数字音频信号处理名词解释
摘自台湾网友LukeLo的漫谈数字音乐,DearHoney 数位音乐工作室
Pre-emphasis Pre-emphasis 就是在录音的时候将高频讯号放大,放音时再把讯号用同样的倍率缩小以还原波形 (De-emphasis) ,在类比录音的时代,这个技巧的主要用途是作为提高讯噪比。例如广播发送时将频率 1500Hz to 2000Hz 以上以每八度音 6dB 的倍率提高讯号,或是 LP 唱片 (LP) 在录制时的 RIAA( 美国唱片工业协会 ) 等化曲线 ( 不过这曲线的制定目的主要与 LP 的结构有关,且放大讯号不只高频而已 ) ,以及录音带用的杜比抑噪系统,都是使用同样的原理。在数位的领域, Pre-emphasis 的主要用意在于降低量化失真,因为一般的音乐讯号高频段往往振幅比较小,而且越高的频率振幅越小,所以从 PCM 取样的原理中我们可以发现这些小振幅会被分配到较少数的 bits 来记录,这样有效描述振幅的数字就变小了,与原波型的误差就变大了,因此我们使用 Pre-emphasis 的技巧先增加高频振幅再取样来降低高频量化失真。使用这功能的音乐 CD 非常少见,推测是因为 Pre-emphasis 和 De-emphasis 这一来一回的计算,反而造成了更大的失真。就笔者所知原版风之谷原声带就有用到 Pre-Emphasis 的技巧。而之前提到的 .wav 档头也有纪录这项资讯。
Supersampling(Oversampling) Supersampling 字面上的翻译叫做超取样,原理是从已有的数位讯号经过内插补点计算得到取样点间的讯号大小,例如把 44.1kHz 的讯号转成 88.2kHz 的讯号。超取样并不能帮我们把更多的细节从量化失真中找回来,它的主要用意是帮助我们获得更正确的类比讯号。怎么说是更正确的呢?从之前关于 PCM 取样的介绍我们知道越高频的讯号被取样的次数就会越少,想像一个 20kHz 的正弦波经过 44.1kHz 的取样,一个周期分不到三个取样点,要从这三个取样点算出原来的正弦波理论上是可以办到的,问题是对于实际上的数位电路这样的计算是非常繁杂的,因此发展出来了各种取巧的方式希望能藉由较简单的计算得到接近原波型的结果,超取样算是其中的一种方法,用意是为了重建高频讯号。我们通常会听到几倍几倍超取样的字眼,所谓的几倍就是原来取样率的几倍,一般较常听到的是八倍超取样。