抗混叠
采样前压掉超上限的高频,防止它们折回成假声。
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问题
为什么有些录音一降采样,镲片就多出一层沙沙的假声,而原始文件里并没有这层声音?
原理
采样前如果没有把奈奎斯特频率以上的成分滤掉,它们会折叠到可听频段,这叫混叠。折叠不是衰减,而是频率镜像,假声会出现在与原音无关的位置,像金属摩擦或嘶嘶声。抗混叠滤波器要在采样之前工作,过渡带要窄,否则要么切掉太多高频,要么漏进折叠成分。降采样、变调与波表读取都可能重新引入混叠,所以每一步都要检查带宽。
做法与参数
录音与导出保持 44.1 或 48 kHz,让转换器负责滤波。做大幅升调时先升采样再变调,或直接用带抗混叠的算法。自己做波表或失真时,在生成阶段就限制谐波,别等播放时再救。检查方法是把升降调前后的频谱对齐,看有没有非谐波成分突然出现。
听什么
听踩镲与沙锤的尾音,折叠后会出现一层不随力度变化的沙声。听钢片琴的高音,假声会让音头变脏。听锯齿波主音上滑,若出现反向下行的假音,多半是混叠。听人声齿音,混叠会让齿音变成一片细碎的噪点。
常见误解
以为混叠只发生在低端设备;以为加一个低通效果器就能解决;以为提高音量可以掩盖。
在库中听例子
funk-groove1 · 138 BPM · beat 4/4踩镲与军鼓的高频成分多,降采样时最容易折回成沙声详情Dance of the Sugar Plum Fairy钢片琴的密集泛音在低采样率下会折叠到中频详情Lyric Pieces, Book 5, Op. 54: No. 6, Bell Ringing高音区钢琴泛音丰富,混叠会让音头多一层金属毛边详情
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事实来源
- Ken C. Pohlmann, Principles of Digital Audio — 混叠与过采样的机制核对,未抄原文
- Julius O. Smith III, Digital Audio Resampling — 重采样滤波与过渡带的说明核对,未抄原文
仅用于核查事实,正文为原创撰写。