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多媒体音频数据制作 聲音 软件学院 林凡 数字音频 数字音频：將聲音大小轉換為許多數字，這種將聲音轉換成數字的過程就稱為音訊編碼(digital audio coding)。 基本数字音频編碼(Pulse Code Modulation, PCM) 最直接也最容易的數位音頻編碼，分兩個步驟 取樣：在固定時間取出聲音訊號(如每秒取10個) 量化(Quantize)：就是取出每個訊號的大小。 取樣 (Sampling) 將聲波波形轉換成一連串的二進制數據來再現原始聲音 使用類比/數位轉換器(analog-to-digital,A/D） 取樣率(Sampling) 每一秒鐘所取樣的數目(times per second) 單位為HZ（赫茲）。 CD : 44,100 (44.1 kHz). DAT (Digital Audio Tape) : 32, 44.1 and 48 kHz. 其他常見之取樣率: 22.05 and 11.025 kHz. 取樣率(Sampling) 取樣頻率越高所能描述的聲波頻率就越高 量化精度(Resolution) 每個取樣均會分配一定的位元數(bit)來表達聲波的聲波振幅狀態 量化誤差(Quantization Error) 指當所採用的量化精度過低，造成無法正確地還原出原始音頻信號。 聲音的單位 一般以分貝（dB）來表示，就是指聲波施加在我們耳膜上的壓力。 削波 (Clipping) 是一種形式的波形失真。 當源訊號的波形振幅，超過程式所考慮的取樣峰值時，超過的部分會被削除 位元率(Bit-rates) v.s. 檔案大小 無損壓縮 v.s. 有損壓縮 有損壓縮(Lossy Compression ) 無損壓縮(Lossless Compression ) 主流音频文件格式 WAV波形音频文件（非压缩） MP3文件（有损压缩） WMA文件（有损压缩） RA文件（有损压缩） MID文件（描述文件） 音频文件的压缩技术 1 数字音频的压缩 采用数字音频获取声音文件的方法最突出的问题是信息量大，音频信息文件所需的存储空间的计算公式为：存储容量（字节）＝采样频率×采用精度/8×声道数×时间 2 音频压缩编码的基本方法 音频信号的压缩方法有多种。基本上分为两大类：有损压缩和无损压缩。无损压缩法包括不引入任何数据失真的各种墒编码；有损压缩又可分为波形编码、模型编码和同时利用这两种技术的混合编码方法。 2 音频压缩编码的基本方法 有损压缩 波形编码利用采样和量化过程来表示音频信号的波形，使编码后的音频信号与原始信号的波形尽可能匹配。它主要根据人耳的听觉特性进行量化，以达到压缩数据的目的。 参数编码把音频信号表示成某种模型的输出，利用特征提取的方法抽取必要的模型参数和激励信号的信息，并对这些信息编码，最后在输出端合成原始信号。 混合编码介于波形编码和参数编码之间，集中了这两种方法的优点，可以在较低的误码率上得到较高的音质。 WAV波形音频文件 是微软和IBM共同开发的PC标准声音格式，文件后缀名.wav ，是一种通用的音频数据文件 WAV波形音频文件 CD唱片包含的就是WAVE格式的波形数据，只是扩展名没写成“.wav”而是“.cda” WAV文件组成 文件头：标明是WAVE文件、文件结构和数据的总字节数 数字化参数：如采样频率、声道数、编码算法等 实际的波形数据 WAV文件特点 优点：易于生成和编辑； WMA (Windows Media Audio) 微軟針對網路所開發的數位音樂文件格式 在只有64kbps的位元率情況下，可以達到接近CD的音質。 支援防複製功能，可以限制播放時間和播放次數甚至於播放的機器等等。 支持串流技術，即一邊讀一邊播放，因此WMA可以很輕鬆的實現線上廣播。 WMA文件 特点 音质要强于MP3格式，更远胜于RA格式，它是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的，WMA的压缩率一般都可以达到1：18左右. WMA的另一个优点是内容提供商可以通过DRM（DigitalcentersManagement）方案如Windows Media centersManager7加入防拷贝保护。 RA文件 RA是Real Audio的缩写，是RealNetwork公司推出的一种流式压缩声音格式,和MP3相比，也是为了解决网络传输带宽资源而设计的 RA 就是RealAudio格式 完全針對網路的數位音樂格式 可以根據聽眾的頻寬來控制自己的位元率，在保證流暢的前提下盡可能提高音質。 支援串流技術，即一邊讀一邊播放，可以很輕鬆的實現線上廣播。 也支援使用特殊通訊協定來隱匿音樂文件的真實網路地址，實現只線上播放而不提供下載