是不是真的王者？創(chuàng)新X-FI技術再細看
7.關于保真度的問題
在聲音轉換為數(shù)字形式時，是按一定的時間間隔進行采樣的。如果兩個不同的模數(shù)轉換器處理同一段聲音，產生的數(shù)字序列可能會不同，但是兩者都準確地表現(xiàn)了原始 信號。同樣，采樣率轉換也能理想地生成樣本的新序列，從數(shù)學的角度來說，這一新序列與原始信號是等同的。如果有誤差，應歸因于執(zhí)行的數(shù)學操作本身的精度有限。重點在于，要保持由樣本集表示的連續(xù)信號的保真度，將數(shù)學運算帶來的誤差降到遠低于信號固有的模擬噪聲、可以忽略不計的程度。
在采樣率轉換過程中，有兩類信號衰減現(xiàn)象。線性誤差出現(xiàn)在那種并非完全沒有起伏、但出現(xiàn)的是“波紋”的頻率響應之中。這種誤差是由于采樣率轉換器原有的濾波器所致。如果將波紋放大到近 1dB，它就變得清晰可聞了。信號處理的鏈條式流程中，會用到多個采樣率轉換器，造成波紋效應的累積，每個轉換階段都會產生一個極小的波紋。
非線性誤差的產生與原有濾波器的規(guī)格和實現(xiàn)這些濾波器時的計算誤差有關。非線性處理誤差最常見的放大倍數(shù)測量方法是“THD + Noise” 總協(xié)波失真。這一測量方法將信號中所有的失真組件和所有隨機噪聲疊加求和，與預期信號(通常是正弦波)的級別進行比較。雖然這種測量方法簡便易行，但還不能完全準確地衡量我們感知的信號質量，因為每種不同的失真組件，在聽覺范圍內的變化都很大。
THD+N 總協(xié)波失真測量常被應用于測試在整個數(shù)字處理鏈式流程中的全級別信號。例如，一般的 CD 播放機的 THD+N 為 0.002% (-90 dB)，也就是說，一個全級別的 997Hz 的正弦波，產生的失真信號級別為該數(shù)值。需要注意的，在這種情況下，失真的倍數(shù)與信號強度無關。因此，本例中一個–60dB 的正弦波，THD+N 的值可能為 2% (-30dB)，是很容易聽到的。
與此不同的是，采樣率轉換器的 THD+N 記錄了信號的強度，因此，–60dB 的信號產生的失真比全級別信號要小 60dB。另外，當多個采樣率轉換器被插入一個數(shù)字音頻處理時，每個轉換器產生的失真會以一種相當有益的方式組合在一起，因為各個失真元件并非“相關”。簡單地說，N 次轉換完成后，產生的失真僅是按 N 的平方根增加。例如，如果處理鏈中有 100 個采樣率轉換器，噪聲僅是單個轉換器的10(100 的平方根)倍。只比一個轉換器的情況高 20 dB。這意味著，即使使用了多個轉換器，其技術指標依然十分優(yōu)秀。
如果采樣率轉換器只是對采樣率稍作改動(例如，轉換器只是糾正了采樣率的某些微小的不精確之處)，產生的失真將與原有信號的頻率十分接近。此時，失真幾乎是聽不到的，因為它被與之接近的信號頻率掩蓋住了。
8.傳統(tǒng)的采樣率轉換器
傳統(tǒng)的采樣率轉換器算法采用多相有限脈沖響應濾波器，簡稱 FIR。這種濾波器根據(jù)原始樣本的產品總數(shù)計算新的樣本。為了達到優(yōu)秀的技術指標，需要進行大量的運算。FIR 濾波器的“order”是指每個輸出樣本的計算產品數(shù)，這與轉換器的質量有關。
正如上面解釋的那樣，采樣率轉換器在已錄制的樣本之外的各點計算原始的連續(xù)音頻信號值。最簡單的算法是采用“連線游戲”，其中的連續(xù)信號是根據(jù)線段予以估算的。這種方法被稱為“線性插值”，對應 order 2 的 FIR 濾波器。雖然這易于理解，但是效果很差。
傳統(tǒng)的采樣率轉換器技術，包括 order 64 的 FIR 濾波器，每個轉換器每秒需要進行約 3,000 萬次數(shù)學運算，這還不能滿足 X-Fi 所設定的品質目標要求。
X-Fi 有 256 個采樣率轉換器。在某些應用，如 3D 音頻和音樂合成中，會對大量的采樣率轉換器輸出進行混音。為了在模數(shù)轉換過程中使音頻質量達到我們的目標，每個轉換器的 THD+N 性能必須十分優(yōu)秀。X-Fi 音頻處理器還支持任意的信號圖，允許音頻進行多次采樣率轉換。為了能夠對這些類型的信號圖提供透明化的支持，X-Fi 采樣率轉換器只能有極低的波紋效果。THD+N 和波紋效果的品質目標，以及 X-Fi 采樣率轉換器的數(shù)量要求，使傳統(tǒng)的采樣率轉換器架構在計算方面變得十分昂貴。
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