chp11_数字声音.pdf

多媒体文化基础 第11章数字声音 林福宗 清华大学计算机科学与技术系 linfz@ 2010年6月 第11章数字声音 第11章数字声音 11.1 声音输入输出 11.2 声音简介 11.3 声音信号数字化 11.4 声音质量的等级和评估 11.5 数字语音编码 11.6 MPEG声音 11.7 声音文件 11.8 数字声音工具 2010年6月13日 多媒体文化基础 2 of 68 11.1 声音输入输出(1)  从模拟过渡到数字  模拟信号：幅度或频率都是连续变化的信号  数字信号：用有限数目的离散状态表示物理量的信 号，如用二进制数字表示声音信号幅度的大小  在20世纪90年代以前，大多数声音和电视电信号用 模拟元部件(如晶体管、变压器、电阻和电容) 处理  对数字信号进行计算有如下优点  数字信号计算是精确运算，不受时间和环境变化的影响  表示部件功能的数学运算不是物理部件，而是用相对容易 实现的数学运算去模拟  可以对数字运算部件进行编程，如欲改变算法或改变某些 功能，还可对数字部件进行再编程 2010年6月13日 多媒体文化基础 3 of 68 11.1 声音输入输出(2)  声音输入输出过程  把声音输入到计算机需用麦克风(Mic)  将声音转换成模拟电信号的声电转换器  从计算机输出声音需要喇叭/扬声器(speaker)  将模拟电信号转换成声音的电声转换器  把电信号转换成数字信号需要声卡(sound/audio card)  声卡是个人计算机中的扩展卡，用于录制和播放声音文件  声卡有两个最基本的功能  将来自麦克风、录音磁带或其他声源的模拟声音信号转换 为数字声音信号  将数字声音文件(如WAV、MIDI、MP3和CD音乐文件)转 换成模拟声音信号，再通过喇叭或耳机转换成声音 2010年6月13日 多媒体文化基础 4 of 68 11.1 声音输入输出(3) 声音输入和输出过程 2010年6月13日 多媒体文化基础 5 of 68 11.2 声音简介(1)  声音是什么  听觉器官对声波的感知，而声波是通过空气或其他 媒体传播的连续振动  声音的强弱体现在声波压力的大小上，音调的高低 体现在声音的频率上  声音用电表示时，声音信号在时间和幅度上都是连 续的模拟信号 声音是一种连续的波 2010年6月13日 多媒体文化基础 6 of 68 11.2 声音简介(2)  声音的频率范围  描述声音信号的两个基本参数  频率：指信号每秒钟变化的次数，用Hz表示  大气压的变化周期很长，以小时或天数计算，一般人不容易 感到这种气压信号的变化，更听不到这种变化  对于频率为几Hz到20 Hz的空气压力信号，人们也听不到， 如果它的强度足够高，也许可以感觉到  幅度：通常指模拟信号