheden.

De samplefrequentie is vergelijkbaar met het aantal frames van bewegende beelden. De bemonsteringsfrequentie van films is bijvoorbeeld 24 Hz, de bemonsteringsfrequentie van het PAL-formaat is 25 Hz en de bemonsteringsfrequentie van het NTSC-formaat is 30 Hz. Wanneer we stilstaande beelden afspelen die zijn gesampled met dezelfde snelheid als de bemonsteringsfrequentie, we zien een doorlopend beeld. Op dezelfde manier is er een continu geluid hoorbaar wanneer een CD die is opgenomen met een bemonsteringsfrequentie van 44,1 kHz met dezelfde snelheid wordt afgespeeld. Het is duidelijk dat hoe hoger de samplefrequentie, hoe coherenter het geluid zal worden gehoord en het beeld zal worden gezien. [Natuurlijk is de bemonsteringssnelheid die menselijke auditieve en visuele organen kunnen onderscheiden beperkt, wat in wezen hoger is dan geluid gesampled op 44,1 kHz, en de meeste mensen hebben het verschil niet opgemerkt. ]

Kwaliteit (bitsnelheid)

In multimediatechnologie wordt kwaliteit vaak gebruikt om het effect van audio te beoordelen, en kwaliteit is hier eigenlijk bitrate.

1. Inleiding
2 geluidsregeling
3 coderingsmodus:
Inleidingverzending bewerken:
De term kwaliteit wordt veel gebruikt.
In multimediatechnologie wordt kwaliteit vaak gebruikt om het effect van audio te beoordelen, en kwaliteit is hier eigenlijk bitrate.
In WINDOWS wordt het “bitrate” genoemd en bij sommige spelers wordt het beschreven als “bitrate”.
Kwaliteit verwijst naar de bitsnelheid waarmee digitaal geluid wordt omgezet van analoog naar digitaal. Hoe hoger de bitrate, hoe beter de kwaliteit van het herstelde geluid.
geluidsregeling stream bewerken
16 Kbps = telefoonkwaliteit
24 Kbps = telefoonkwaliteit verhogen, kortegolftransmissie, langegolftransmissie, Europese standaard middengolftransmissie
40 Kbps = Amerikaanse standaard middengolftransmissie
56Kbps=Stem
64 Kbps = stem versterken (beste bitrate-instelling voor beltonen voor mobiele telefoons, beste instelling voor mono-mp3-spelers voor mobiele telefoons)
112 Kbps = FM-stereo-uitzending FM 128 Kbps = tape (beste instelling voor stereo-mp3-speler voor mobiele telefoons, beste instelling voor low-end mp3-speler)
160 Kbps = HIFI high fidelity (beste instelling voor mid tot high-end mp3-spelers)
192Kbps=CD (beste instelling voor high-end MP3-spelers)
256Kbps=Studio Music Studio (voor muziekliefhebbers)
Met de vooruitgang van de technologie wordt de kwaliteit van muziek zelfs steeds hoger, de hoogste kwaliteit van MP3 is 320 Kbps, maar sommige formaten kunnen een hogere geluidskwaliteit bereiken.
Het opkomende APE-audioformaat kan bijvoorbeeld een echte audiofiele geluidskwaliteit zonder verlies en een kleiner volume bieden dan het WAV-formaat, en de kwaliteit ervan is meestal 550 kbps-950 kbps.
coderingsmodus stream bewerken
VBR (Variable Bitrate) Dynamische bitrate betekent dat er geen vaste bitrate is. De compressiesoftware bepaalt onmiddellijk welke bitrate moet worden gebruikt op basis van de audiogegevens die worden gecomprimeerd. Dit is een methode die kwaliteit als uitgangspunt neemt en rekening houdt met de bestandsgrootte. De aanbevolen coderingsmodus;
ABR Average Bit Rate (Average Bit Rate) is een interpolatieparameter van VBR. LAME heeft deze coderingsmodus gemaakt als reactie op de lage bestandsvolumeverhouding van CBR en de variabele grootte van bestanden die door VBR worden gegenereerd. Binnen de opgegeven bestandsgrootte neemt ABR elke 50 frames (ongeveer 1 seconde voor 30 frames) als een segment. Hoogfrequente en ongevoelige frequenties gebruiken relatief weinig verkeer, en laagfrequente en grote dynamische prestaties gebruiken veel verkeer, dat kan worden gebruikt als VBR en CBR, een compromisoptie.
CBR (constante bitrate), constante bitrate betekent dat het bestand van begin tot eind één bitrate heeft. In vergelijking met VBR en ABR is de gecomprimeerde bestandsgrootte erg groot en zal de geluidskwaliteit niet significant verbeteren in vergelijking met VBR en ABR.