採樣率轉換器

一種採樣率轉換器(200),用於把包括多個按照某一採樣率的輸入樣本(X)的輸入數據流轉換為包括多個按照另外一種採樣率的輸出樣本(Y)的輸出數據流。該轉換器利用插值法,即利用一整數累計器(220)來跟蹤輸入樣本與輸出樣本之間的時序關係。該方法根據累計器的數值,判斷是否採用了正確的輸入樣本來計算當前輸出樣本。如果為“是”,則輸出樣本被作為輸入樣本和該累計器數值的一個函式而計算。該轉換器使基於表格的轉換法具有魯棒性,而不需要預先計算並存儲表格,簡化所涉及的計算,並且不易受數值捨入誤差的影響。 

採樣率轉換器
Sample Rate Convertor
Intel在制定AC'97規範時,為了降低元件的成本,規定凡是符合AC'97規範的元件必定要經歷一個音源的處理過程,即將所有的信號轉換成統一的採樣率進行傳輸。但這個處理過程也帶來了一個相當令人頭疼的問題,如果SRC並非進行整數倍轉換時(如44.1kHz轉換48kHz),就會出現噪音,而噪聲的大小由轉換器本身以及算法的優劣來決定。相比之下硬體的SRC算法會出色很多,據說VIA的ENVY 24晶片可以很好地饒開SRC問題,因為它擺脫了Intel制定的AC'97規範的束縛。
AC'97規範中約定了不少有損音質的操作,其中SRC也就是Sample Rate Convertor採樣頻率轉換器,是最有爭議的操作, AC'97規範約定了音效卡需要 經過一個處理過程,即將所有信號重新轉換成一個統一的採樣率輸出。SRC如果進行了非整數倍的轉換的話,比如44100->48000,會有較大的噪聲或者諧波出現,這些噪聲因轉換器的質量高低、算法好壞而定,不合理的算法會比較嚴重的影響聽感。
SRC的採用為音效卡省下一顆晶振。卻埋下了隱患,SRC通過軟體運算轉換,這樣受驅動版本的影響非常之大,以創新Live!系列為例,SRC品質最好的是Windows Server2003 自帶的驅動,以至於2003推出不久,雖然未能被廣大用戶採用,但Live!驅動卻被剝離出來廣泛流傳!
當然音效卡也有使用硬體SRC的,例如:CS4630音頻加速器,硬體SRC的品質往往大大優於軟體的SRC,SRC品質的好壞的重要性甚至比Codec的檔次更重要。而採用CS4630的音效卡最為著名的就是TurtleBeach Santa Cruz,同時烏龜海岸的這塊音效卡在二手市場上也是最難求到的,不少人為它一擲千金,其中可見SRC的影響。
而作為深受AC'97規範SRC問題之害的創新,也在最近透露了全新一代APU:X-Fi,並著重描述了SRC問題的處理,具體規格如下:
1、更快的核心效率,更為強大且高速的數據處理能力,分為五大關鍵工作模組:SRC(頻率轉換)、Tank Engine(存儲)、Mixer Engine(混音)、Filter Engine(過濾器)以及The Quartet DSP Engine(數字處理器)。
2、SRC(Sample rate conversion)方面將有重大的改善,X-Fi強大的MIPS能力中的70%將用來專門處理SRC,從而改善聲音品質。
3、全新的Band-Splitting技術,使音效卡可以支持更高採樣規格的錄音。
4、獨創的Audio Ring體系將創作一個非常靈活的功能布局和工作流程,最高支持4096個音頻通道;為配合高速處理需要,X-Fi將在音效卡上板載2MB SDRAM記憶體,最高可升級到64MB。
5、支持全新的OpenAL API標準,並繼續支持EAX環境音效。

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