近日，AudioOnes「本職音頻」主事人歐陽(yáng)鋒在國(guó)潮HiFi公眾號(hào)平臺(tái)撰文《采樣頻率越高越好嗎,？升頻好聽(tīng)嗎,？》，現(xiàn)內(nèi)容轉(zhuǎn)載如下：

在講采樣率是否越高越好之前,，先要花多一點(diǎn)篇幅講講數(shù)字采樣的一個(gè)認(rèn)知問(wèn)題,，因?yàn)槌？吹揭恍┐鬂裾f(shuō)模擬是線性的,，數(shù)字是卡點(diǎn)取樣,，點(diǎn)與點(diǎn)之間有空白,，所以數(shù)字的聲音冷硬。大濕這樣說(shuō),，大部分發(fā)燒友也隨之人云亦云,。

數(shù)字采樣做不到模擬的線性連貫嗎？

模擬信號(hào)在幅度取值上是連續(xù)的,，但連續(xù)并不代表模擬信號(hào)的分辨率是無(wú)限高的,。連續(xù)的含義是某一取值范圍內(nèi)可以取無(wú)窮多個(gè)數(shù)值，它的分辨率被定義為不會(huì)被底噪掩蓋的最小信號(hào),。

而模擬信號(hào)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換,，首先要在時(shí)間上進(jìn)行離散化處理，即在時(shí)間上用有限個(gè)采樣點(diǎn)來(lái)代替連續(xù)無(wú)限的坐標(biāo)位置,。采樣就是從一個(gè)時(shí)間上連續(xù)變化的模擬信號(hào)中取出若干個(gè)有代表性的樣本值,，來(lái)代表這個(gè)連續(xù)變化的模擬信號(hào)。因此,，很多人就開(kāi)動(dòng)腦放,，抓著這個(gè)來(lái)說(shuō)數(shù)字采樣是卡點(diǎn)，點(diǎn)與點(diǎn)之間是不連續(xù)的,，所以信號(hào)有失真,，聲音聽(tīng)上去冷硬薄。

但別忘了采樣還要講采樣頻率,，即在1秒內(nèi)測(cè)定波形的次數(shù),，速度越快可捕捉的頻率越高。如CD的采樣頻率44.1kHz,，就是以每秒44100次的速度來(lái)取得樣本（常見(jiàn)的采樣率還有48kHz,、88.2kHz、96kHz）,，即1秒中有44100個(gè)樣值（88200個(gè)立體聲樣值）,，甚至一些過(guò)采樣技術(shù)會(huì)以基準(zhǔn)采樣頻率的64倍或128倍進(jìn)行采樣！想象一下這些采樣頻率分割時(shí)間的密度,，是可以無(wú)限接近測(cè)定波形的,，別忘了本身模擬波形的分辨率也不是無(wú)限高的。

采樣就像對(duì)測(cè)定波形進(jìn)行“快照”一樣,，這與移動(dòng)的畫(huà)面是由一系列靜止圖像合成的過(guò)程非常相似,。看電影,、動(dòng)畫(huà)片時(shí)你會(huì)感覺(jué)畫(huà)面是一幀一幀的嗎,？人類(lèi)是有視覺(jué)閾限和聽(tīng)覺(jué)閾限的！

數(shù)字音頻真的是因?yàn)榭c(diǎn)采樣而不好聽(tīng)嗎,？

其實(shí)數(shù)字信號(hào)真正的失真來(lái)自于采樣后的量化,。采樣把模擬信號(hào)變成了時(shí)間上的離散的樣值序列,，但每個(gè)樣值的幅度仍然是一個(gè)連續(xù)的模擬量，因此還必須對(duì)其進(jìn)行離散化處理,，將其轉(zhuǎn)換為有限個(gè)離散值,，才能最終用數(shù)碼來(lái)表示其幅值，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為量化,。

同樣,，量化需要講量化精度，就是指用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)字化數(shù)據(jù)的數(shù)字的大小,，數(shù)字越大本底噪聲越小,。比如16bit音頻有65536個(gè)量化值，本底噪聲-96dB,；24bit音頻有16777216個(gè)量化值，本底噪聲-144dB（這是理論上的,，實(shí)際很多更接近-110dB）,。其實(shí)16bit的噪聲已經(jīng)很低了，使用24bit的意義在于運(yùn)算需要,， 因?yàn)樗艹休d更大的動(dòng)態(tài)范圍,，更容易處理高頻噪聲。

不管量化精度如何,，信號(hào)在被量化時(shí)會(huì)引入失真,，包括諧波失真、諧波與低頻成分相混疊而產(chǎn)生的失真,、互調(diào)失真,，以及其他許多我們不希望聽(tīng)到的失真。正是這些失真讓聲音變得刺耳,、失去溫暖感或縱深感,。而對(duì)于數(shù)字域的失真是有很多方法可以控制的。

例如上圖是量化后的正弦波的部分圖像,。由于在兩個(gè)量化數(shù)值之間的信號(hào)無(wú)法分辨,，所以圖中的信號(hào)呈現(xiàn)“階梯狀”的失真。低電平信息完全丟失了,，我們可以采用抖動(dòng)（Dither）來(lái)避免這種失真,。從數(shù)學(xué)上講，抖動(dòng)能完全消除哪些我們不愿聽(tīng)到的失真,，將那些失真轉(zhuǎn)化為一個(gè)固定電平的噪聲,。總之,，抖動(dòng)技術(shù)不但消除了“階梯”失真,，而且還將系統(tǒng)的分辨率提高了好幾個(gè)十進(jìn)制數(shù)量級(jí),。

相應(yīng)地，在D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換時(shí)可以設(shè)置重抖動(dòng),、過(guò)采樣,、低通重建濾波器，以濾除多余的高頻分量,，只把原始信號(hào)頻譜取出來(lái),，并將量化階做平滑處理，將音頻信號(hào)復(fù)原為原始的連續(xù)變化的電壓,。

因此,，如果說(shuō)數(shù)字音頻不好聽(tīng)，只能說(shuō)是設(shè)計(jì)不夠好的數(shù)字音頻產(chǎn)品不好聽(tīng),，就如模擬音頻產(chǎn)品里面也有不好聽(tīng)的產(chǎn)品一樣,。（以上只大致描述模擬轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)模擬，即A/D/A的過(guò)程,，著重介紹采樣和量化的概念,，更詳細(xì)的理論和技術(shù)可閱讀數(shù)字音頻技術(shù)相關(guān)書(shū)籍。）

采樣頻率越高越好嗎,？升頻好聽(tīng)嗎,？

前面說(shuō)了采樣和采樣頻率、量化和量化精度的問(wèn)題,，下面回歸正題,，說(shuō)說(shuō)采樣頻率和升頻。

即使在唱片制作中,，一些錄音工程師也認(rèn)為高采樣頻率制作出的唱片會(huì)更加好聽(tīng),，并具備更高的重放頻率上限，他們還引用高采樣頻率唱片所具備的開(kāi)闊,、溫暖,、寬廣、延展等聲音特征來(lái)支持自己的觀點(diǎn),。但是,，我們不妨從另一個(gè)角度對(duì)比做出解釋?zhuān)菏紫龋^高采樣頻率錄制的聲音中的超高頻是人耳聽(tīng)不見(jiàn)的,，這一客觀局限說(shuō)明寬頻帶帶寬不能成為優(yōu)秀重放聲音質(zhì)量的理由,。既然我們之中大部分人都無(wú)法聽(tīng)到超過(guò)15kHz的聲音，那我們的耳朵又如何能區(qū)分44.1kHz,、96kHz甚至192kHz采樣頻率所造成的聲音差別呢,？

而在音頻回放中，一些音響發(fā)燒友和專(zhuān)業(yè)人士嘗試在數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）之中進(jìn)行采樣頻率上轉(zhuǎn)換,，并給出很多華而不實(shí)的理由來(lái)證明他們的觀點(diǎn),。請(qǐng)記住,，44.1kHz采樣頻率錄制的唱片已經(jīng)經(jīng)過(guò)了濾波處理，不可能包含任何高于22.05kH以上的頻率信息,。采樣頻率上轉(zhuǎn)換（升頻）也不可能生成本來(lái)不存在的頻率信息,。已被母帶大神Bob Katz實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)論是，我們能感知采樣頻率造成的聲音差別主要在于濾波器的設(shè)計(jì),，而不是那些超聲波帶寬,。

看到這，可能有人會(huì)問(wèn)那是不是44.1kHz采樣頻率就足夠了,？音響研究者,、感知編碼科學(xué)的發(fā)明家Jim Johnston對(duì)于人耳的時(shí)域響應(yīng)特性了解頗深。他的研究表明,，處于或接近人耳高頻上限頻點(diǎn)的陡降低通濾波器會(huì)與人耳耳蝸濾波器相互作用產(chǎn)生預(yù)回聲,，這張被人耳認(rèn)為是瞬態(tài)響應(yīng)的缺失，從而模糊聲音的清晰度,。Jim通過(guò)實(shí)驗(yàn)計(jì)算出能夠支持奈奎斯特濾波器足夠平緩地避開(kāi)人耳這種效應(yīng)的最低采樣頻率為50kHz,。因此，如果他的說(shuō)法是正確的,，48kHz的專(zhuān)業(yè)采樣頻率就已經(jīng)足夠了。

所以44.1kHz的采樣頻率也已經(jīng)非常好,。想想錄音公司不論是采用48kHz/24bit或者96kHz/24bit的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制作唱片,，在母帶輸出制作CD時(shí)都要下轉(zhuǎn)換為44.1kHz/16bit。但實(shí)驗(yàn)表明44.1kHz這一采樣頻率向更低采樣頻率（如MP3）轉(zhuǎn)換將會(huì)徹底地降低音質(zhì),，而通過(guò)一個(gè)優(yōu)化的采樣頻率上轉(zhuǎn)換DAC進(jìn)行處理的原96kHz聲音與44.1kHz的結(jié)果相比,，差別是很細(xì)微的。一個(gè)優(yōu)質(zhì)的DAC在使用不同采樣頻率時(shí),，就應(yīng)該展現(xiàn)盡可能少的可聞性差別,。

正如我們?cè)谏弦黄狦eek日記《為什么你的數(shù)播不好聽(tīng),？你根本不懂玩數(shù)播！》中說(shuō)的,，作為消費(fèi)者,，我們根本不清楚錄音公司的原生錄音規(guī)格是48kHz/24bit還是96kHz/24bit，還是更高,？要知道更高規(guī)格的意義在于運(yùn)算時(shí)能承載更大的動(dòng)態(tài)范圍,，方便處理高頻噪聲，但也會(huì)使設(shè)備運(yùn)算負(fù)荷加重,，速度變慢,，對(duì)于文件保存更無(wú)意義,，只會(huì)增加錄音制作和重播的硬件成本（需要更高精度和運(yùn)算速度的設(shè)備）。

我們一直建議AudioOnes數(shù)播用家不用太執(zhí)著于音頻文件的規(guī)格,，CD標(biāo)準(zhǔn)以上的都接受,。目前國(guó)外很多錄音公司數(shù)字文件發(fā)行的專(zhuān)輯大多是96kHz/24bit了，我們也無(wú)需去考究原生錄音規(guī)格是多少,，更無(wú)必要去做升頻處理,，關(guān)鍵還是文件來(lái)源的質(zhì)量保證?？赡苣阋矔?huì)發(fā)現(xiàn)一些352.8kHz/24bit DXD規(guī)格的文件聽(tīng)起來(lái)聲音并不好,，這或者涉及到另一個(gè)話題“錄音質(zhì)量”。

總的來(lái)說(shuō),，數(shù)字音頻就是算術(shù),，其計(jì)算的精度以及工程師（或者工作站）進(jìn)行運(yùn)算的不同方法都會(huì)給最終的聲音帶來(lái)巨大的不同。再一次說(shuō)明,，我們能感知采樣頻率造成的聲音差別主要在于濾波器的設(shè)計(jì),，而不是那些超聲波帶寬。