3.12多媒体信息的类型及其特征.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * 2. 计算机的音频处理 计算机中处理的信息必须是二进制数字。所以计算机要处理声音，必须先将声音数字化。声音的数字化过程涉及采样、量化和编码三个过程。 声音的数字化 * 采样指每隔一个时间间隔在声音的波形上截取一个振幅值，把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。该时间间隔T称为采样周期，其倒数1/T称为采样频率。 采样频率越高，采样的间隔时间越短，在单位时间内计算机得到的声音样本数据就越多，对声音波形的表示也越精确，声音的质量就越好，声音文件占用的存储空间也越大。常用的采样频率有： 11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz等。 * 量化指把在幅度上连续取值的每一个样本转换为离散值表示，就是将采样得到的声波上的幅度值数字化。量化的过程是先将采样后的信号按整个声波的幅度划分成有限个区段的集合，把落入某个区段内的采样值归为一类，并赋于相同的量化值。 采样信号的量化值采用二进制表示，表示采样信号的幅度二进制数的位数称量化位数。在相同的采样频率之下，量化位数愈高，测量的采样值就越精确，声音的质量越好，声音文件占用的存储空间也越大。声音信号的量化精度一般为8bit，12bit，16bit。 * 编码指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纠错、同步和控制的数据。音频信号编码通常采用的是波形编码方法，它直接对波形采样、量化和编码，算法简单，易于实现，在声音恢复时能保持原有的特点，因此被广泛应用。常用的声音编码格式有：PCM编码方法、DPCM编码、ADPCM压缩编码等。 * 除了采样、量化、编码外，影响声音数字化效果的另一个重要因素是声道。声道指声音的通道数，是一次采样记录产生的声音波形的个数。记录声音时，如果每次生成一个声道数据，称为单声道；每次生成两个声道数据，称为双声道。立体声音乐能使听众获得身临其境的感觉就是使用双声道的效果。随着声道数的增加，声音文件的存储容量也会成倍增加。 * 模拟波形声音数字化后音频文件的存储量可以使用以下公式计算： 声音存储空间= 采样频率×量化位数×声道数×时间÷8 例如，要将一段一分钟的音乐进行数字化，采用44.1kHz的采样频率，16位量化位数，立体声效果，则生成的音频文件的存储量为： 44100×16×2×60 ÷8 ≈10336KB≈10MB * 3. 声卡 声卡是计算机处理和播放声音的关键部件，它通过主板上的扩展槽中与主机相连。声音输入/输出设备通过输入输出接口与声卡连接。声卡通过输入设备获取声音，如果接收的是数字音频信号，则直接保存到计算机中；如果接收的是模拟信号，则先将模拟信号转变为数字信号，再存入计算机中进行处理。计算机播放音频文件时，通过声卡将音频文件进行解压缩、数字/模拟转换，再送到输出设备播放。 * 声卡一般由Wave合成器、MIDI合成器、混音器、MIDI设备接口、CD-ROM接口、DSP数字信号处理器等组成。 声卡有以下主要功能： 录制与播放波形音频文件。 编辑与合成波形音频文件。 MIDI音乐录制和合成。 语音转换和语音识别。 * 常见音频文件类型 APE格式：是一种无损压缩音频格式 CD Audio　　目前CD唱片所采用的格式，又叫“红皮书”格式，记录的多是波形流。但缺点是无法编辑，文件长度太大。 WAV　　微软的标准声音格式。Windows本身存放数字声音的标准格式，目前也成为通用性的数字声音文件格式。 WAVE文件是以声音的波形来表示声音的，这种音频格式基本上不经过什么压缩，所以体积较大。 MP3　　MP3是MPEG-1 LAYER3的简写，是网上最为流行的音乐存放、下载格式。 Ra/Rm　　RealNetworks公司开发的主要适用于网络实时数字音频流技术的文件格式，如今已变为网上在线收听的唯一标准，它将音频文件大大压缩，所以在高保真方面远不如MP3，不过体积小，适合实时收听是最大的优势。 WMA　　WMA是微软公司针对Real公司（冤家路窄）开发的新一代网上流式数字音频压缩技术。这种压缩技术的特点是同时兼顾了保真度和网络传输需求，所以具有一定的先进性，甚至慢慢开始侵蚀MP3的地盘了（相同音质，W