声音的合成讲解.pptVIP

三、脉冲代码调制PCM 目前二十九页\总数六十三页\编于一点 脉冲代码调制 PCM（pulse code modulation） 是一种对模拟信号的编辑 声音信号是一种模拟信号，经PCM编码后，变成数字信号 通常所说的PCM录音就是一种数字录音。 目前三十页\总数六十三页\编于一点 1.基本原理 PCM编码过程： （1）对模拟声音信号进行采样 目前三十一页\总数六十三页\编于一点 目前三十二页\总数六十三页\编于一点 采样周期 采样信号 t 振幅 目前三十三页\总数六十三页\编于一点 （2）将各个采样点的声音信号值通过模∕数变换（A ∕ D转换）变换成由0和1组成的脉冲变换序列 目前三十四页\总数六十三页\编于一点 0011 0010 0001 0000 1111 1110 1101 正值 负值 模拟信号 码字序列 目前三十五页\总数六十三页\编于一点 （3）在PCM（脉冲代码调制）中所分配码字的首位为符号位， 信号为正时，首位为0 信号为负时，首位为1 （4）对声音采样的频率称为采样频率：f 经采样后对每一个采样点分配的码字为a位， 用于存储1秒钟的声音信号所需的存储容量为f·a ，它也表示了传递声音信号所需的速率。 目前三十六页\总数六十三页\编于一点 例： 设声音信号的采样频率为10KHz，PCM编码所分配码字长度为8bit，传送该声音信号所需的传递速率应不低于 10×103×8=8×104 bit∕s 目前三十七页\总数六十三页\编于一点 （5）PCM录音及其声音合成系统 扬声器 A∕D 变换器 录音 话筒 大容量 存储器 D∕A 变换器 目前三十八页\总数六十三页\编于一点 2.采样与量化 （1）在PCM调制中，采样频率应是声音信号中最高频率的两倍以上 （2）声音信号中包括有多种不同的频率成分，为使各种不同的频率成分都能很好地传递、呈现，所需的带宽应是 20Hz---20KHz 采样频率应选为40Hz （3）对于连续的声音信息，由于其相关性，通过前、后的有关信息可以实现信息的预测和识别，声音合成时采样频率选为8KHz就足够了（至多10KHz） 目前三十九页\总数六十三页\编于一点 （4）PCM编码中，除需要以一定的频率进行采样外，还需要对每一个样本进行量化，分配一定的码字 （5）量化的精度，即分配码字的长度，对声音的失真度有很大影响。 目前四十页\总数六十三页\编于一点 声音信号与量化精度的关系 目前四十一页\总数六十三页\编于一点 量化噪音与量化精度，即分配码字长度a之间有如下关系： 6（a-1）dB 例如：要求噪音的信噪比S∕N不低于60dB 6（a-1）=60 a=11 说明：在PCM编码时，分配的码字长度应不低于11bit 目前四十二页\总数六十三页\编于一点 如采样频率为10kHz 分配的码字长度为11bit，记录1秒钟的声音信息所需要的存储容量为： 11×10×103=110（kb） 若以字节计算，记录1分钟的声音信号所需存储容量： 110×103∕8=14（KB） 40KB的存储容量，只能存3秒钟 目前四十三页\总数六十三页\编于一点 3.高频滤波 为提高声音合成效果，进行预处理： 采样频率为f 将声音信号中高于f∕2的高频成分滤掉， 这种处理是通过低通滤波器完成 目前四十四页\总数六十三页\编于一点 低通滤波器 目前四十五页\总数六十三页\编于一点 （优选）第三章声音的合成 目前一页\总数六十三页\编于一点 一、音频信号 目前二页\总数六十三页\编于一点 1 .声音是一种波 声波可以在空气中传播，也可以在液体及固体中传播。 声音三要素 (1) 音调 — (高低) (2) 音强 — (强弱) (3) 音色 — (特质) 目前三页\总数六十三页\编于一点 2 .音质 音质与频率范围成正比，频率范围越宽音质越好 3 .声音采样 把声音信号按固定的时间间隔，转换成有限个数字表示的离散序列。 目前四页\总数六十三页\编于一点 目前五页\总数六十三页\编于一点 目前六页\总数六十三页\编于一点 目前七页\总数六十三页\编于一点 目前八页\总数六十三页\编于一点 0000 0001 0010 0011 1001 1010 1011 目前九页\总数六十三页\编于一点 常用声音信号与采样频率 声音信号 CD音乐 数字电话 采样频率 信号带宽 数字电话 44.1K 16K 8K 20K 7K 3.4K 目前十页\总数六十三页\编于一点 声音采样目前十一页\总数六十三页\编于一点 采样频率 Hz 数据长度 bit 数据量／分钟 11,025 8 0.66 M