维基百科：音乐文件的码率与采样率科普

女皇萌雨 · 发表于 2015-7-8 14:14:52

本帖最后由孟雨亲王于 2015-7-8 14:30 编辑

图中44100Hz即采样率，320kbps即码率。

如感觉理解本文吃力，可以只看加粗和带颜色部分，然后直奔结尾的结论。

一、码率

在数字多媒体领域，比特率（Bit rate，变量R）是单位时间播放连续的媒体如压缩后的音频或视频的比特数量。在这个意义上讲，它相当于术语数字带宽消耗量，或吞吐量。

比特率规定使用“比特每秒”（bit/s或bps）为单位，经常和国际单位制词头关联在一起，如“千”（kbit/s或kbps），“兆”（Mbit/s或Mbps），“吉”（Gbit/s或Gbps）和“太”（Tbit/s或Tbps）。

1,000 bps    = 【1 kbps】 =    1,000 bit/s
1,000,000 bps    = 【1 Mbps】 =    1,000,000 bit/s
1,000,000,000 bps    = 【1 Gbps】 =    1,000,000,000 bit/s

虽然经常作为"速度"的参考，比特率并不测量"距离"/时间，而是被传输或者被处理的"二进制码数量"/时间，所以应该把它和传播速度区分开来，传播速度依赖于传输的介质并且有通常的物理意义。

二、多媒体的比特率

多媒体行业在指音频或者视频在单位时间内的数据传输率时通常使用码流或码率，单位是kbps（千位每秒）。

在数字多媒体领域，比特率代表了信息的数量，更详细地说，存储了一个记录的每单位时间。比特率和以下几个因素相关：

原始物质也许取样在不同的频率里
取样可能使用了不同数量的比特
数据可能按照不同的方式编码
信息可能用不同的算法或不同的程度进行数字压缩

通常，以上因素的选择的目的是在比特率的最小化和播放介质时最优化之间达到理想的平衡。

一般原始的多媒体文件都比较大，为了便于使用需要对其进行压缩，而码流就对应了压缩时的取样率，单位时间内取样率越大，精度就越高，处理出来的文件就越接近原始文件，但是文件也会越大。

如果有损数据压缩应用在音频或虚拟数据，不同于原始的信号被引入，如果压缩是进行了，或有损数据被解压或还原，显而易见形成压缩有损。这些是否影响到质量，如果是程度依赖于压缩的方式，编码的力度，输入数据的特性，听众的感觉，听众对有损的熟悉和视听环境。

专家和高保真音响爱好者可能在很多情况下可以察觉有损，而普通的听众不会。

这一章的比特率大体上指普通听众在典型的视听环境，使用最有效的压缩，而与参考标准相比不感到明显的噪音的最小值。

对于在线视频来说，如果是1M的宽带，在网上只能看码流不超过125kbps的视频，超过125kbps的视频只能等视频缓冲才能顺利观看。

音频（MP3）

32 kbit/s—MW（AM）质量
96 kbit/s—FM质量
128 - 160 kbit/s –相当好的质量，有时有明显差别
192 kbit/s—优良质量，偶尔有差别
224 - 320 kbit/s—高质量

其它音频

800 bit/s –能够分辨的语音所需最低码率（需使用专用的FS-1015 语音编解码器）
8 kbit/s—电话质量（使用语音编码）
32-500 kbit/s -- Ogg Vorbis中使用的有损音频模式
500 kbit/s–1 Mbit/s—无损音频，格式为FLAC,ALAC,WavPack或Monkey's Audio
1411.2 kbit/s—脉冲编码调制（PCM）声音格式为光盘（CD）的数字音频
5644.8 kbit/s—SACD使用的Direct Stream Digital格式

视频

16 kbit/s—可视电话质量（用户可以接受的"说话的头"照片的最低要求）
128 – 384 kbit/s—商业导向的视频会议系统质量
1 Mbit/s—VHS质量
1.25 Mbit/s – VCD质量（使用MPEG1压缩）
5 Mbit/s—DVD质量（使用MPEG2压缩）
8 – 15 Mbit/s—高清晰度电视（HDTV）质量（使用H.264压缩）
29.4 Mbit/s（最高）– HD DVD质量
40 Mbit/s（最高）– 蓝光光盘（Blu-ray Disc）质量（使用MPEG2、H.264或VC-1压缩）
440或880 Mbit/s – Sony HDCAM SR质量（SQ/HQ）

说明

由于技术原因（硬件/软件协议，管理费用，编码方案等），实际比特率在一些参考设备上明显高于上面的表格。比如：

电话电路使用µlaw或者A-law 压缩扩展（脉冲编码调制）— 64 kbit/s
CDs使用CDDA格式—1.4 Mbit/s

三、固定码率与可变码率

固定码率（英语：Constant bitrate，简称CBR）这是一个用来形容通信服务质量（QoS，Quality of Service）的术语。

当形容编解码器的时候，CBR编码指的是编码器的输出码率（或者解码器的输入码率）应该是固定制（常数）。当在一个带宽受限的信道中进行多媒体通讯的时候CBR是非常有用的，因为这时候受限的是最高码率，CBR可以更容易的使用这样的信道。但是CBR不适合进行存储，因为CBR将导致没有足够的码率对复杂的内容部分进行编码（从而导致质量下降），同时在简单的内容部分会浪费一些码率。

大部分编码方案的输出都是可变长的码字，例如霍夫曼编码或者游程编码（run-length coding），这使得编码器很难做到完美的CBR。编码器可以通过调整量化（进而调整编码质量）来部分的解决这个问题，如果同时使用填充码来完美的达到CBR。（有时候，CBR也指一种非常简单的编码方案，比如将一个16位精度的音频数据流通过抽样得到一个8位精度的数据流）

可变码率（英语：Variable bitrate，简称VBR）这是一个用来形容通信服务质量（QoS for Quality of Service）的术语。

例如，使用MP3格式的音频编解码器，音频文件可以以8~320kbps的可变码率进行压缩，得到相对小的文件来节约存储空间。MP3格式的文件格式是*.mp3。

当形容编解码器的时候，VBR编码指的是编码器的输出码率（或者解码器的输入码率）可以根据编码器的输入源信号的复杂度自适应的调整，目的是达到保持输出质量保持不变而不是保持输出码率保持不变。VBR适用于存储（不太适用于流式传输），可以更有效地利用有限的存储空间：用比较多的码字对复杂度高的段进行编码，用比较少的码字对复杂度低的段进行编码。

像Vorbis这样的编解码器和几乎所有的视频编解码器内在的都是VBR的。*.mp3文件也可以以VBR的方式进行编码。

四、采样率

采样率（也称为采样速度或者采样频率）定义了每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，它用赫兹（Hz）来表示。采样频率的倒数叫作采样周期或采样时间，它是采样之间的时间间隔。注意不要将采样率与比特率（bit rate，亦称“位速率”）相混淆。

采样频率只能用于周期性采样的采样器，对于非周期性采样的采样器没有规则限制。

采样频率的常用的表示符号是fs。

五、采样定理

采样定理表明采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍，另外一种等同的说法是奈奎斯特频率必须大于被采样信号的带宽。

如果信号的带宽是100Hz，那么为了避免混叠现象采样频率必须大于200Hz。

换句话说就是采样频率必须至少是信号中最大频率分量频率的两倍，否则就不能从信号采样中恢复原始信号。

六、多媒体的采样率

视频

在模拟视频中，采样率定义为帧频和场频，而不是概念上的像素时钟。图像采样频率是传感器积分周期的循环速度。由于积分周期远远小于重复所需时间，采样频率可能与采样时间的倒数不同。

50 Hz - PAL视频
60 / 1.001 Hz - NTSC视频

当模拟视频转换为数字视频的时候，出现另外一种不同的采样过程，这次是使用像素频率。一些常见的像素采样率有：

13.5 MHz - CCIR 601、D1 video

高频luminance成分的混淆现象作为moiré pattern出现。

音频

在数字音频领域，常用的采样率有：

8,000 Hz - 电话所用采样率，对于人的说话已经足够
11,025 Hz
22,050 Hz - 无线电广播所用采样率
32,000 Hz - miniDV数码视频camcorder、DAT（LP mode）所用采样率
44,100 Hz - 音频CD,也常用于MPEG-1音频（VCD, SVCD, MP3）所用采样率
47,250 Hz - Nippon Columbia（Denon）开发的世界上第一个商用PCM录音机所用采样率
48,000 Hz - miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影和专业音频所用的数字声音所用采样率
50,000 Hz - 二十世纪七十年代后期出现的3M和Soundstream开发的第一款商用数字录音机所用采样率
50,400 Hz - 三菱X-80数字录音机所用所用采样率
96,000或者192,000 Hz - DVD-Audio、一些LPCM DVD音轨、Blu-ray Disc（蓝光盘）音轨、和HD-DVD（高清晰度DVD）音轨所用所用采样率
2.8224 MHz - SACD、索尼和飞利浦联合开发的称为Direct Stream Digital的1位sigma-delta modulation过程所用采样率。

简单地说，码率和采样率越高，音质越好，音乐文件体积越大。