音频知识
数字音频基础知识
第一章数字音频基础知识重要内容⏹声音基础知识⏹结识数字音频⏹数字音频专业知识第1节声音基础知识1.1 声音旳产生⏹声音是由振动产生旳。
物体振动停止，发声也停止。
当振动波传到人耳时，人便听到了声音。
⏹人能听到旳声音，涉及语音、音乐和其他声音（环境声、音效声、自然声等），可以分为乐音和噪音。
✦乐音是由规则旳振动产生旳，只包具有限旳某些特定频率，具有拟定旳波形。
✦噪音是由不规则旳振动产生旳，它包具有一定范畴内旳多种音频旳声振动，没有拟定旳波形。
1.2 声音旳传播⏹声音靠介质传播，真空不能传声。
✦介质：可以传播声音旳物质。
✦声音在所有介质中都以声波形式传播。
⏹音速✦声音在每秒内传播旳距离叫音速。
✦声音在固体、液体中比在气体中传播得快。
✦15ºC 时空气中旳声速为340m/s 。
1.3 声音旳感知⏹外界传来旳声音引起鼓膜振动经听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经再把信号传给大脑，这样人就听到了声音。
⏹双耳效应旳应用：立体声⏹人耳能感受到（听觉）旳频率范畴约为20Hz~20kHz，称此频率范畴内旳声音为可听声(audible sound)或音频(audio)，频率<20Hz声音为次声，频率>20kHz声音为超声。
⏹人旳发音器官发出旳声音（人声）旳频率大概是80Hz～3400Hz。
人说话旳声音（话音voice / 语音speech）旳频率一般为300Hz～3000 Hz（带宽约3kHz）。
⏹老式乐器旳发声范畴为16Hz (C2)～7kHz(a5)，如钢琴旳为27.5Hz (A2)～4186Hz(c5)。
1.4 声音旳三要素⏹声音具有三个要素：音调、响度（音量/音强）和音色⏹人们就是根据声音旳三要素来辨别声音。
音调（pitch ）⏹音调：声音旳高下（高音、低音），由“频率”（frequency）决定，频率越高音调越高。
✦声音旳频率是指每秒中声音信号变化旳次数，用Hz 表达。
例如，20Hz 表达声音信号在1 秒钟内周期性地变化20 次。
音频基础知识及编码原理
音频基础知识及编码原理音频是我们日常生活中不可或缺的一部分，它通过我们的耳朵传达声音信息。
音频的基础知识和编码原理对于我们理解音频的特性和进行音频处理都是非常重要的。
一、音频基础知识1.音频信号：音频信号是一种连续时间变化的模拟信号，它可以通过声音的压力波来传递声音信息。
在计算机中，音频信号会被采样和量化为离散的数字信号。
2.音频频率：音频频率是指声音中的振荡周期数量。
它以赫兹（Hz）为单位表示，描述了声波的频率。
人类可以听到的频率范围约为20Hz到20kHz，不同的生物和设备有着不同的频率感知范围。
3.音频幅度：音频幅度是指声音的强度或振幅。
它可以通过声音的声压级来表示，单位为分贝（dB）。
声压级越高，声音就越大；声压级越低，声音就越小。
4. 音频声道：音频声道是指音频信号的通道数量。
单声道（mono）只有一个通道，立体声（stereo）有两个通道，多声道（multi-channel）有三个或更多个通道。
5.音频采样率：音频采样率是指音频信号在单位时间内进行采样的次数。
它以赫兹（Hz）为单位表示，描述了数字音频的采样精度。
常见的采样率有44.1kHz和48kHz，高采样率可以提高音频的质量。
二、音频编码原理音频编码是将模拟音频信号转换为数字音频信号的过程。
在音频编码中，采样和量化是两个主要步骤。
1.采样：采样是将连续时间的模拟音频信号转换为离散时间的数字音频信号的过程。
采样率决定了采样的频率，即每秒钟采样的次数。
采样过程会将每个采样点的幅度值记录下来，形成一个采样序列。
2.量化：量化是将连续的模拟音频信号转换为离散的数字音频信号的过程。
它将每个采样点的幅度值映射到一个有限的数值范围内，通常使用固定的比特数来表示每个采样点的幅度。
3.压缩编码：为了减小数字音频的文件大小，音频信号通常会经过压缩编码的处理。
压缩编码可以通过去除信号中的冗余信息或者使用有损压缩算法来实现。
常见的音频压缩编码格式有MP3、AAC和FLAC等。
音频技术基础知识
有软解码和硬解码两种方式，软 解码依靠软件进行解码，而硬解 码则由专门的硬件完成解码工作。
播放软件
常见的音频播放软件包括 Windows Media Player、 Foobar2000和VLC等，它们支持 多种音频格式。
音质评价
音质评价包括主观评价和客观评价 两种方式，主观评价依赖于人的听 觉感受，客观评价则通过一系列指 标来衡量音质。
音频增强技术
总结词
音频增强技术是通过对音频信号进行预加重、去混响 、回声消除等处理，改善音频信号的传输质量和听觉 效果的技术。
详细描述
音频增强技术主要用于改善音频信号在传输过程中的 质量和听觉效果。通过去混响、回声消除等技术，可 以去除或减小音频信号中的干扰和失真，提高语音、 音乐等音频内容的清晰度和可懂度。常见的音频增强 算法包括基于滤波器组的方法、基于变换域的方法、 基于机器学习的方法等。这些算法通过对音频信号进 行不同的分析和处理，以达到增强音频信号的目的。
05
音频技术前沿与展望
人工智能在音频处理中的应用
语音识别
பைடு நூலகம்音频生成
利用深度学习技术，实现语音到文本 的自动转换，广泛应用于语音助手、 智能客服、会议记录等领域。
利用生成对抗网络（GAN）等技术， 实现语音合成、音乐生成等，为内容 创作和娱乐产业提供更多可能性。
音频分类与识别
通过机器学习算法对音频进行分类和识 别，如音乐流派、乐器种类、语音情感 等，有助于个性化推荐和情感分析。
音频技术的发展历程
起步阶段
早期的音频技术主要用于声音的记录和播放，如留 声机和胶卷录音机。
模拟录音阶段
随着技术的发展，模拟录音技术逐渐成熟，磁带录 音机成为主流。
音频基础知识
音频，英文是AUDIO，也许你会在录像机或VCD的背板上看到过AUDIO输出或输入口。
这样我们可以很通俗地解释音频，只要是我们听得见的声音，就可以作为音频信号进行传输。
有关音频的物理属性由于过于专业，请大家参考其他资料。
自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM编码。
PCM通过采样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。
一、音频基本概念1、什么是采样率和采样大小（位/bit）。
声音其实是一种能量波，因此也有频率和振幅的特征，频率对应于时间轴线，振幅对应于电平轴线。
波是无限光滑的，弦线可以看成由无数点组成，由于存储空间是相对有限的，数字编码过程中，必须对弦线的点进行采样。
采样的过程就是抽取某点的频率值，很显然，在一秒中内抽取的点越多，获取得频率信息更丰富，为了复原波形，一次振动中，必须有2个点的采样，人耳能够感觉到的最高频率为20kHz，因此要满足人耳的听觉要求，则需要至少每秒进行40k次采样，用40kHz表达，这个40kHz就是采样率。
我们常见的CD，采样率为。
光有频率信息是不够的，我们还必须获得该频率的能量值并量化，用于表示信号强度。
量化电平数为2的整数次幂，我们常见的CD位16bit的采样大小，即2的16次方。
采样大小相对采样率更难理解，因为要显得抽象点，举个简单例子：假设对一个波进行8次采样，采样点分别对应的能量值分别为A1-A8，但我们只使用2bit的采样大小，结果我们只能保留A1-A8中4个点的值而舍弃另外4个。
如果我们进行3bit的采样大小，则刚好记录下8个点的所有信息。
采样率和采样大小的值越大，记录的波形更接近原始信号。
2、有损和无损根据采样率和采样大小可以得知，相对自然界的信号，音频编码最多只能做到无限接近，至少目前的技术只能这样了，相对自然界的信号，任何数字音频编码方案都是有损的，因为无法完全还原。
在计算机应用中，能够达到最高保真水平的就是PCM编码，被广泛用于素材保存及音乐欣赏，CD、DVD以及我们常见的WAV文件中均有应用。
音频入门知识
音频入门知识声音的概念.1. 声音是一种机械振动状态的传播现象，它表现为一种机械被即声波。
产生声波的条件:a) 有作机械振动的物体：声源 b) 有能传播机械振功的弹性介质 声波示意（L. A. Rowe ）2.声波频率声压变化可以是周期性的和非周期性 频率概念循环（cycle）- 压缩/稀薄过程 频率（frequency）：每秒cycle 数，单位 hertz (Hz) 周期 – cycle 的持续时间 (1/frequency)声音信号一般由许多频率不同的信号组成，称为复合信号；而单一频率的信号称为分量信号时间幅度频率范围频率小于20Hz 一般称为次声波（subsonic)人的听觉器官能感知的声音频率范围约为20Hz～20kHz的信号称为音频(Audio)信号人发音器官发声频率约是80～3400Hz，但人说话的信号频率约为300～3000Hz，即话音(speech)信号高于20kHz的信号称为超声波 (ultrasonic)超声波及次声波一般不能引起人听觉器官的感觉，但可借助一些仪器设备进行观察和测量乐音与噪音1.一般乐音指具有确定的基频以及与该基频有较小整数倍关系的各阶谐频（harmonic tone）2.频率比基音高的所有分音统称泛音(over tone)，泛音的频率不必与基音成整数倍关系3.在主观上把令人不愉快或不需要的声音定义为噪音4.噪音的频谱较为复杂，具有无规则的振幅和波形的连续频谱声音三要素1.响度（音响）loudness到达人耳的声扰动振幅所产生的听觉的大小声振动能量是物理特性，可用声强（sound pressure）定义，单位:帕斯卡 (Pa)实用上通常都以对数方式的声压级 (sound pressure level)表示，单位:分贝(db)响度是主观量，不能用任何仪器正确地测量声音响度使用了以两个声强之比的对数为基础的相对标度，单位：宋（sone）2.音调（音高）pitch或tone人对声音刺激频率的主观判断与估量，称之为音调 (Pitch)，单位：美（Mel）Frequency是物理量，而音调是人的感觉听觉经验一般女生的声音比男生高较大物体振动的音调较低3.音色（音质）timber由其频谱决定: 不同乐器发出同一音高的乐音，仍然可以分辨可以把音色描述为音的瞬时横截面，即用谐音（泛音）的数目、强度、分布和相位来描述。
音频基本知识
音频基本知识第一部分 模拟声音-数字声音原理第二部分 音频压缩编码第三部分 和弦铃声格式第四部分 单声道、立体声和环绕声第五部分 3D环绕声技术第六部分数字音频格式和数字音频接口第一部分 模拟声音-数字声音原理一、模拟声音数字化原理声音是通过空气传播的一种连续的波，叫声波。
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。
图1 模拟声音数字化的过程声音进入计算机的第一步就是数字化，数字化实际上就是采样和量化。
连续时间的离散化通过采样来实现。
声音数字化需要回答两个问题：①每秒钟需要采集多少个声音样本，也就是采样频率(f s)是多少，②每个声音样本的位数(bit)应该是多少，也就是量化位数。
¾采样频率奈奎斯特理论（采样定理）指出，采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样才能把以数字表达的声音还原成原来的声音。
采样的过程就是抽取某点的频率值，很显然，在一秒中内抽取的点越多，获取得频率信息更丰富，为了复原波形，一次振动中，必须有2个点的采样，人耳能够感觉到的最高频率为20kHz，因此要满足人耳的听觉要求，则需要至少每秒进行40k次采样，用40kHz表达，这个40kHz就是采样率。
我们常见的CD，采样率为44.1kHz。
电话话音的信号频率约为3.4 kHz，采样频率就选为8 kHz。
常见的音频录制时的采样率和量化位数：镭射碟 声音录制格式 从数字音频接口输入输出DVD杜比数字 杜比数字位信号线性PCM 线性PCM(48kHz采样/16bit或48KHz采样/24bit等)CD 线性PCM 线性PCM(44.1kHz采样/16bit)VCD MPEG 线性PCM(44.1kHz采样/16bit)表1 常见音频录制及传输格式¾量化精度光有频率信息是不够的，我们还必须纪录声音的幅度。
量化位数越高，能表示的幅度的等级数越多。
音频知识培训素材
地
右声道
左声道
1. 基本常识－接口
3.5mm与莲花头的转接线
1. 基本常识－线材
• 自行接线时， 建议使用带有 屏蔽功能的地 线。
地线为一根线
地线为屏蔽线
2. 麦克风－种类和区别
AM2D: AM2C: 差分，48V幻象供电，全指向。 非差分，USB供电，全指向，可调音量。
差分信号：一个信号经过电路处理变成两个振幅相等、相位 相反的信号，在两根线上进行传输。 幻象供电：是不需要用专门的电源线，它是借助音频信号 线、与音频信号同时进行传送。
1. 基本常识－接口
常见接口与 定义：卡农 头，mini卡 农头
地 声道+ 声道-
1. 基本常识－接口
常见接口与定义：莲花头
地
地 左/右声道 左/右声道
1. 基本常识－接口
常见接口与定义：3.5mm音频头
地 右声道 地 左声道 右声道 左声道
1. 基本常识－接口
常见接口与定义： 6.35mm音频头
3. 视频会议音频
唇音同步
图像输入/输出 设备 图像编码
声音输入/输出设 备
声音编码
延时
唇 音 同 步
同步处理机制
*声音的数据量小，处理速度快，因此需要和图像作同 步处理
3. 视频会议音频
回声消除
远端来的声音
声学回声
Hale Waihona Puke 谢谢!音频知识培训目录
• 1. 基本常识 • 2. 麦克风 • 3. 视频会议音频
1. 基本常识－术语
采用脉冲编码（PCM）方式， 采样频率48kHz，量化精度16 位。
1. 基本常识－音频设备
常见音频设备： 麦克风， 无线 麦克风，调音 台，均衡器， 功率放大器， 反馈抑制器， 音频矩阵，效 果器，回音消 除器。
音频基础知识
⾳频基础知识⼀.⾳频基础知识1.⾳频编解码原理数字⾳频的出现，是为了满⾜复制、存储、传输的需求，⾳频信号的数据量对于进⾏传输或存储形成巨⼤的压⼒，⾳频信号的压缩是在保证⼀定声⾳质量的条件下，尽可能以最⼩的数据率来表达和传送声⾳信息。
信号压缩过程是对采样、量化后的原始数字⾳频信号流运⽤适，当的数字信号处理技术进⾏信号数据的处理，将⾳频信号中去除对⼈们感受信息影响可以忽略的成分，仅仅对有⽤的那部分⾳频信号，进⾏编排，从⽽降低了参与编码的数据量。
数字⾳频信号中包含的对⼈们感受信息影响可以忽略的成分称为冗余，包括时域冗余、频域冗余和听觉冗余。
1.1时域冗余．幅度分布的⾮均匀性：信号的量化⽐特分布是针对信号的整个动态范围⽽设定的，对于⼩幅度信号⽽⾔，⼤量的⽐特数A．幅度分布的⾮均匀性据位被闲置。
B．样值间的相关性:声⾳信号是⼀个连续表达过程，通过采样之后，相邻的信号具有极强的相似性，信号差值与信号本⾝相⽐，数据量要⼩的多。
C．信号周期的相关性:声⾳信息在整个可闻域的范围内，每个瞬间只有部分频率成分在起作⽤，即特征频率，这些特征频率会以⼀定的周期反复出现，周期之间具有相关关系。
D．长时⾃我相关性:声⾳信息序列的样值、周期相关性，在⼀个相对较长的时间间隔也会是相对稳定的，这种稳定关系具有很⾼的相关系数。
E．静⾳:声⾳信息中的停顿间歇，⽆论是采样还是量化都会形成冗余，找出停顿间歇并将其样值数据去除，可以减少数据量。
1.2频域冗余．长时功率谱密度的⾮均匀性：任何⼀种声⾳信息，在相当长的时间间隔内，功率分布在低频部分⼤于⾼频部分，功率谱A．长时功率谱密度的⾮均匀性具有明显的⾮平坦性，对于给定的频段⽽⾔，存在相应的冗余。
B．语⾔特有的短时功率谱密度:语⾳信号在某些频率上会出现峰值，⽽在另⼀些频率上出现⾕值，这些共振峰频率具有较⼤的能量，由它们决定了不同的语⾳特征，整个语⾔的功率谱以基⾳频率为基础，形成了向⾼次谐波递减的结构。
音频基本知识
1、人耳能听到的频率范围是20—20KHZ。
2、把声能转换成电能的设备是传声器。
3、把电能转换成声能的设备是扬声器。
4、声频系统出现声反馈啸叫，通常调节均衡器。
5、房间混响时间过长，会出现声音混浊。
6、房间混响时间过短，会出现声音发干。
7、唱歌感觉声音太干，当调节混响器。
8、讲话时出现声音混浊，可能原因是加了混响效果。
9、声音三要素是指音强、音高、音色。
10、音强对应的客观评价尺度是振幅。
11、音高对应的客观评价尺度是频率。
12、音色对应的客观评价尺度是频谱。
13、人耳感受到声剌激的响度与声振动的频率有关。
14、人耳对高声压级声音感觉的响度与频率的关系不大。
15、人耳对中频段的声音最为灵敏。
16、人耳对高频和低频段的声音感觉较迟钝。
17、人耳对低声压级声音感觉的响度与频率的关系很大。
18、等响曲线中每条曲线显示不同频率的声压级不相同,但人耳感觉的响度相同。
19、等响曲线中，每条曲线上标注的数字是表示响度级。
20、用分贝表示放大器的电压增益公式是20lg（输出电压/输入电压）。
21、响度级的单位为phon。
22、声级计测出的dB值，表示计权声压级。
23、音色是由所发声音的波形所确定的。
24、声音信号由稳态下降60dB所需的时间，称为混响时间。
25、乐音的基本要素是指旋律、节奏、和声。
26、声波的最大瞬时值称为振幅。
27、一秒内振动的次数称为频率。
28、如某一声音与已选定的1KHz纯音听起来同样响，这个1KHz纯音的声压级值就定义为待测声音的响度。
29、人耳对1~3KHZ的声音最为灵敏。
30、人耳对100Hz以下，8K以上的声音感觉较迟钝。
31、舞台两侧的早期反射声对原发声起加重和加厚作用，属有益反射声作用。
32、观众席后侧的反射声对原发声起回声作用，属有害反射作用。
33、声音在空气中传播速度约为340m/s。
34、要使体育场距离主音箱约34m的观众听不出两个声音，应当对观众附近的补声音箱加0.1s延时。
音视频基础知识及概念
音频技术基础—常见音频编码标准
• ITU-T Recommendation G.711 • ITU-T Recommendation G.722 / G.722.1 • ITU-T Recommendation G.723.1 & Annex A • ITU-T Recommendation G.728 & Annex G • ITU-T Recommendation G.729 & Annex A B • MP3(MPEG-1 audio layer 3) • AAC(Advanced Audio Coding，先进音频编码)
音频技术基础—波形编码方式
• ADPCM
– DPCM这种编译码器对幅度急剧变化的输入信 号会产生比较大的噪声，改进的方法之一就是 使用自适应的预测器和量化器，所谓自适应就 是指，量化位数随着幅度的变化而变化，这样 就产生了自适应差分脉冲编码调制（Adaptive Differential PCM，ADPCM）。
到了。
• 音调
• 音调是反映声音高低的，由声波的频率决定。频率高的声音 音调高，听起来尖细；频率低的声音音调低，听起来低沉。
• 对于不同的频段，人耳对音调的辨别能力不同，中频段最灵 敏，高、低频段较差。对于1KHz左右的声音，一般人可以
音频基础知识及编码原理
音频基础知识及编码原理音频是指能够被人耳所听到的声音信号，其本质是一种机械波，通过空气或其他物质传播。
音频编码是将这种声音信号转化为数字信号的过程，使其能够被计算机处理和传输。
下面将介绍音频的基础知识以及音频编码的原理。
一、音频基础知识1.声音的特性声音由振动体产生，通过空气或其他介质以波的形式传播。
声音具有频率、振幅和波形等特性。
频率决定了声音的音调，振幅决定了声音的响度，波形决定了声音的音色。
2.声音的数字化声音的数字化是将连续的模拟声音信号转换为离散的数字信号的过程。
通过采样、量化和编码三个步骤完成。
采样是将连续的声音信号在时间上离散化，量化是将采样后的幅度值离散化，编码是将离散化的采样值和量化值转换为二进制码流。
二、音频编码原理1.基于脉冲编码调制（PCM）的编码PCM是一种常用的音频编码方式，它将声音信号的采样值转换为相应的二进制码。
PCM编码包括采样、量化和编码三个步骤。
采样率决定了每秒采样的次数，采样位数决定了每个采样点的量化级别，位深度决定了每个采样点的分辨率。
2.基于压缩编码的编码压缩编码是为了减小音频数据的存储空间和传输带宽而设计的一种编码方案。
常见的压缩编码标准有MP3、AAC、WMA等。
压缩编码通过去除不重要的音频信号，减小冗余信息的存储和传输量。
压缩编码分为有损压缩和无损压缩两种，有损压缩会对音频信号进行一定程度的失真，而无损压缩则能够完全恢复原始音频信号。
3.基于声学模型的编码基于声学模型的编码将人耳对声音的感知特性引入编码过程中，通过对声音的重建模拟来实现更高的压缩效率。
常见的基于声学模型的编码标准有Opus、AAC-ELD等。
这种编码方式可以根据人耳对声音细节的察觉程度来决定信号的重建，从而实现压缩效率的提升。
总结起来，音频编码是将声音信号转化为数字信号的过程，使其能够被计算机处理和传输。
常见的音频编码方式包括PCM编码、基于压缩编码的编码和基于声学模型的编码。
不同的编码方式有着不同的特点和应用场景，在实际使用中需要根据具体的需求来选择合适的编码方式。
音频基础知识讲解
0.4 0
0.9
1
语言清晰度和其它声学概念的关系
语言清晰度和可懂度的关系
单句可懂度高于单词可懂度。
语言清晰度和声压级的关系 在一定声压级范围内，语言清晰度是随声压级的增大而 提高的，但达到一定值后，声压级的增大反而会使清晰度 下降。 语言清晰度和信噪比的关系 在背景噪声较强的情况下，利用一定的手段提高信号的 信噪比，可以使语言清晰度得以提高。
反射的规则：
1）入射线、反射线法线在同一侧。
2）入射线和反射线分别在法线两侧。 3）入射角等于反射角。Li=L
声波的折射
声波在传播途中，遇到不同介质的分界面时，除了发生反射 外，还会发生折射。一般来说，只要是介质的密度、压强、温度 或声阻不同，就应看做是两种介质，在其传播的速度就会发生变 化，声波就会产生折射。
音色
音色又称音品，由声音波形的谐波频谱和包络决定。声音波形的 基频所产生的听得最清楚的音称为基音，各次谐波的微小振动所 产生的声音称泛音。单一频率的音称为纯音，具有谐波的音称为 复音。
扩声系统指标——效果
主观：声音好听吗？舒服吗？——音色、音质 客观：A、够响吗？——声压级 B、所有人都能听到吗？——覆盖范围、均匀度 C、听得清楚吗？——清晰度 D、反馈回授吗？——传声增益
混响声
混响声是指声源发出的声波经过室内界面多次反射，迟于早期反 射声到达听音点的声音。
室内声音反射的几种情况
混响时间
混响时间（Reverberation Time），表示声音混响程度的参量，声 源停止发声后，声压级减少60分贝所需要的时间，单位为秒。用T60或 RT表示 。 混响时间对音质有着很大的影响。混响时间短，有利于听音的清晰 度，但过短则会感觉到声音干涩和响度变弱；混响时间长，有利于声音 的丰满感，但过于长则会感到前后声音分辨不清，降低了听音的清晰度。
音频视频编辑与制作第一章 音频的基础知识
音频文件的常见格式
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1.3 音频文件的常见格式
*.MID、*.RMI、*.CMF、*.RCP
音频文件格式简介
这些文件格式属于MIDI文件范畴，这类文件主要应用于 计算机音乐创作，用户可以通过专业的音频创作软件实现谱 曲，或直接通过声卡MIDI接口将外部音序器演奏的乐曲输入 到计算机中完成音乐创作
音频信号的数字处理 第8页
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1.2 音频信号的数字处理
（2）量化和编码
音频信号的处理过程
量化：把取样保持处理后的信号变为有限个在幅 度上离散的二进制信号的过程
编码：对量化的每个值点的数值进行二进制编码的 过程
音频信号的数字处理 第9页
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1.2 音频信号的数字处理
音频信号的处理过程
（3）量化噪音：在量化时忽略的信号实际值与量化值之间存在偏 差，是由量化编码的位数决定，它也决定了量化的精度
音频文件的常见格式
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1.3 音频文件的常见格式
CD-DA
音频文件格式简介
CD-DA是数字音频光盘Compact Disc Ditigal Audio 的 英文缩写，这种音乐格式在我们的日常生活中十分常见，它 的数字化音频效果完全能够再现原始的声效且文件小
MD
MD是MiniDisc的简称，是SONY公司推出的一种便携式音 乐格式。具有很强的编辑功能。用户可以快速完成选曲、编 曲等基本编辑操作，极具个性化。目前流行的MD汽车音响、 MD随身听等都是采用这种音乐格式
音频文件的常见格式
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1.3 音频文件的常见格式
*.RA、*.RM、*.RAM
音频文件格式简介
这些文件格式是Real文件的主要格式，可以随网络带宽 的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的 前提下，另带宽较充裕的听众获得较好的音质
音频的原理
音频的原理
音频的原理是基于声音的传播和接收机制，利用声波通过空气、固体或液体传播以及被接收的过程。
声音是通过物体的振动产生的压力波，随着物体振动，产生的变化压力在媒介中传播，形成声波。
声波的振动频率决定了所产生的音调高低，而振幅则决定了声音的音量大小。
在音频的录制过程中，声音通过麦克风转化成电信号。
麦克风中的振膜受到声波的压力作用而振动，这个振动将通过一个线圈或电容器引起电流的变化。
这个变化的电流信号通过电缆传输到录制设备中。
在音频的播放过程中，电信号经过放大器放大后，通过扬声器转化为声音。
电信号通过扬声器中的电磁线圈或电容器产生磁场，与永久磁体相互作用，引起扬声器振动，从而产生声波。
音频的质量受到多种因素的影响，包括麦克风和扬声器的品质、传输过程中的信号损失、噪音的干扰等。
为了获得更高质量的音频，需要采用优质的音频设备，并注意减小传输过程中的信号衰减和噪音干扰。
总结来说，音频的原理是利用声音的传播和接收机制，通过将声音转化为电信号，再将电信号转化为声音实现录制和播放。
数字音频基础知识
数字音频基础知识数字音频是通过数字化处理的音频信号。
它在现代音频行业中扮演了重要的角色，广泛应用于音乐制作、电视广播、电影制作、游戏开发等领域。
本文将介绍数字音频的基础知识，包括采样率、比特率、音频文件格式以及数字音频的应用。
一、采样率采样率是指单位时间内对音频信号进行采样的频率。
它以赫兹（Hz）为单位，表示每秒对音频信号进行多少次采样。
采样率越高，音频的还原质量越高，但同时也会增加文件大小。
常见的采样率有44.1kHz和48kHz，其中44.1kHz是CD音质的标准采样率。
二、比特率比特率是指单位时间内对音频信号进行编码的位数。
它以千比特每秒（kbps）或兆比特每秒（Mbps）为单位，表示单位时间内传输或存储的音频数据量。
比特率越高，音频的质量越高，但同时也会增加文件大小。
常见的比特率有128kbps和320kbps，其中128kbps是MP3音质的标准比特率。
三、音频文件格式音频文件格式是指存储音频数据的文件格式。
不同的文件格式对音频的存储方式和编码方式有所差异。
常见的音频文件格式包括WAV、MP3、AAC、FLAC等。
其中，WAV是无损音频格式，可以保持音频的原始质量；MP3是有损音频格式，通过压缩音频数据来减小文件大小；AAC是一种高级音频编码格式，具有更高的压缩比和更好的音质；FLAC是一种无损音频压缩格式，可以压缩音频文件大小而不损失音质。
四、数字音频的应用数字音频在各个领域都有广泛的应用。
在音乐制作领域，数字音频技术使得音乐制作过程更加便捷高效，同时保证了音质的高保真度。
在电视广播和电影制作领域，数字音频技术可以实现多声道环绕音效，提升观众的沉浸感。
在游戏开发领域，数字音频技术可以为游戏增添真实感和交互性，提升游戏的娱乐性和体验度。
此外，数字音频还应用于语音识别、语音合成、语音传输等领域。
结语：数字音频是现代音频行业不可或缺的一部分。
了解数字音频的基础知识对于从事音频相关领域的人士至关重要。
音频基础知识讲解
录音设备
包括麦克风、录音笔、录音棚等， 它们能够将声音转化为电子信号， 以便进行后续的编辑和处理。
录音环境
录音环境对采集到的音频质量有很 大的影响，因此需要选择一个相对 安静、减少噪音干扰的环境进行录 音。
音频编辑
音频编辑
指对采集到的音频进行裁剪、拼 接、降噪等处理，以达到更好的
听觉效果。
音频编辑软件
混音技术
混音是将多个音频轨道混合在一起的过程，以达到更好的整体效果。
音频效果处理
01
02
03
音频效果处理
指通过添加效果器来改变 音频的音质、音色等特性， 以达到特定的听觉效果。
效果器
效果器可以对音频进行各 种处理，如压缩、均衡、 混响等，以达到特定的效 果。
效果器使用技巧
了解和掌握效果器的使用 技巧，可以帮助用户更好 地处理和修饰音频，以达 到更好的听觉效果。
音频增强技术
音频均衡器
调整音频的频谱分布，突出或抑制特定频段，改 善音质。
动态处理
对音频信号的动态范围进行调整，提高清晰度和 响度。
音频压缩
降低音频信号的动态范围，减小文件大小，便于 存储和传输。
音频虚拟现实技术
3D音效
通过模拟立体声效果，使用户感受到声音的方向、距离和运动变 化。
环境音效
模拟不同环境下的声音效果，如森林、城市、太空等，增强沉浸 感。
音频处理未来的发展方向
未来，人工智能将在音频处理中发挥更加重要的 作用，实现更加智能化的音频分析和处理，满足 更多场景的需求。
虚拟现实与音频技术
虚拟现实中的音频需求
虚拟现实技术需要高质量的音频来增强沉浸感，要求音频 具有空间感和动态效果，能够与虚拟场景相融合。
音频视频编辑与制作第一章 音频基础知识
声音信号的基本特点 音频信号的数字处理 音频文件的常见格式
声音信号的基本特点
1.1 声音信号的基本概念
声音的种类
声音可分为：
纯音：轻敲音叉所发出的一种单一频率的正弦波声音
复合音：包含两个以上纯音的声音
基本音：周期性的复合音与周期相同的声音或非周期性的复合音 中最低频率的声音 谐波：又称倍音，具有周期性的复合音中，除基本音以外，与基 本音成整数倍的声音
它是YAMAHA公司的专用音频格式。采用减少数据流量但 保持音质的方法来达到更高的压缩比， 该文件格式我们并 不常见
音频文件的常见格式 第14页 返回
1.3 音频文件的常见格式
音频文件格式简介
CD-DA
CD-DA是数字音频光盘Compact Disc Ditigal Audio的 英文缩写，这种音乐格式在我们的日常生活中十分常见，它 的数字化音频效果完全能够再现原始的声效且文件小
MD
MD是MiniDisc的简称，是SONY公司推出的一种便携式音 乐格式。具有很强的编辑功能。用户可以快速完成选曲、编 曲等基本编辑操作，极具个性化。目前流行的MD汽车音响、 MD随身听等都是采用这种音乐格式
音频文件的常见格式 第15页 返回
1.3 音频文件的常见格式
音频文件格式简介
*.MID、*.RMI、*.CMF、*.RCP
单音：一个基本音与其整数倍的谐波组成的 声音
声音信号的基本概念 第1页 返回
1.1 声音信号的基本概念
声音的种类
声音可分为：
谐和音：在单音的混合声中，其倍频音相等的声音 噪音：无规律（非周期性）的声音
白噪音：在宽广的频率范围内能量分布均匀的声音
常识音频知识点总结
常识音频知识点总结音频是指声音在空气或其他介质中传播时所产生的一种机械波。
在日常生活中，音频被广泛应用于各种领域，包括广播电视、音乐、通讯等。
随着科技的不断发展，音频的应用范围也越来越广泛，对于用户而言，了解音频知识可以更好地使用和享受音频产品。
一、音频的基本概念1.声音和音频的区别声音是指物体振动产生的机械波，而音频是记录和处理声音的电子信息。
声音是一种可以被人类感知的信息，而音频是将这种声音信息转换为电信号进行记录和处理的过程。
2. 音频的特性音频的特性主要包括频率、振幅和相位三个方面。
频率决定了声音的音调，振幅决定了声音的音量，相位则描述了声音波形的起始相对位置。
3. 音频的数字化音频信号可以通过模数转换器进行数字化，转换成数字信号。
数字化的音频信号可以进行存储和传输，同时也可以方便地进行数字信号处理，比如音频编辑、音频分析等。
二、音频设备1. 麦克风麦克风是将声音转换成电信号的设备，它通过振膜的振动将声音波转换成电信号。
麦克风的类型有动态麦克风、电容麦克风、无源麦克风等。
2. 扬声器扬声器是将电信号转换成声音的设备，它通过振动膜将电信号转换成声音波。
扬声器的类型有动圈扬声器、电容式扬声器、平板式扬声器等。
3. 音频接口音频接口是连接音频设备的接口，常见的音频接口有3.5mm耳机插孔、RCA音频接口、XLR接口、光纤接口等。
4. 混音器混音器是用来混合和处理多路音频信号的设备，它可以控制音频的音量、音调、平衡等参数，同时也可以实现声音的特效处理。
三、音频格式1. WAVWAV是最常见的无损音频格式，它可以保存高质量的音频数据，但文件大小相对较大。
2. MP3MP3是一种有损音频格式，它通过压缩音频数据来减小文件大小，但会损失一定的音质。
MP3格式被广泛应用于音乐存储和传输。
3. FLACFLAC是一种无损音频格式，它可以保存高质量的音频数据，但文件大小相对比WAV格式小。
4. AACAAC是一种有损音频格式，它对音频数据进行有效的压缩，同时保留相对较高的音质。
音频处理技术手册
音频处理技术手册音频处理是指对音频信号进行改善、增强和修复的技术。
它广泛应用于音乐制作、影视剪辑、语音识别、语音通信等领域。
本手册将为读者提供关于音频处理技术的基础知识、常用算法和应用实例。
一、音频处理的基础知识1. 音频信号的表示方式音频信号可以通过时域图、频域图等方式进行表示。
时域图可展示音频信号的波形，频域图则显示音频信号的频谱分布。
2. 音频信号的采样和量化音频信号需要经过采样和量化才能被数字设备处理。
采样是指将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，而量化则是将连续信号的幅度离散化为一系列离散值。
3. 音频信号的编码格式常见的音频编码格式包括PCM、AAC、MP3等。
不同的编码格式具有不同的压缩率和音质损失程度。
二、音频处理的常用算法1. 音频滤波音频滤波是指通过滤波器对音频信号进行滤波处理，以满足特定的频率响应要求。
常见的音频滤波方法包括低通滤波、高通滤波、带通滤波等。
2. 音频均衡音频均衡是指根据频率响应的需求调整音频信号的幅度。
常用的音频均衡方法有图形均衡器、参数均衡器等。
3. 音频压缩音频压缩是指通过减小音频信号的动态范围来减小文件大小或增加整体音频的音量稳定性。
常见的音频压缩算法有动态范围压缩、比例压缩等。
4. 音频降噪音频降噪是指通过滤波、谱减法等方法降低音频信号中的噪声干扰。
常见的音频降噪算法有自适应降噪、谱减法降噪等。
5. 音频特效音频特效是指通过添加特定的音频效果来改变音频信号的音质和音调。
常见的音频特效有混响、回声、合唱等。
三、音频处理的应用实例1. 音乐制作音频处理在音乐制作中起到至关重要的作用。
通过均衡器、压缩器、混响器等效果器的调节，可以实现音乐的声音优化和效果增强。
2. 影视剪辑音频处理在影视剪辑中被广泛应用。
通过降噪、均衡、混响等处理，可以提高影视作品的音质和观赏体验。
3. 语音识别音频处理在语音识别技术中起到重要作用。
通过降噪、滤波等处理，可以提高语音识别系统的准确性和稳定性。
专业音频知识点
专业音频知识点音频技术在现代社会中发挥着重要作用。
无论是在音乐产业中的音频录制和制作，还是在电影制作、广播电视等领域中的音频处理，都需要掌握一些专业音频知识点。
本文将为您介绍一些重要的专业音频知识点。
让我们一步一步来了解吧。
1.音频信号的基本概念音频信号是一种连续的、模拟的声音波形。
它可以通过麦克风、乐器或其他声源产生。
音频信号可以分为单声道和立体声两种类型。
单声道包含一个声道，而立体声包含两个声道，能够提供更加立体的音效。
2.音频采样和量化音频信号在数字设备中需要进行采样和量化处理。
采样是将连续的模拟信号转换为离散的数字信号的过程。
量化是将采样得到的连续数值转化为离散的数字数值的过程。
采样率和量化位数是决定音频质量的重要参数。
常见的采样率有44.1kHz、48kHz等，位数一般为16位或24位。
3.音频编码格式音频编码格式决定了音频文件的存储方式和解码方式。
常见的音频编码格式有MP3、AAC、WAV、FLAC等。
不同的编码格式有不同的压缩比和音质损失程度。
选择合适的音频编码格式是在保证音质的前提下减小文件大小的关键。
4.音频效果处理音频效果处理是指对音频信号进行各种音效处理的过程。
常见的音频效果处理包括均衡器、混响、压缩、失真等。
均衡器可以调整音频频谱中各个频段的音量，使音频更加平衡。
混响可以模拟不同的空间环境，使音频更加自然。
压缩可以调整音频的动态范围，提高音频的可听性。
失真可以对音频进行各种特殊效果处理，创造出独特的音色。
5.音频编辑和剪辑音频编辑和剪辑是对音频文件进行修剪、合并、变速、变调等操作的过程。
音频编辑软件可以帮助我们实现对音频的精确编辑。
通过音频编辑和剪辑，我们可以制作出符合要求的音频作品，满足不同场合的需求。
6.音频播放和传输音频播放和传输是将音频文件在不同设备间进行传输和播放的过程。
现代音频设备有多种传输接口和播放方式，包括蓝牙、Wi-Fi、USB、HDMI等。
合理选择音频传输和播放方式可以保证音频的质量和稳定性。
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【录音】按钮
2016年12月20日星期二4时14分48秒
4
第三章 音频数据的获取与编辑
3.1 基 本 概 念
声音是多媒体表现形式中不可缺少的一部
分，它使多媒体的表现力更加丰富。声音主要
包括语言、背景声、音效和音乐4个部分。 语言 背景声
音效
音乐
2016年12月20日星期二4时14分48秒
5
第三章 音频数据的获取与编辑
音序内容。
2016年12月20日星期二4时14分48秒 38
第三章 音频数据的获取与编辑
3.4.2 制作MIDI音乐的设备
声音卡 电子琴 MIDI OUT MIDI IN
MIDI 电缆
2016年12月20日星期二4时14分48秒
39
第三章 音频数据的获取与编辑
3.5 不同音频格式的转换
【操作案例3.8】将若干个不同格式的音频文件转换为 MP3 格式。
量化位数 8 bit 采样 频率 11 KHz
2016年12月20日星期二4时14分48秒 14
比较:
0010101100011000
+32767 … +512 +128 0 -128 -512 … -32768
量化位数 16 bit 采样 频率 22 KHz
2016年12月20日星期二4时14分48秒 15
第三章 音频数据的获取与编辑
【操作案例3.3】使用Cool Edit Pro 2.0录音并降噪。
噪音采样、 保 存、加载 降噪参数设置
【降噪器】对话框
2016年12月20日星期二4时14分48秒 30
第三章 音频数据的获取与编辑
【操作案例3.4】录制伴音自唱歌曲。
操作步骤： (1) 在伴音下录制演唱。 (2) 对录制的演唱声音进行降噪及效果处理。 (3) 混缩合成。
2016年12月20日星期二4时14分48秒 27
第三章 音频数据的获取与编辑
3.3 音频数据的编辑（Cool Edit Pro 2.0 界面）
标题栏 单轨 / 多轨 切换 编辑区左右声 道波形 组织面板 菜单栏 工具栏
【缩放】按钮
进度显示
【播放】按钮
声音强度 显示
2016年12月20日星期二4时14分48秒
2016年12月20日星期二4时14分48秒
31
第三章 音频数据的获取与编辑
【操作案例3.4】录制伴音自唱歌曲。
音轨 2 的 R 按钮
音轨 1 上的 伴音文件
【录音】按钮
2016年12月20日星期二4时14分48秒
32
第三章 音频数据的获取与编辑
【操作案例3.5】为录制的“登鹳雀楼”添加特殊音效。
数据量=采样频率×量化位数×录音时间×声道数/8
数据量的单位为B/s(字节/秒)。
例如，一首5分钟CD音乐光盘音质的歌曲，即采样频率 44.1kHz，量化位数16位，立体声音频文件的大小为： (44 100×16×300×2)/8 =52 920 000B=50.47MB
2016年12月20日星期二4时14分48秒
3.2.4 使用豪杰音频解霸录制VCD影碟伴音
【操作案例3.2】 从MTV光盘中分离歌曲伴音“友谊地久天长”。
【播放并录音】按钮
音频解霸的操作界面
2016年12月20日星期二4时14分48秒 25
第三章 音频数据的获取与编辑
方法二：用“千千静听” 转换，可以将RMVB、RM
等视频中音频抽取出来
第三章 音频数据的获取与编辑
3.2.3 从音频CD光盘中获取音乐文件
【操作案例3.1】
将音频CD中的音乐“渔舟唱晚”翻录成MP3格式。
具有从CD音乐光盘中转换生成音频文件的软件有： Windows Media Player 光盘刻录软件Nero 超级音频解霸
2016年12月20日星期二4时14分48秒
第三章 音频数据的获取与编辑
1．采样
把模拟声音变成数字声音时，需要每隔
一个时间间隔在模拟声音波形上取一个幅
度值，称为采样，即A/D(模/数)转换。
目前最常用的采样频率有 3 种： 44.1kHz 、
22.5kHz、11.025kHz。
2016年12月20日星期二4时14分48秒
12
第三章 音频数据的获取与编辑
17
第三章 音频数据的获取与编辑
3.1.4 音频文件的格式
1.
2.
MID和RMI
WAV
3.
4. 5. 6.
MP3(MP1、MP2)
RA、RAM ASF、ASX、WMA、WAX等 XM、S3M、STM、MOD、MTM等
7． CD Audio格式（扩展名为.cda ）
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【操作案例3.6】为录制的“登鹳雀楼”配乐并合成。
2016年12月20日星期二4时14分48秒
35
第三章 音频数据的获取与编辑
【操作案例3.7】消除歌曲中的原唱，制作卡拉OK伴奏带。
主要步骤：
【效果】|【波形振幅】|【声道重混缩】
【效果】|【滤波器】|【图形均衡器】 【编辑】|【混缩到文件】|【全部波形】
3.1.1 声音的概念
空气中的分子在某些介质的作用下振动，
形成声音，其振动过程可用一连续的曲线表
示，称为声波。
周期
A t
振幅
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6
第三章 音频数据的获取与编辑
声音频率： 曲线上的任一点再次出现所需时间间隔称 为周期。 而一秒钟内声音由高(压力强)到低(压力低) 再到高(压力强)，这个循环出现的次数称 为频率。
多媒体技术与应用
主讲：×××
E-mail:××××××××
第三章 音频数据的获取与编辑
本章主要内容：
3.1 音频的基本概念
3.2 声音的录制和获取
3.3 音频数据的编辑 3.4 MIDI音乐制作 3.5 不同音频格式的转换
2016年12月20日星期二4时14分48秒
2
本章重点与学习目标
了解音频数据的概念、特点和种类 了解音频数据的采集及性能指标
2016年12月20日星期二4时14分48秒
36
第三章 音频数据的获取与编辑
3.4 MIDI音乐制作
MIDI 信息
作曲软件 电子琴键盘
MIDI 信息
MIDI 文件 管理
MIDI 编辑/ 播放 软件
声音 合成器
立体声 功放
MIDI 文件
2016年12月20日星期二
2．量化 把某一幅度范围内的电压用一个数字来表示
称为量化，量化的过程实际上也是选择分辨率
的过程。
标准的语音编码采用8bit(位)，即可有
28=256个量化级。音频量化的位数通常采用 16
位，其对应有216=65536个量化级。
2016年12月20日星期二4时14分48秒
13
比较:
01001010
+127 … +64 +32 0 -32 -64 … -128
2016年12月20日星期二4时14分48秒 10
第三章 音频数据的获取与编辑
3.1.2 声音的数字化
把模拟声音信号转换为数字声音信号的过
程称为声音的数字化，它是通过对声音信号进
行采样、量化和编码来实现的。
声音的 模拟信号 声音的 数字信号
采样
量化
编码
2016年12月20日星期二4时14分48秒
11
3.4.2 制作MIDI音乐的设备
MIDI音乐的基本设备有3个部分：音源、音序器和输 入设备。 音源：音源是一个音色的资源库。 音序器：音序器俗称编曲机，它把一首曲子所需的音色、 节奏、音符等按照一定的序列组织好让音源发声。 输入设备：MIDI乐器。用户按照演奏传统乐器的方式去演 奏它们，然后演奏便通过MIDI接口被音序器接收并存储为
【预置】列表框中的 各种延迟效果
【多重延迟】对话框
2016年12月20日星期二4时14分48秒 33
第三章 音频数据的获取与编辑
【操作案例3.5】为录制的“登鹳雀楼”添加特殊音效。
【预置】列表框中 的各种回声效果
【回声】对话框
2016年12月20日星期二4时14分48秒 34
第三章 音频数据的获取与编辑
第三章 音频数据的获取与编辑
3. 编码 由于计算机内数据的存储采用的是二进制， 为此必须将声音数据写成计算机的数据格式， 称为编码。 所以，数字声音是一个数据序列，它是 由模拟声音经过采样、量化和编码后得到的。
2016年12月20日星期二4时14分48秒
16
第三章 音频数据的获取与编辑
3.1.3 声音文件的大小
保存成mp3等音频格式。 方法是在“千千静听” 的歌曲列表上右单击选 定的歌曲，选择“转换
格式”。
2016年12月20日星期二4时14分48秒 26
第三章 音频数据的获取与编辑
3.3 音频数据的编辑
音频数据的处理软件可分为两大类，即波形声 音处理软件和MIDI软件。 常用的波形声音处理软件有WAVEdit、 Creative WaveStudio、Cool Edit、Sound Forge 以及Nero程序组中的Nero Wave Editor等。 MIDI软件是创作和编辑处理MIDI音乐的软 件，如MIDI Orchestrator、 Cakewalk Pro Audio、 Band-in-a-Box 等。
22
第三章 音频数据的获取与编辑
选中要翻 录的音乐
【翻录音乐】按钮
保留当前的格 式设置
Windows Media Player 【翻录选项】对话框