物理的声音
音调
由声波的频率决定,频率越高,音调越高;频率越低,音调越低。
- "振动次数"指一次完整的往复运动,即一个完整周期。
- 单位:赫兹 (Hz),1 Hz = 1 次/秒。
声响
由声波的振幅决定,振幅越大,能量越多,人耳感觉越响;振幅越小,越轻。
- 单位:分贝 (dB)。
音色
由声波的波形决定,体现声源的独特"指纹"。
计算机中的音频
基本概念
采样率
每秒钟对模拟声波进行采样的次数。
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单位 Hz(或 kHz)。
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常见值:44 100 Hz(CD 音质)、48 000 Hz(专业音频)。
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一般采用率需要最少是声调的两倍,一次声波震动,最少要记住最高点和最低点,这样才能记录足够多的数据。
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采样率越高,生产的音频图波形越圆滑。
采样大小(位深)
每次采样记录的量化精度,用多少个二进制位来表示瞬时振幅。
比如:16bit 所表示的数据返回是 [2**-15,2**15]
- 常见值:16 bit(CD)、24 bit(高清录音)。
- 位深越大,采样数据精度越大,动态范围越宽,噪声越小。

声道
同时记录的独立音频信号数量。
- 1 = 单声道(Mono),2 = 双声道/立体声(Stereo)。
- 声道数量遇到,音频音质更大,但是音频大小也会倍数增长。
位速(码率 / 比特率)
每秒存储或传输的总数据量。
- 单位 bit/s(或 kbps、Mbps)。
- 计算:位速 = 采样率 × 采样大小 × 声道数 例:44 100 Hz × 16 bit × 2 ch ≈ 1 411 kbps(CD 立体声)。
例题
采样频率 44100 Hz,采样精度16 bit,单声道,采集3 分钟,文件大小是多少MB。
44100 * 16 * 3 * 60 = 127008000 bit
2116800 / 8 / 1024 / 1024 ≈ 15.141M
原始音频数据PCM
未经压缩的原始音频数字信号,只记录瞬时振幅,不压缩、不编码。
- 单声道:采样点按时间顺序依次排列。
- 多声道(如立体声) :各声道采样值 交叉(interleaved)存放,小端字节序: 例:L R L R ...

位宽 / 数值范围
位宽 | 每采样字节 | 典型类型 | 数值区间 | 备注 |
---|---|---|---|---|
8 bit | 1 | UInt8 | 0‒255 | 无符号 |
16 bit | 2 | Int16 | --32 768‒+32 767 | 小端 |
24 bit | 3 | Int24 | --8 388 608‒+8 388 607 | 需对齐 |
32 bit | 4 | Int32 | --2 147 483 648‒+2 147 483 647 | 小端 |
32 bit Float | 4 | Float32 | --1.0‒+1.0(实际裁剪区) | Web 麦克风常用 |
Web 端麦克风 API 返回的
Float32Array
即 32-bit IEEE-754 浮点 PCM ,每个采样 4 字节,值域 [-1.0, 1.0]。
