第3章数字音频处理技术.pptVIP

AC-3的技术特点 AC-3的技术特点 * 数字音频处理技术 第 3 章 3.1 基本概念 ■ 声音概念 ■ 声音三要素 ■ 声音质量 ■ 数字音频文件的种类 3.2 声音数字化 ■ 采样 ■ 量化 ■ 编码 3.3 数字音频文件的格式 ■ WAV文件 ■ VOC文件 ■ MIDI文件 3.4 声卡 3.4 音频的采样与编辑 ■ 录音 ■ Goldwave软件简介 3.1.1 声音概念 3.1 基本概念 ● 声音定义 声音是振动的波,是随时间变化的物理量，它有三个指标: (1)振幅---波的高低幅度。体现了声音的强弱 (2)周期---两个相邻波波峰到波峰或波谷到波谷之间的时间长度。 (3)频率---每秒钟振动的次数。以HZ为单位.体现了音调的高低。 教学进程 振幅 周期 基线 ● (1) 音调 — (高低)，声音的振动频率高，音调就高，反之 亦然， 但它们之间并非线性关系。 (2) 音色 — (特质)，指具有特色的声音，可分为纯音和混和音。 振幅和频率不变的声音信号，称为单音。单音一般只能由专用电子设备产生。在日常生活中，我们听到的自然界的声音一般都属于复音，其声音信号由不同的振幅与频率合成而得到。 (3) 音强 — (强弱)，声音的强度，与声音幅度有关，振幅越大，则 响度越大，反之亦然，但它们也不是线性关系 3.1.2 声音三要素 ● 简称音质。音质与频率范围有关，频率范围越宽音质越好 3.1.3声音的质量 影响音质的因素，常见的有： 1）对于数字音频，音质的好坏与数据采样频率和量化位数有关。 2）与还原设备有关 3）与信噪比有关。 电话语音 200Hz ～ 3,400Hz 调幅广播(AM) 50Hz ～ 7,000Hz 调频广播(FM) 20Hz ～ 15,000Hz 超高保真 10Hz ～ 44,000Hz 频 带 宽 度 ● 声音质量分级与带宽 例：1、电话 采用的是PCM（脉冲编码调制）方法，可进行8000次/秒的采样。 2、CD唱片：要获得CD音质的效果，则要保证采样频率是44.1KHZ 3.2 声音的数字化 (a) 模拟音频信号 (b) 音频信号的采样 数字化音频的过程如下： 采样的过程：每隔一个时间间隔，在模拟声音的波形上取一个幅度值， 把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。 3.2.1 声音的采样 ● (c) 采样信号的量化 分割采样信号幅度的方法：采取二进制的方式，以8bit或16bit的方式来划分 纵轴 量化：通常把声波波形的幅度的数字化表示称之为量化。 量化的过程：先将采样后的信号按声波的幅度划分为有限个区段的集合， 把落入到某个区段的样值归为一类，并赋予相同的量化值。 3.2.2 声音的量化 ● ● 声音的编码 声音数字化模拟信号经过采样个量化后，形成脉冲数字信号，再以一定的方式进行编码，形成计算机内部运行的数据。 编码：按照一定的格式把经过采样和量化得到的离散数据记录下来，并在有效的数据中加入一些用于同步和控制的数据。在数据回放时，可以根据所记录的纠错数据判别读出的声音数据是否有错，如一定范围内有错，可以加以纠正。 常见的编码方式是脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM） 数字音频信号的特点 在多媒体系统中，音频信号可分为语音信号和非语音信号，非语音信号又可分为乐音和杂音，总结起来有以下几个特点： 1.音频信号是依赖时间的连续媒体，因此如果在时间上有25ms的间隙或延迟，人就会有感觉，因此处理时时序性要求很严格。 2.由于人的听觉系统是双声道的，因此计算机产生的模拟声音也应该是双声道的。 3.特别是语言信号，除了声音以外，还带有感情色彩的语意的表达，因此处理时除声音信号外，还有其他信号，如语意、声调等需要涉及，因此比较复杂。 3.3 .wav ● WAV (Waveform Audio)波形音频文件 多媒体系统、音乐光盘制作，记录物理波形，数据量大 .voc ● VOC是Creative公司的波形音频文件格式 同WAV格式类似 .mid ● MIDI (Musical Instrument Digital Interface)乐器接口文件 用于合成、游戏，记录音符时值、频率、音色特征，数据量小 .mp3 ● mp3 (MPEG音频压缩标准)压缩音频文件 必须经