数字音频技术(第6版) 775

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　　748数字音频技术（第6版）
　　靠降低模拟输入与数字输出之间的误差获得的，而是通过让误差出现得更频繁获得的。这样误差频谱将移动到超过音频通带的地方，虽然总的噪声功率仍然很高，但带内噪声功率却很低。通过抽取（Decimation）能让这个很高的比特率降低到一个更容易处理的速率上，这种抽取就是以一个低于原始速率的速率对离散时间信号进行采样。抽取能同时提供平均（低通滤波和速率降低。它移除了高频的经过整形的噪声，并为最终的采样速率提供了抗混叠功能。
　　用另一种方式看，抽取移除了由过采样产生的冗余信息。
　　可以用一个简单的例子来描述抽取过程。16
　　比特数值可以通过16：1抽取变成
　　单一的多比特数值；例如，数值1、0、1、0、0将被抽取成9/16或0.5625。因为这里每16个输入数值只有多比特）输出值，所
　　抽取器以16：1降低了采样速率。如桑吉尔·帕克（Sangil Park）已经证明的那样，重要的是要注意到抽取具有得到提高的分辨率。在本例输入信号的分辨率仅为1bit，而抽取
　　（平均）过程产生了4bit的分辨率（2=16），同时降低了采样速率。因此，在过采样之后跟随抽取过程已经展示了速度是如何与分辨率进行交换的。顺带提及，抽取这个词最初的义原本是指罗马军队为了惩罚懦弱的人而实施的一种严酷的军纪。被挑选出来执行抽取的士兵编成10
　　组并进行抽签。抽中的士兵要被他的其他九名战友处死，通常是棍打或石块至死。
　　抽取过程对1比特编码中的信号和噪声进行低通滤波，在进行采样速率降低之前限制了编码的带宽，从而移除了混叠成分。抽取也在较低的采样速率下用（比如）16比特编码替代了1比特编码。不过，滤波器的计算速率并不是微不足道；在滤波计算完成以前，各输出样点不能被丢弃（用于抽取）
　　理想情况下，抽取滤波器能在输岀采样频率的半频率处提供一个陡峭的低通截止特性因此支撑着奈奎斯特采样定理。不过，如同罗伯特·亚当斯所证明的那样，这并非总是高效的。例如
　　FR滤波器可能需要很多参数，因为输入采样速率与输出采样速率之比很高。
　　并且，当使用F|R滤波器时，滤波器的输出仅在较低的输出采样速率下计算。FIR滤波器很适合用于抽取。如果使用IR滤波器，则它的反馈环路要求为每个输入都必须计算出一个输出数值。抽取功能无法作为ⅢR滤波器的一部分被组合进去种实用的方法是使用两级或多
　　级抽取，它们工作在一些中间的过渡采样频率上。例如，第一级可以使用F|R滤波器用于抽取第二级可以使用R滤波器用于数字滤波。作为另一种选择，也可以使用两级FR滤波器或两级R滤波器，并让这两级都进行一些抽取
　　如果第一级以一个中间频率f进行重采样，则似乎所有高于f/2的频率成分都要被丢弃以防止在后续过程中出现混叠。不过，频谱中仅有某些部分会在音频频带内引起混叠，因此抽取滤波器只需要衰减那些频带即可。具体地，这些混叠频带可由下式确定