有關於96Khz,192khz及Nyquist theory的問題~

討論MP3、WAV、MIDI、WMA甚至其他數位音訊的播放、製作、轉換等。

版主: DearHoney

kalimdor
初學者
文章: 19
註冊時間: 2003-04-24 11:42

有關於96Khz,192khz及Nyquist theory的問題~

文章 kalimdor »

大家好,我有一個很笨的問題想請教各位先進,
因為大部份人耳只對20hz ~20khz有嚮應而已,所以依取樣定理,在做A/D時
,sampling rate為2f max即可重建訊號…
我知道44khz 48khz都有它的歷史意義,但是96khz及192khz我就無法理解了,例如96khz可以重建到48khz訊號但是人又聽不到20khz以上的訊號這樣做有什麼意義嗎 ?_? 更何況是192khz ?_? 還是我對取樣定理有所誤解呢?
oxa
初學者
文章: 16
註冊時間: 2003-02-11 23:11

文章 oxa »

我對這個沒有研究
但是我知道44k,48k,96k,192k,指的是取樣頻率,越高的取樣頻率,能取得越接近原始訊號的波形;而響應頻率 20~20khz則是指一般正常人可以"聽到"的範圍,我想將響應頻率的增大應該是他們相信,人對音樂的感受包含著 人聽到的聲音 與 人感受到的頻率。
JamesT
神人
文章: 1347
註冊時間: 2001-01-04 08:00

文章 JamesT »

Nyquist 取樣理論告訴我們, 當 fs 大於 2f 時, 就可記錄下 f 的資訊。這是數學上的事情。如果做事情都只是在電腦裡面, 那麼就不需要再想太多。

問題在於工程上, Digital to Analog 用 PAM 來做這件事的時候, pulse 都是方方的東西, 要怎麼做才能還原回真正原來圓滑的訊號? 簡單的類比濾波器根本辦不到。

答案就是, 由數位濾波器來幫我們做 Nyquist theory 所需要的數學。其結果就是升頻。

不過, 數位濾波困難重重, 既然如此, 何不乾脆一開始就記錄更多資料, 那就省力多了...
JamesT
神人
文章: 1347
註冊時間: 2001-01-04 08:00

文章 JamesT »

我印象中最早做出 Audio-CD 用的 2x oversampler 和 4x oversampler 的 IC 都是 YAMAHA......

如果有記錯, 請前輩不吝指正, 感謝.......
kalimdor
初學者
文章: 19
註冊時間: 2003-04-24 11:42

文章 kalimdor »

JamesT 寫:Nyquist 取樣理論告訴我們, 當 fs 大於 2f 時, 就可記錄下 f 的資訊。這是數學上的事情。如果做事情都只是在電腦裡面, 那麼就不需要再想太多。

問題在於工程上, Digital to Analog 用 PAM 來做這件事的時候, pulse 都是方方的東西, 要怎麼做才能還原回真正原來圓滑的訊號? 簡單的類比濾波器根本辦不到。

答案就是, 由數位濾波器來幫我們做 Nyquist theory 所需要的數學。其結果就是升頻。

不過, 數位濾波困難重重, 既然如此, 何不乾脆一開始就記錄更多資料, 那就省力多了...
謝謝您的回答 :)
那就是說提高取樣頻率主要是為了方便設計D/A,另外就是維持20hz~20khz訊號的完整性,實際上人還是聽不到20khz以上的訊號所以,我們可以不用考慮
96khz,192khz實際上最多可以重建的訊號,因為在音樂中20khz以上的訊號,人也沒有辦法感受到。
這樣子說不知道有沒有錯 :roll:
suaaa
大師
文章: 113
註冊時間: 2001-01-24 08:00
來自: 台灣

文章 suaaa »

kalimdor 寫: 謝謝您的回答 :)
那就是說提高取樣頻率主要是為了方便設計D/A,另外就是維持20hz~20khz訊號的完整性,實際上人還是聽不到20khz以上的訊號所以,我們可以不用考慮
96khz,192khz實際上最多可以重建的訊號,因為在音樂中20khz以上的訊號,人也沒有辦法感受到。
這樣子說不知道有沒有錯 :roll:
我想你可能有點搞混,取樣頻率的「頻率」不是我們聽的「震動頻率」,
而是每秒取多少點記錄XY的資料

而至於說超過或低於人耳聽力範圍的聲音嘛...
一句話:用感覺的!!!
低於20HZ的聲音,你可以感覺到它的震動(不然大卡車經過你怎麼知道?)
同樣的高於聽力極限(通常是16K)的也是用感覺的...
(感覺像是空間感阿之類的東西.....)
但是,以普通器材來講,能達到播放到12-14K的水準就已經很了不起了...

不知道我的觀念對不對 :roll:
weiliya
初學者
文章: 30
註冊時間: 2001-09-26 08:00

文章 weiliya »

取樣的頻率至好要大於最大頻率的兩倍在理論上才能完全還原
只要有理想的LPF的就可以達到
理想的LPF要達到的話係數要有無限項
也就是硬體和軟體都達不到
非理想的LPF沒辦法將高頻完全濾掉
強度隨離的頻率的多寡決定
越遠越弱(可以看成隨距離的n次方衰減)
經過取樣後 高頻會延展到低頻上
造成訊號的改變
加高取樣頻率可以增加頻譜上的距離
可以減低延展到低頻的強度

不只是如此在加高取樣的情形下
量化雜訊的能量會平均的分布在所有的頻率上
又因總能量相同 所以分布在原頻率上的雜訊相對上的減小

還有加上Noise sharper的技術的話
可以將量化雜訊推到高頻
所以它加高取樣絕對不是沒有用的

至於為何一開始為何不紀錄多一點的呢
有兩個問題
Cost
當時的C/p不等於現在的C/p就是如此罷了
還有當時的硬體可能做不到
WavOX
大師
文章: 168
註冊時間: 2003-02-24 23:34
來自: 香港
聯繫:

文章 WavOX »

其實, 我們用SSRC 或 resampler 將音樂的取樣率調至 88200 S/s 時, 這是否在進行 升頻或 Oversampling 呢?
Applepig
神人
文章: 607
註冊時間: 2001-01-26 08:00
來自: 蘋果豬的秘密基地∼
聯繫:

文章 Applepig »

suaaa 寫: 我想你可能有點搞混,取樣頻率的「頻率」不是我們聽的「震動頻率」,
而是每秒取多少點記錄XY的資料

而至於說超過或低於人耳聽力範圍的聲音嘛...
一句話:用感覺的!!!
低於20HZ的聲音,你可以感覺到它的震動(不然大卡車經過你怎麼知道?)
同樣的高於聽力極限(通常是16K)的也是用感覺的...
(感覺像是空間感阿之類的東西.....)
但是,以普通器材來講,能達到播放到12-14K的水準就已經很了不起了...

不知道我的觀念對不對 :roll:
以小弟平常碰到的情況,我很難對大多數人解釋什麼是「空間感」或「氣氛」之類的事情,更別提聽不到的聲音到底會對那部分造成多大的影響

我比較愛用的解釋方法是「提升聲音的取樣率等於是加高圖片的解析度」,這樣的譬喻大概對電腦有一點概念的人都聽得懂才對


--
對於更沒概念的人,請直接拿馬賽克出來舉例(?)
蘋果豬累積了 500 點經驗值了!
蘋果豬由等級 14 提升到等級 15 了!
蘋果豬學會了新技能「自體復活術」了!

歡迎參觀復活的蘋果豬日記
http://applepig.idv.tw
suaaa
大師
文章: 113
註冊時間: 2001-01-24 08:00
來自: 台灣

文章 suaaa »

Applepig 寫: 以小弟平常碰到的情況,我很難對大多數人解釋什麼是「空間感」或「氣氛」之類的事情,更別提聽不到的聲音到底會對那部分造成多大的影響

我比較愛用的解釋方法是「提升聲音的取樣率等於是加高圖片的解析度」,這樣的譬喻大概對電腦有一點概念的人都聽得懂才對

對於更沒概念的人,請直接拿馬賽克出來舉例(?)
那你何不講更客觀一點:「提升聲音的取樣率差不多等於是加高圖片的解析度」

要明白點的舉例,我也舉一個好了:P
把原本的照片用photoshop轉成更高解析度、更高位元數以後再轉回來,會是同樣的圖嗎?
如果分割的地方(例如非整數倍,但其實整數倍也行啦)不小心不是在整數地方切,那切出來兩塊的顏色是跟那邊?
這樣,在微小地方改變而在巨觀形成的扭曲、失真、變形.....會不會有呢?
那... mpg123+SSRC呢........(回樓上上那篇)
這是指『正確性』的問題,至於說『好不好聽的問題』,道理類似3D繪圖現在常用到的FSAA,或者說是液晶螢幕和CRT顯示出來給人看到的差別,這就是見仁見智的問題囉

類似時間暫停的圖像大家易理解,可是如果兩張圖放在一起,人要分辨頗難
時間流逝的聲音就算只能用「形容」的,有經驗有一定水準設備馬上知道兩者差異
共通語言吧.....只在你有沒有細心、注意的焦點和說的人一不一樣而已
相信你慢慢跟他們講他們會瞭的 :P
而且,那也有助於把一個人的焦點,從「歌詞」、「通俗的旋律」轉移到那一堆人兢兢業業力求完美的上面,而不只是衝到機場街誰接誰這上面
(不過,image&sound這兩個數位的東西拿來互相說明倒是挺方便的)
回覆文章