数字音频制作课件CH2 数字音频制作基础.pptx

《数字音频处理教程》第二章 数字音频制作基础 数字音频硬件基础数字音频基础常用的音频制作软件2.12.2内容导航CONTENTS2.3 2.1数字音频基础数字音频，就是利用数字技术处理声音的方法，是一种利用数字化的手段对声音进行录制、存放、编辑、压缩或播放的技术。在时间（或空间）和幅度上都是连续的信号称为模拟信号。时间和幅度都用离散的数字表示的信号就称为数字信号从模拟信号到数字信号的转换为模数转换，记为A/D(Analog-to-Digital)；称从数字信号到模拟信号的转换为数模转换，记为D/A 2.1.2声音信号的数字化 2.1.2声音信号的数字化将连续的模拟信号变换成离散的数字信号是由采样、量化和编码三个基本环节完成的。采样（抽样）将时间上、幅值上都连续的模拟信号在采样脉冲的作用下,转换成时间上离散(时间上有固定间隔)但幅值上仍连续的离散模拟信号量化：连续幅度的离散化编码：用一组二进制码组来表示每一个有固定电平的量化值声音信号的采样量化编码过程 2.1.3声音数字化的技术指标采样频率量化位数声道数编码算法数据传输率采样频率是指一秒钟内采样的次数。采样频率的选择应该遵循奈奎斯特采样理论：如果对某一模拟信号进行采样，则采样后可还原的最高信号频率只有采样频率的一半，或者说只要采样频率高于输入信号最高频率的两倍，这样就能把以数字表达的声音没有失真地还原成原来的模拟声音，这叫做无损数字化。奈奎斯特采样定理可用公式表示为：fs ≥ 2 fmax 或者 Ts ≤ Tmin / 2 其中，fs为采样频率、fmax为被采样信号的最高频率、Ts为采样周期、Tmin为最小采样周期。 2.1.3声音数字化的技术指标采样频率量化位数声道数编码算法数据传输率量化位数是对模拟音频信号的幅度轴进行数字化所采用的位数，它反映度量声音波形幅度的精度，决定了模拟信号数字化以后的动态范围。量化位数的大小影响到声音的质量，位数越多，声音的质量越高，而需要的存储空间也越多；位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间越少。常用的采样精度为8bit/s、12 bit/s、16bit/s、20bit/s、24bit/s等 2.1.3声音数字化的技术指标采样频率量化位数声道数编码算法数据传输率声道数有单声道和双声道、多声道之分。双声道又称为立体声，在硬件中要占两条线路，音质、音色好，但立体声数字化后所占空间比单声道多一倍。多声道的环绕声方式如4.1、5.1、6.1、7.1声道 2.1.3声音数字化的技术指标采样频率量化位数声道数编码算法数据传输率编码的作用其一是采用一定的格式来纪录数字数据，其二是采用一定的算法来压缩数字数据以减少存贮空间和提高传输效率压缩算法包括有损压缩和无损压缩。压缩编码的基本指标之一就是压缩比，它通常小于1。压缩越多，信息丢失越多、信号还原后失真越大。 2.1.3声音数字化的技术指标采样频率量化位数声道数编码算法数据传输率音频信号数字化后，其数据传输率与信号在计算机中的实时传输有着直接的关系。对于无压缩的数字音频来说，数据传输率可以按以下公式计算：数据传输率=采样频率×量化位数×声道数 其中数据传输率以每秒比特（bit/s）为单位，采样频率以赫兹（Hz）为单位，量化位数以比特（bit）为单位，对于声道数，单声道值为1，立体声为2. 2.1.3声音数字化的技术指标采样频率量化位数声道数编码算法数据传输率例如，以22.05kHz的采样率，8位的量化对单声道音频信号进行采样，则该音频数据传输率为22.02(kHz)×8（bit）×1=176.4(kb/s)，那么一分钟的数字音频的数据量为 176.4(kb/s) ×60(s) ／8=1323000（Byte）≈1.26(MB)对于我们所说的CD的音质，即44.1kHz的采样频率，16位的量化位数，立体声标准的数字音频，一分钟的数据量为 44.1 (kHz)×16（bit）×2×60(s)Byte）≈10.09(MB) 2.1.4音频信号的质量指标频带宽度动态范围信噪比主观度量法音频信号的频带越宽，所包含的音频信号分量越丰富，因此音质就越好通常以声音信号的带宽来衡量声音的质量。根据声音的频带宽度，通常把声音的质量分成5个等级，由低到高分别是电话、调幅广播、调频广播、激光唱盘和数字录音带的声音声音质量和数据率几种音频业务的频带宽度 2.1.4音频信号的质量指标频带宽度动态范围信噪比主观度量法动态范围是最大音量与最小音量之间的声音级差。动态范围越大，信号强度的相对变化范围越大，音响效果越好几种音频业务的动态范围 2.1.4音频信号的质量指标频带宽度动态范围信噪比主观度量法信噪比（SNR，Signal to Noise Ratio）是正确信号能量与噪声能量之比的简