声音数字化是指将模拟的声音信号转换为数字信号的过程。这个过程通常包括采样、量化和编码三个步骤。
1. 采样:采样是声音数字化的第一步,它是指将连续的声音信号转换为离散的样本。采样频率是指每秒采集的声音样本数量,采样率越高,声音的质量越好。例如,一个48khz的音频设备可以每秒采集48000个样本,而一个22.05khz的设备只能每秒采集22050个样本。
2. 量化:量化是将每个样本的幅度值(如振幅)转换为二进制数的过程。量化位数决定了声音的动态范围。例如,8位量化的音频信号可以表示的最大振幅为16384(即2^8=256),而16位量化的音频信号可以表示的最大振幅为65536(即2^16=65536)。
3. 编码:编码是将量化后的二进制数转换为数字信号的过程。常用的编码方法有脉冲编码调制(PCM)、差分脉冲编码调制(DPCM)和自适应差分脉冲编码调制(ADPC)。其中,PCM是一种线性编码方法,它将每个采样点的值映射到一个字节,使得每个采样点的波形信息都能被保留下来。DPCM是一种非线性编码方法,它通过预测误差来补偿量化误差,使得在相同采样率下,不同质量的音频文件具有相同的音质。ADPC是一种混合编码方法,它结合了PCM和DPCM的优点,既能保留波形信息,又能减少数据量。
总之,声音数字化是通过采样、量化和编码这三个步骤来实现的。采样、量化和编码的选择对声音质量有很大影响,因此在实际应用中需要根据需求选择合适的参数。