相信不少人在音頻採集處理的時候，會遇到這樣的設置界面，那採樣率、比特率、通道這樣的術語，代表的是什麼意思呢？
圖1
1、基本常識
- 頻率的單位是HZ，中文爲赫茲，是電，磁，聲波和機械振動每秒的週期次數(週期/秒)。
- 人類的耳朵能聽到的聲音頻率範圍爲20Hz～20000Hz，如果低於這個範圍的話就叫做次聲波，而若是高於這個範圍的則是叫做超聲波。無論次聲波和超聲波，耳朵都覺察不到
- 人發出的聲音信號爲模擬信號，想要在計算機上處理的話，必須把它們轉爲數字信號，這個轉換過程叫模數轉換。
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(模擬信號示例)![]()
（數字信號示例）
- 對於人聲信號而言，處理一般經過以下步驟：
人嘴說話——>聲電轉換——>採樣（模數轉換）——>量化（將數字信號用適當的數值表示）
——>編碼（數據壓縮）——>傳輸（網絡或者其他方式）——>解碼（數據還原）
——>反採樣（數模轉換）——>電聲轉換——>人耳聽聲。
2、採樣率是什麼？（即圖1的44100Hz）
採樣率，又叫採樣頻率、取樣頻率。我們把人聲模擬信號（簡單理解爲正弦波或餘弦波）轉爲計算機識別得到的數字信號（可以理解爲0101010101比特位），需要對聲音樣本進行採樣（即模數轉換）。根據耐奎斯特（NYQUIST）採樣定理，用兩倍於一個正弦波的頻繁率進行採樣就能完全真實地還原該波形。
因此，我們在單位時間內，對原始聲音讀取採樣的次數越多，得到聲音數據就越多，對信號波形的表示也越精確。在後續數字化處理中，聲音還原就越真實、自然。所以採樣率就是：錄音設備在一秒鐘內對聲音信號的採樣次數。
- 採樣率越高，聲音的質量越好，所表現的頻率範圍越大。
- 高採樣率，會使文件變得很大，加上人耳的分辨率非常有限，高了也幾乎聽不出區別，沒什麼意義。
- 採樣頻率一般共分爲22.05KHz、44.1KHz、48KHz三個等級。
22.05 KHz 只能達到FM廣播的聲音品質，
44.1KHz 理論上的CD音質界限（可以表現的頻率範圍：0Hz - 22050Hz）
48KHz 可達到DVD音質 （可以表現的頻率範圍：0Hz - 24000Hz）
PS：爲什麼CD採樣率會採用44.1KHz 這個數值呢？
最早期的數碼錄音設備，就是一個PCM編碼器加一部錄像機！世界上的錄像機主要有兩大制式：歐洲的PAL制式和美國日本的NTSC制式。PAL制式，場頻50Hz，行頻15625Hz，每一場625條掃描線。NTSC制式，場頻59.94Hz（接近但不是60Hz），行頻15575Hz，每一場525條掃描線。
適用於PAL制式錄像機的編碼器，其採樣頻率就是44.1kHz。適用於NTSC制式錄像機的編碼器，其採樣頻率就是44.056。早期，日本確有一些採用44.056kHz採用頻率的數碼錄音，但後來統一到44.1kHz了。
那麼44.1和44.056kHz這二個數字是怎麼來的呢？
44,100=294 x 50 x 3
44,056=245 x 59.94 x 3
50Hz和59.94Hz分別是PAL和NTSC的場頻， 294和245是從PAL和NTSC的線數上來的，因爲是隔行掃描的，所以掃描線數要除2。故此PAL的掃描線就變成312.5而NTSC則變成262.5。但在模擬電視時代，爲確保電視畫面內容完整，所以攝像機，錄像機，電視機都採用過掃描技術，最上，最下，最左，最右的部分都給捨去了。因此，無論PAL還是NTSC制式的實際掃描線，都比625和525少。PAL制式下可用掃描線數是294線，而NTSC則是245線。至於x3，則是在一條視頻掃描線的磁跡中，紀錄三個數碼音頻數據塊。於是，就有了上面的式子，就有了44.1kHz。
至於採樣頻率是44.1kHz可以表現的頻率範圍是0Hz - 22050Hz，根據耐奎斯特採樣理論，採樣頻率必須是信號最高頻率的兩倍，才能保證不失真。例如：音頻信號頻率爲20KHz的話，其採樣頻率一般需要40KHz。人耳所能聽到的頻率範圍是20Hz - 20000Hz，20KHz * 2 = 40KHz，考慮到一定的餘量採用44.1KHz。
3、採樣位數是什麼？（即圖1中的"16位"）
也叫採樣值、取樣值。它客觀地反映了數字聲音信號對輸入聲音信號描述的準確程度。8位代表2的8次方--256，16位則代表2的16次方--64K。一段相同的音樂信息，8位聲卡只能處理256個精度單位，而16位聲卡能把它分爲64K個精度單位進行處理。8位採樣的差別在於動態範圍的寬窄，動態範圍寬廣，音量起伏的大小變化就能夠更精細的被記錄下來，如此一來不論是細微的聲音或是強烈的動感震撼，都可以表現的淋漓盡致，而CD音質的採樣規格正式16位採樣的規格。
4、通道數是什麼？（即圖1中的“2通道”）
即聲音的通道的數目。常有單聲道和立體聲之分，單聲道的聲音僅僅能使用一個喇叭發聲（有的也處理成兩個喇叭輸出同一個聲道的聲音），立體聲能夠使兩個喇叭都發聲（一般左右聲道有分工） ，更能感受到空間效果，當然還有很多其它的通道數，如5.1聲道、7.1聲道等。
5、比特率是什麼？
比特率，也叫碼率、位速。
是指在一個數據流中每秒鐘能通過多少比特的數據量。如705kbps，705---k---bit---per---second，表示每秒705600bit的容量。
對於音頻信號而言，必須進行編碼（即數據壓縮）。如果，未經過數據壓縮，直接量化進行傳輸則被稱爲PCM（脈衝編碼調製）。計算一個PCM音頻流的比特率公式爲：比特率 = 採樣率值 × 採樣位數 × 聲道數 bps。
如：一個採樣率爲44.1KHz，採樣大小爲16bit，雙聲道的PCM編碼的WAV文件，它的數據速率則爲 44.1K×16×2 =1411.2 Kbps。我們常說128K的MP3，對應的WAV的參數，就是這個1411.2 Kbps，這個參數也被稱爲數據帶寬，它和ADSL中的帶寬是一個概念。
將比特率除以8，就可以得到這個WAV的數據速率，即176.4KB/s。這表示存儲一秒鐘採樣率爲44.1KHz，採樣大小爲16bit，雙聲道的PCM編碼的音頻信號，需要176.4KB的空間，1分鐘則約爲10.34M，這對大部分用戶是不可接受的，尤其是喜歡在電腦上聽音樂的朋友，要降低磁盤佔用，只有2種方法，降低採樣指標或者壓縮。降低採樣指標是不可取的，因此專家們研發了各種壓縮方案。最原始的有DPCM、ADPCM，其中最出名的爲MP3。所以，採用了數據壓縮以後的比特率遠小於原始碼。
原則上，音頻位速越高質量越好。不過，對於有損壓縮音頻，不同的壓縮算法，即使比特速相同，也會導致音質結果完全不同。
典型代表：96kbps的WMA音頻格式的音質明顯要比96kbps的MP3音質好。爲什麼會這樣呢？因爲不同的壓縮算法，對數據的利用率不同而造成的差異。再舉例，假如MP3壓縮至48kbps以下，已經慘不忍睹，而如果是AAC音頻格式，同樣是48kbps的比特率下，音質明顯比MP3好。
而對於無損壓縮音頻，即使比特率完全不同，但是最後的音質卻相同。比如把同一個WAV文件分別壓縮成FLAC格式和APE格式，得到的文件，比特率是不太相同的，但是音質卻是一樣的。即使是同一種格式，壓縮級別不同，比特率也完全不同，可是最後的結果，音質還是一樣（但編碼解碼時，CPU佔用率不同，編碼時間也不同）。
6、PCM 分別是什麼？
PCM（Pulse Code Modulation）也被稱爲 脈碼編碼調製，用於模擬信號的數字化，簡單點理解，它是錄音後得到的音頻文件格式，特點是聲音數據沒有被壓縮。當然，它可以通過編碼壓縮，變成有損格式的音樂文件（如：amr、MP3、AAC)
常見的PCM音頻數據參數描述方式：
44100HZ 16bit stereo：每秒鐘有 44100 次採樣，採樣數據用 16 位(2字節)記錄，雙聲道(立體聲)
22050HZ 8bit mono：每秒鐘有 22050 次採樣，採樣數據用 8 位(1字節)記錄，單聲道
7、Android的SDK提供了哪些音頻採集API？有什麼區別？
Android SDK 中有兩套音頻採集的API，分別是：MediaRecorder 和 AudioRecord。兩者區別如下：
- 輸出文件格式不同
a）AudioRecord 輸出的是最原始、沒有經過壓縮、PCM格式的音頻文件。
b）MediaRecorder 會對麥克風錄入的音頻數據，設置編碼器，進行編碼壓縮（如AMR、MP3等），最終輸出的是
對應編碼 器（*.anr、*.mp3）格式的文件。
- 代碼邏輯結構不同
MediaRecorder 是對AudioRecord的封裝，內部會創建AudioRecord 用來與AudioFlinger 進行交互。 C++ 層MediaRecorder 創建AudioRecord 類的代碼位於AudioSource 類構造函數中。
- 使用的播放器不同
a）AudioRecord 對應的播放器是AudioTrack。AudioTrack只能播放已經解碼的PCM流或wav格式的音頻文件，因爲wav格式的音頻文件大部分都是PCM流。AudioTrack不創建解碼器，所以只能播放不需要解碼的wav文件。
b）MediaRecorder 對應的播放器是MediaPlayer。可以播放多種格式的聲音文件（MP3、AAC、WAV、OGG、MIDI等）。MediaPlayer會在framework層創建對應的音頻解碼器
c）兩個播放器的區別：MediaPlayer 是對AudioTrack 的封裝。
MediaPlayer在framework層還是會創建AudioTrack，把解碼後的PCM數流傳遞給AudioTrack，AudioTrack再傳遞
給AudioFlinger進行混音，然後才傳遞給硬件播放。
建議：
1、如果只是想簡單地做一個錄音機，錄製音頻文件，就使用 MediaRecorder；
2、如果需要對音頻做進一步的算法處理、或者編碼壓縮、以及網絡傳輸、直播等應用，則建議使用 AudioRecord。
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