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音頻重采樣作為一個獨立模塊蘊含了數字信號處理理論的多方面內容，綜合起來其物理原理及濾波器的實現優化可以作為一個獨立的項目做較深入的研究，可謂是一門學問。推薦大家研讀國外作者的理論研究工作，從數學模型到信號處理細節講述的非常詳盡（需要具備一定的數字信號處理基礎）。

言歸正傳，音頻重采樣分為上采樣和下采樣，即插值和抽取。在實現有理數級重采樣時，則是將上采樣和下采樣做結合（例如48kHz 轉 44.1kHz時，將44.1kHz近似為44kHz，將48kHz下采樣到4kHz，再上采樣至44kHz來實現）。

由數字信號處理中，時域信號和頻域信號的時-頻對偶特性可知：時域的抽取，對應頻域的延拓；時域的插值，對應頻域的壓縮。如果對信號的頻率成分不做限制的話，頻域的延拓可能會引發頻譜混迭；頻域的壓縮來引起頻譜鏡像相應。因此在下采樣前，要經過濾波器濾波來防止混迭，即抗混迭(antialiasing filter)濾波；上采樣后也要經過濾波處理，即抗鏡像(anti-image filter)濾波。

有延拓和鏡像特性可得：
下采樣( M )時所采用的濾波器截止頻率為Pi/M； 上采樣( L )時所采用的濾波器截止頻率為Pi/L. （可由時域信號的采樣公式及傅里葉變換推導出）。

舉例實現下采樣： M=2，信號頻率包含0.125Pi、0.25Pi和0.65Pi

下采過程如圖1所示：

圖1. 信號下采樣示例（注：絕對理想濾波器不可實現）

舉例實現下采樣： 頻域梯形， L=3

上采過程如圖2所示：

圖2. 信號上采樣示例（注：絕對理想濾波器不可實現）

總結

以上是生活随笔為你收集整理的音频重采样原理及技术实现的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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