我们听到的声音信号是怎么转换的?

发布网友 发布时间：2022-05-09 17:38

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热心网友 时间：2023-10-10 21:44

声音是一种机械波，人的鼓膜感受到声波的振动，并通过听觉神经传给大脑，于是我们就听到了声音。声波的振动幅度越大，所听到的声音就越响，而声波振动的频率越高，我们听到的声音就越尖细。一般来说，正常人的耳朵只能分辨频率从20赫兹到22千赫之间的声音。低于20赫兹的声音叫做次声波，高于22千赫的声音叫做超声波。

声音是一种模拟信号，而电脑只能处理数字信息0和1。因此，首先要把模拟的声音信号变成电脑能够识别处理的数字信号，这个过程称为数字化，也叫模数转换。在电脑对数字化后的声音信号处理完后，得到的依然是数字信号。如果把它们直接送给音箱，那你根本就听不懂。因此，必须把数字声音信号转变成模拟声音信号，然后再输出到音箱，这个过程叫做数模转换。 把声音数字化一般分两个步骤来完成：采样和量化。
首先，对模拟声音信号进行采样。这个过程的实际操作是：每隔一个很短的时间对模拟声音信号取一个样本，也就是获取模拟声音信号在这时的电压值，我们把每一秒钟之内采样的次数叫做采样频率，国际单位制中的单位是赫兹。一般来说，采样频率要达到原始声音信号最高频率的两倍以上，才能较好地保证原始模拟信号在数字化后不失真。人耳能听到的声音的最高频率是22千赫，所以要达到比较好的数字化效果，采样频率要在44千赫以上，相当于每秒钟要采样四万四千次。
然后，再对每个采样样本进行数字化处理。一般比较常用的是使用八位或者十六位量化精度。所谓八位量化（八位编码），就是把声音的音量从最小值到最大值之间分成28，也就是256个等级。每个等级对应的数字编码从0到256，用一个字节来表示，而每个采样样本的音量就近似地对应这256个等级中的一个，也就相应地获得一个数字编码。而十六位量化与八位量化在原理上没有本质的区别，只是十六位量化把音量分成了65536个等级，这样数字化后的声音将更加*真。
超过十六位的量化精度，正常人的耳朵也分辨不出来，所以现在最常用的是采用十六位量化来处理声音。 单声道和立体声——立体声叫做双声道，它是把声音分成左右两个独立的声道分别进行处理。而单声道则只有一个声道。
以上的数字化过程都是由安装在电脑中的声卡来完成的。经过数字化后的声音数据在电脑的硬盘中存储为文件。最常见的声音文件格式就是Wave文件，在Windows 10操作系统中，它的扩展名为.wav。 Wave文件的大小与数字化过程中使用的采样频率和量化精度有直接关系。如44千赫采样频率、十六位量化精度的双声道Wave文件大小是10兆字节/分钟。

热心网友 时间：2023-10-10 21:45

终归声音是可以用数字表示的，图形也一样，电脑就是二进制数字，信息不管是什么，都用二进制数字来代替，本质上电脑跟纸笔计算和记录的纸没差别