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35楼
发表于 2025-4-26 15:22
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1. 什么是预加重和去加重？
预加重（Pre-emphasis）：在录制或编码CD音频时，故意提升高频信号的幅度（通常在高频段，如2 kHz以上）。这是为了改善信号在高频部分的信噪比（SNR），减少噪声对高频信号的干扰。
去加重（De-emphasis）：在播放CD音频时，对预加重处理过的信号进行相反的操作，即降低高频信号的幅度，恢复原始音频的频率平衡。
这对技术是一组互补的操作，类似于录音和播放的“编码-解码”过程，确保音频在存储和传输过程中保持高保真。
2. 为什么需要预加重和去加重？
CD音频的采样率为44.1 kHz，量化精度为16位，理论上能捕捉20 Hz到20 kHz的音频频率。但在实际录音和播放中，高频信号（尤其是接近20 kHz的部分）更容易受到噪声干扰，原因包括：
量化噪声：数字音频的量化过程会引入噪声，高频部分由于信号幅度较小，信噪比更低。
模拟电路噪声：录音设备或播放设备的模拟电路（如DAC，数模转换器）在高频段可能引入额外噪声。
磁带/模拟源：早期的CD音频常从模拟磁带转录，磁带在高频段的噪声较高。
通过预加重提升高频信号的幅度，可以让高频信号在数字化和存储时更“突出”，减少噪声影响。而在播放时通过去加重恢复原始频率平衡，确保听感自然。
3. 技术细节
预加重
频率范围：通常对2 kHz以上的高频信号进行提升。
提升幅度：CD标准中，预加重采用固定的滤波曲线，典型的是 50/15 s 时间常数（对应于3.18 kHz的转折频率）。这意味着高频信号的幅度被提升约10 dB（在20 kHz处）。
标记：CD的子码（subcode）中有一个“预加重标志”（pre-emphasis flag），记录该音频轨道是否应用了预加重。通常在TOC（目录区）或Q子码中存储。
去加重
处理时机：在CD播放器的数模转换（DAC）阶段，检测到预加重标志后，自动应用去加重滤波。
滤波曲线：去加重使用与预加重相反的滤波曲线，降低高频信号的幅度，恢复原始音频的频率响应。
实现方式：
硬件：早期CD播放器内置去加重电路（模拟或数字滤波器）。
软件：现代播放器或数字音频处理软件（如foobar2000）可在数字域内完成去加重。
4. 实际应用与影响
应用场景：
预加重常见于早期CD（1980-1990年代），特别是从模拟磁带转录的音频，因为磁带的高频噪声问题突出。
现代数字录音技术（如24位/96 kHz）信噪比更高，预加重使用较少。
听感影响：
如果播放时未正确应用去加重，音频会显得高频过亮（刺耳），失去平衡。
正确应用去加重后，音频听感自然，符合原始录音的意图。
兼容性：
所有标准CD播放器都支持检测预加重标志并自动应用去加重。
一些现代设备或软件可能默认忽略预加重标志（假设音频未使用预加重），需手动设置。
5. 举例说明
假设一张CD的某首曲目使用了预加重：
1 录音阶段：高频信号（>2 kHz）被提升约10 dB，存储到CD上，子码中标记“预加重开启”。
2 播放阶段：
CD播放器读取子码，检测到预加重标志。
DAC应用去加重滤波，降低高频幅度，恢复原始音频。
3 结果：听众听到的是未经高频提升的自然音频，噪声被有效抑制。
如果播放器忽略去加重，音频会显得高频过强，可能听起来不自然。
6. 总结
预加重：在录音时提升高频信号，改善信噪比，常见于早期CD。
去加重：在播放时降低高频信号，恢复原始音频平衡，由CD播放器自动处理。
目的：减少高频噪声，提升音频质量。
现代趋势：随着录音技术进步，预加重/去加重使用减少，但仍需兼容老CD。 |
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楼主: kempff
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