第04章 音频信息处理技术.ppt

第四章 音频信息处理技术 本章导读 4.1 音频基础知识 4.1.1 声音的物理特征 声音按频率可分为三类：音频、次声、超声 4.1.2 音频三要素 4.1.3 数字音频的三种形式 音频（Audio）是指频率在20Hz～20kHz范围内的可听声音，是多媒体信息中的一种媒体类型——听觉类媒体。 目前多媒体计算机中的音频主要有波形音频、CD音频和MIDI音乐3种形式。 1、波形音频： 是由外部声音源通过数字化过程采集到多媒体计算机中的所有声音形式。可通过编辑（裁剪、合成、效果等）、编码压缩、存储、传输以及还原播放等方式进行处理。在波形音频中，有一类特殊的声音需要特别提到，即人的语音。语音是波形声音中人的说话声音，具有内在的语言学、语音学的内涵。 4.1.4 数字音频的文件格式 4.1.5 音频处理工具软件简介 4.2 音质标准与评价 4.3 音频的数字化与编码 计算机在处理音频信号之前，必须将模拟的声音信号数字化，形成数字音频。具体过程包括：采样、量化、编码。 采样频率：是指将模拟声音波形数字化时，每秒钟所抽取声波幅度样本的次数，其计算单位是kHz(千赫兹)。如图4-3是模拟声音信号数字化时的采样图示。 4.3.2 量化与量化位数 4.3.2 量化与量化位数 4.3.3 声道 4.3.5 音频数据编码 4.3.6 音频编码标准 4.4 音频卡 4.4.1 音频卡的功能 4.4.2 音频卡的组成与工作原理 4.4.3 音频卡的I/O接口 4.4.3 音频卡的I/O接口 4.5 数字音频的采集与编辑 4.5.2 抓取CD、VCD和DVD音轨 获取数字音频的另一个快捷途径就是从不同的多媒体产品中直接抓取音轨信息，并转换压缩成所需的音频格式。 WaveLab 5.0版 ：抓取音乐CD、DVD中的音轨 “豪杰超级解霸”软件：抓取音乐CD、VCD或DVD光盘等格式音轨 豪杰超级解霸9.0版 ：可从DVD、VCD、RM/RMVB、AVI、MPG、MV等音视频混合的媒体中提取音频信息，并保存为一种称为DAC高音质压缩格式或WAV、MP3格式的声音文件 注意：在使用抓取音轨来采集数字音频时，应该遵守有关法律规定，取得相应的使用权，避免以后出现知识产权纠纷。 4.5.3 编辑数字音频 音频编辑一般包括音频内容剪切、合成以及音质和效果的编辑等方面。 4.6 MIDI音乐 4.6.1 什么是MIDI 4.6.2 MIDI设备的配置与连接 一件乐器只要包含了能处理MIDI信息的微处理器以及相关的硬件接口，就可以认为是一台MIDI设备。 两台MIDI设备之间可以通过接口发送信息而进行相互通信。 一台MIDI设备可以有1～3个端口： MIDI In 接口：接收来自其它MIDI设备上的MIDI信息； MIDI Out接口：用来输出本设备生成的MIDI信息； MIDI Thru接口：将从MIDI In端口传来的信息发送到另一台相联的MIDI设备上。 接收设备的MIDI In连接器内常采用光电耦合器实现收、发设备之间的电气隔离。 MIDI信息采用异步串行方式传输，传输速率为31.25?Kbps。 在进行MIDI通信时，用户可以通过标准的MIDI电缆来相互连接各端口。如图4-14所示。 4.6.3 播放MIDI音乐 4.6.4 制作MIDI音乐 制作MIDI音乐，需要按图4-14的示意构成系统。 乐谱创作软件能够录制、编辑、打印MIDI乐谱并播放MIDI音乐。有些乐谱创作软件还能对乐谱进行量化来调节节拍的不一致问题。 MIDI编辑中很重要的是选择MIDI乐器，MIDI标准规定了不同的演奏乐器并用编号加以区分，范围在0～127之间，见附录三。 在MIDI乐谱中，乐器ID用来决定以何种乐器来播放乐曲，为改变乐器，只需改变该数值即可。 MIDI是为多媒体项目创建原始音乐素材的最佳途径。准备发布时应将其转换成数字音频数据。 创作MIDI乐谱的软件：Cakewalk（Cakewalk 9.0x版） 4.6.5 乐谱的扫描与识别 4.6.6 MIDI与数字音频的比较 MIDI也有以下几方面的不足： ① 由于MIDI数据并不表示实际的声音，而是音乐设备的声音，因此只要MIDI的播放设备与制作MIDI时使用的设备不一样，就无法保证播放的最佳效果完全无误。 ② 采用MIDI无法表示语音信号。 采用数字音频还有两个，而且经常起决定性作用的原因：