第3章音频信息的获取与处理
数字音频基础
编码
压缩
音频 文件
100101100011101
模拟信号的数字化过程
一、声音的数字化过程
1. 采样（Sampling） • 对振幅随时间连续变化的模拟信号波形按一定的时间间隔 取出样值，形成在时间上不连续的脉冲序列，称之为采样。 2. 量化（Quantization） • 将采样值相对于振幅进行离散的数值化的操作称为量化。 即将模拟信号的幅度，在动态范围内划分为相等间隔的若 干层次，把采样输出的信号电平按照四舍五入的原则归入 最靠近的量值。 3. 编码（Coding） • 把采样、量化所得的量值变换为二进制数码的过程称为编 码。 4. 压缩（Compress）目的是减少数据量与提高传输效率。 依据：声音信息中存在着多种冗余；听觉器官的不敏感性； 采样的标本中存在着相关性。
例2
例3
一般播音员的播音频率是４kHz，采用8bit的采用精度单声道 进行采样的时候，计算该播音员播音１０分钟的数据量为：
８kHz＊１０＊６０ ≈ 4.5MB
例4
以CD音质（44.1kHz的采样频率，16位立体声形式）记录一 首５分钟的乐曲所需的存储容量为： 44 100（Hz）×（16/8）（B）×2×５×60 ≈ 51600kB
705.6
立体声
1411.2
立体声
1536
第2节 常用音频格式介绍
• WAV文件(.wav)
– WAV——Wave，波形文件 – 由Microsoft和IBM联合开发的音频文件格式 – 特点：层次丰富、还原性好、表现力强；数据量大；应用 广泛
• CD-DA文件(.cda)
– 标准激光盘文件 – 特点：数据量大，音质好
• AIFF文件(.aif/.aiff)
多媒体技术之音频信息的获取与处理PPT课件( 75张)
常用音频采样率：8kHz、11.025kHz、16kHz、22.05kHz、44.1kHz 及 48kHz
2.2.2 数字音频获取
● 量化
量化概念
通过采样得到的表示声音强弱的函数 x(nT) 是连续的，为把 x(nT) 存入计 算机，就必须将采样值离散化，即量化成一个有限个幅度值的集合 x(nT)
多媒体技术及其应用
第二章 音频信息的获取与处理
● 主要知识点
2.1声音概述 2.2数字化音频 2.3音乐合成与 MIDI 2.4音频卡 2.5数字音频压缩标准
2.1.1 声音定义 ● 声音概念 ● 声音特性
2.1.2 声音基本特点 ● 声音传播 ● 声音频率 ● 声音传播方向 ● 声音三要素 ● 声音连续、相关及
实时性 声音具有实时性。对处理声音的计算机硬件和软件提出很高要求
2.2 数字化音频
转换
模拟信号
数字信号
音频数字化需要考虑的问题
采样、量化、编码
模 拟 信 号 的 数 字 化 过 程
100101100011101
音频信号处理过程流程
音
频采
开信 样
始
号 频
频 率
率
采 样
量 化
保 存 为 声 音 文 件
周期
用声音录制软件记录的英文单词“Hello”的语音 实际波形
2.1.2 声音特点
● 声音的传播方式
声音是依靠介质 ( 比如：空气、液体、固体 ) 的振动进行传播的 声源是一个振荡源，它使周围介质产生振动，并以波的形式传播 人耳感觉到这种传播过来的振动，反映到大脑，就意味听到声音 声音在不同的介质中传播，其传播速度和衰减速率都是不一样的
《声音素材的获取和处理》教学设计
师： 作为信息技术专业的学生， 不 仅要懂得欣赏美、 享受美， 更要去创造 美。 琴水漫夜》 这段音频由朗读声音 和背景音乐混合而成。 那么， 这段朗读 的声音是怎么获取的？ 其中的背景音乐 又是怎么添加上去的呢？ 本节课我们就
一
上获取音频资源； 利用互联网获取音 频资源， 常用到的网站有： 中国音乐网 （ ｔ ：／ ｈｔ ／ ｗｗｗ． ｓ ． ．ｅ） 素材 ｐ ｍｕ ｉ ｃ ｎｔ、 ｃｎ 网 （ｔ ： ｗｗｗ． ｃ０ ｏ ／ｏ ｎ ） ｈｔ ／ ｐ／ ｐ Ｏ ． ｒ ｓｕ ｄ、 ｉ ｃｎ 声音网（ｔｐ／ ｗｗｗ． ５ ．ｏ ） ｈ ｔ ：／ ５ ｙＣ ｍ／ ｄ
师利用Ｐ Ｔ Ｐ 课件展 示音频 的格 式 与获取方法 。
行制作、 编辑及合成音乐。
难点： 掌握 利用音 频处 理 软件
Ｔ ｔ ｅＤｄｒ 行消声、 ｏａ Ｒ ０ｒｅ ｌ 进 混音等效果 的处理 。
பைடு நூலகம்学情分析
学生对于多媒体音频处理软件已
有所了解。 通过前面几节课的学习， 学
生对于音频 的处理有 一定的认 知能力， 但灵 活运用音频 处理技术 进行 专业化
黪 教学内容分析 （ 《 声音素材的获取和处理 是高职 多媒体技术应用 第三章中的一节内 容 本课要求学生掌握声音媒体的采
集 与制作， 进
师利用Ｐ Ｔ Ｐ 课件展示声音、 语音、 音乐及效果的概念图， 如下图。 师： 被数字化了的声音 称为 “ 音 频”声音文件也就随之被称为 “ ， 音频 文件” 根据音频记录和存储方式的不 。 同， 数字音频具有不同的格式。
ｔｇ ４ｃｎｔｕｎ 信息技术课 ｏ ａ ＠ｈａ ｄｃ｝ ｕ ｏ ｉｉ ＿ ｅ
声音素材的获取和处理 教学设计
音频信息的获取与处理
声音是人们用来传递信息最方便、最熟悉的方式。
早期的PC是聪明的哑巴，后来利用PC的扬声器能够发出一点音效，如今多媒体技术的发展使计算机处理音频信息已达到较成熟的阶段。
本章我们简要介绍数字音频的基本概念，然后介绍音频文件的获取和输出，以及使用音频处理软件编辑音频文件的思路、操作和技巧。
一、声音的基本概念在多媒体系统中，声音是指人耳能识别的音频信息，对音频信号的处理方法大致可分为两类：数字音频方式，分析——合成的方式。
这里首先介绍音频信号处理过程中所涉及的基本概念。
1.声音的要素（1）音调：即声音的高低，由声波振动的频率决定。
（2）音强：又叫响度，由声波振动的振幅决定。
（3）音色：音色是由混入基音的泛音所决定的，高次谐波越丰富，音色就越有明亮感和穿透力。
不同的谐波具有不同的幅值An和相位偏移|n ，由此产生各种音色效果。
（4）音质：即声音聆听效果的好坏，例如噪音信号强的声音就比噪音信号弱的声音音质要差。
（5）波形：在数字环境下用来加强声音编辑的一种图形表示。
（6）振幅：一个特定时间上的声音信号强度。
（7）数字化声音的基本参数：采样频率：声音数字化过程中，每秒钟抽取声波幅度样本的次数。
量化位数：记录每次抽样结果的数据长度，常采用的有8位、16位等。
声道数：我们通常讲的立体声，也就是具有两个相对独立声道的声音。
编码方法（压缩方法）：将采样所得数据记录下来的格式。
2.声音的数字化声音的数字化是指按照一定的采样频率，从模拟声音波形上抽取声波的一个幅度值，而后将一定范围内的幅度值用一个数字表示，即量化的过程；最后，为了使计算机能够读懂数据，我们将以特定的格式将所得数据写成二进制的数据格式，也就是编码，从而实现声音从模拟量到数字量的转化。
数字化声音的优点，归结起来有如下几点：传输时抗干扰能力强；重放时声音效果好；易进行编辑处理；易纠错；易形成数据流；可进行数据压缩。
3.音频编码及压缩方法音频编码是声音数字化过程中的最后一步，它的实现是靠各种不同的压缩方法将数据编码压缩。
第3章 音频信息处理技术
即将量化后的数字，按一定的数据格式进行（压缩） 表示，这个过程称作编码。编码的作用。
第3章
音频信息处理技术
经过上述过程就可以得到一个用来表示声音强弱的数据 序列（如下图所示)。这个数据序列就是声音信号的数字化文
件。重新播放这个数字化文件，就可以听到原来的声音信号。
图3-6 声音信号的数字化序列
第3章
产生波形，然后通过声音发生器送往扬声器播放出来。 下面简单介绍Cakewalk的使用(安装Cakewalk，并演示)
第3章
音频信息处理技术
二、MIDI音乐合成
由上可知，计算机要想播放MIDI音乐文件，必须使用
合成器。合成MIDI乐音的方法很多，最主要的是FM合成法
和波表合成法。
1、FM合成法（调频合成法）
注：此“录音机”只能录制1分钟以内的声音，若要录制长度超过1 分钟的声音，就需要选择功能更强大的音频处理软件，如Cool Edit或随 卡赠送的录音软件等。
第3章
音频信息处理技术
用Cool Edit软件录制声音的方法如下：
(1) 将麦克风插入声卡的MIC
(2) 启动“Cool Edit”软件（假定Cool Edit已安装好） (3) 在“Cool Edit”窗口中选择“文件/新建”选项 (4) 单击“ (5) 单击“ ”按钮，开始录音 ”按钮，停止录音
第3章
音频信息处理技术
用Windows中提供的“录音机”录制声音的步骤如下： (1) 将麦克风插入声卡的MIC
(2) 启动“录音机”软件
(3) 在“录音机”窗口中选择“文件/新建”选项 (4) 单击“ (5) 单击“ ”按钮，开始录音 ”按钮，停止录音
(6)选择“文件/另存为”选项，将刚录制的声音存储成 一个数字声音文件。
信息技术《声音的获取与加工》教学设计
《声音的获取与加工》课堂教学设计
教学目标
学情分析课标要求 1.能够选择适合的声音文件进行混音；
2.能够根据需要对声音文件进行编辑与加工；
学习内容 1.对音频进行混音操作；
2.根据需要对音频进行剪切与合并；
学情现状
1.学生的信息素养较好，但音频加工的软件对学生来说是陌生的,操作界面不熟
悉,需要一定的指导；
2.音频的获取与加工这课的内容内容对于学生来说是新奇的、有趣的、实用的,
学生表现出较强的学习动机；
学习目标知识技能 1.能将两段音频混合在一起;
2.掌握使用音频加工软件的技巧,提高学习信息技术的能力;
过程方法
1、以学生为主体,以教师为主导,运用任务驱动法让学生掌握声音加工的简单操
作；
2、在被点评和点评者之间切换角色，培养学生的鉴赏与表达能力；
情感态度1、培养学生自主学习的能力,主动探索、实践操作的能力；
2、提高学生的审美能力以及创新能力；
教学策略重点难点重点：将朗诵音频与背景音乐混合；
难点：不同时间长度的背景音乐于朗诵音频的混合；
方式方法采用任务驱动式学习，将学习的自主权交到学生手中。
提供相应的脚手架以及及时的指导，培养学生独立动手完成任务的能力与意识。
媒体技术运用学生录制的朗诵音频、网络朗诵视频、修音视频、教学PPT等多媒体素材，采用屏幕广播、文件发送等技术手段开展教学。
教学
流程
结构
评价方案设计。
八年级上音频和视频信息的获取与编辑
目录重要提醒《国家九年义务教育课程综合实践活动指导纲要（7——9年级）》中指出：中小学信息技术教育是为了适应以计算机技术和通信技术应用为核心的信息时代对人才培养提出的新要求而设置的学习领域，是以培养学生的信息素养和信息技术应用能力为主要目标，以操作性、实践性和探究性为特征的课程。
初中信息技术教育的目标是：发展学生积极学习和探究信息技术的兴趣，巩固良好的信息意识和健康负责的信息技术使用习惯，提高信息处理能力，强化学生使用信息技术支持各种学习和解决各类问题的意识与能力。
教材分析：教材以为信息活动为主线，从实际应用出发，（1）让学生在实践活动中，体验借助计算机和网络获取、处理、表达信息并用以解决实际问题、开展学科学习的过程；（2）在活动中理解感知信息的重要性，分析信息编码以及利用计算机等常见信息处理工具处理信息的一般过程；（3）发展积极参加信息技术活动、主动探究信息技术工作原理和信息科技奥秘的兴趣；（4）在参与实践活动的过程中，思考讨论和分析与信息技术应用相关的社会现象，养成适当的信息技术使用习惯。
第一单元音频和视频信息的获取与编辑学习目标（1）掌握音频和视频信息的获取方法与途径。
（2）了解音频和视频信息的存储格式，学会播放和转换音频、视频文件。
学会对音频和视频文件进行简单编辑。
音频和视频信息是信息技术社会中不可或缺的重要组成部分，是人们信息交流、生活娱乐及多媒体作品中常见的元素。
在计算机中，可以播放和应用本机中的音频、视频文件，还可以通过不同的途径获取外部的音、视频内容，并将其加到计算机中，实现音频、视频的数字化，方便我们的编辑、创作、应用。
本单元我们将学习音频、视频信息的获取与编辑，并利用这些技术创作音频、视频作品。
本单元知识框架第一课：音频信息的获取（2个课时）【教学目标】（1）通过网络和CD光盘获取音频信息。
（2）自己动手录制音频信息。
（3）音频格式的转换。
（4）初步掌握播放音频文件的常用软件。
福建省计算机应用基础一级选择题25套-第四章
4.1.1 多媒体的基本概念4.1.2 多媒体系统组成4.1.3 多媒体技术的应用(01221) 在媒体概念中，下列〈〉不属于“媒质”。
(A) 光纤(B) U 盘(C) 光盘(D) 硬盘答案：(01201) 〈〉不是多媒体技术的主要特性。
(A) 多样性(B) 普遍性(C) 交互性(D) 集成性答案：01216) 〈〉不是多媒体的主要特性。
(A) 多样性(B) 集成性(C) 交互性(D) 通用性答案：(01212) 多媒体技术的主要特征包括多样性、集成性和〈〉。
(A) 显著性(B) 交互性(C) 普遍性(D) 综合性答案：(01205) 根据国际电信联盟〈ITU〉对媒体的定义，媒体的5 种类型是〈〉。
(A) 平面媒体、表示媒体、显示媒体、网络媒体、存储媒体(B) 感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体(C) 感觉媒体、表示媒体、存储媒体、广播媒体、显示媒体(D) 平面媒体、广播媒体、网络媒体、数字媒体、显示媒体答案：(01200) 图像文件是属于〈〉。
(A) 感觉媒体(B) 存储媒体(C) 表示媒体(D) 显示媒体答案：(01203) MP3 歌曲的格式是属于〈〉媒体。
(A) 表示(B) 传输(C) 感觉(D) 存储答案：(01210) 图像编码属于〈〉。
(A) 表示媒体(B) 传输媒体(C) 显示媒体(D) 存储媒体答案：(01206) 下列属于存储媒体的是〈〉。
(A) 视频(B) 文本(C) 动画(D) 光盘答案：(01211) 在媒体分类中，〈〉属于显示媒体。
(A) 硬盘(B) MP3 歌曲(C) 键盘(D) 光纤线答案：(01217) 眼睛看到的图像属于〈〉。
(A) 表示媒体(B) 感觉媒体(C) 显示媒体(D) 存储媒体答案：(01218) 二维码属于〈〉媒体。
(A) 传输(B) 表示(C) 感觉(D) 存储答案：(01224) 扬声器属于〈〉媒体。
(A) 表示(B) 显示(C) 感觉(D) 存储答案：(01219) 常见媒体元素不包括〈〉。
多媒体技术及应用课后习题及答案
答：（A）
4、下列哪一种说法是正确的：
（A）信息量等于数据量与冗余量之和
（B）信息量等于信息熵与数据量之差
（C）信息量等于数据量与冗余量之差
（D）信息量等于信息熵与冗余量之和
答：（C）
5、P64K是视频通信编码标准，要支持通用中间格式CIF，要求P至少为：
（3）数据分块技术；空间可扩展性；信噪比可扩充性；框架技术。
（4）空间可扩展性；时间可扩充性；信噪比可扩充性；数据分块技术。
（A）（1）（B）（2）（C）（3）（D）（4）
答：（D）
6、多媒体技术未来发展的方向是：
（1）高分辨率，提高显示质量；（2）高速度化，缩短处理时间；
（3）简单化，便于操作；（4）智能化，提高信息识别能力。
答：（B）
5、以下的采样频率中哪个是目前音频卡所支持的。
（A）20kHz（B）22.05 kHz（C）100 kHz（D）50 kHz
答：（B）
6、1984年公布的音频编码标准G.721，它采用的是（）编码。
（A）均匀量化（B）自适应量化（C）自适应差分脉冲（D）线性预测
答：（C）
7、AC-3数字音频编码提供了五个声道的频率范围是：
多媒体技术试题及解答
第一章多媒体计算机概述
单项选择题1-6：
1、请根据多媒体的特性判断以下哪些属于多媒体的范畴？
（1）交互式视频游戏（2）有声图书（3）彩色画报（4）彩色电视
（A）仅（1）（B）（1）（2）（C）（1）（2）（3）（D）全部
答：（B）
2、下列哪些不是多媒体核心软件？
（1）AVSS（2）AVK（3）DOS（4）Amiga Vision
2020选考总复习 信息技术 必修2 第三章(1) 媒体的采集与制作(文本、图片、声音素材的处理)
第三章(1)媒体的采集与制作(文本、图片、声音素材的处理)[考试标准]8.视频素材的处理(1)视频素材的采集(2)视频的基本处理(3)视频文件的输出c一、文本素材的采集与处理1.多媒体作品中文字、数字和符号是一种文本素材的媒体，统称为文本。
2.文本素材的呈现方式：文本方式和图形方式。
3.采集方式可以使用：键盘输入、网络下载、光电输入、语音录入及手写输入。
4.常见的文本素材格式：txt、doc、wps、html等。
二、图形与图像、位图与矢量图的概念1.图形与图像区别：图形是真实物体的模型化、抽象化和线条化的表现方式，而图像则是一个物体原形的真实再现。
2.位图和矢量图的区别位图：由许多点组成，点称为像素(最小单位)。
矢量图：用一组指令集合描述。
类型存储形式特征采集方式文件格式位图以像素的形式存储，图像质量与分辨率有关缩放、扭曲等操作后易失真(模糊)，存储容量大、色彩丰富。
生活中的大多数图片是位图使用扫描仪、数码相机、摄像头等硬件设备获取，用画图程序、ACDSee、Photoshop等软件制作BMP、Jpg、Gif、Psd、Tif、Png矢量图以数学公式描述缩放、扭曲等操作后不失真，存储容量小，主要用于工业制图等用Flash、AutoCAD、CorelDraw等软件创作Wmf、Emf三、图片素材的采集方式图片素材的采集方式主要有：扫描仪、数码相机等获取，因特网下载，从图片资料库中选择，以及从视频文件中截取一帧图像。
四、图片素材的加工图像处理软件Photoshop的操作界面：1.图像基本属性设置：包括图像的宽度、高度、分辨率、颜色模式及位深度等基本属性的设置。
可在“图像”菜单中进行修改。
2.常用工具的使用(1)区域选取工具、命令及其功能特点：工具或命令功能或特点相关参数“矩形”、“椭圆”选框工具选取一个规则的矩形或椭圆区域。
(按住Shift键，可选取正方形或圆)羽化：使选区内外衔接的部分虚化，起到渐变的作用，以达到自然衔接的效果(羽化值越大，虚化范围越大)套索、多边形套索、磁性套索工具选择任意形状的区域魔棒工具选取颜色相近区域容差：容差越大，选择颜色的范围越大全选命令选取当前图层画布范围内的所有图像反选(反向)命令选取该图层中未被选取的区域，同时取消已选区域取消选择命令取消已选区域(2)其他常用工具、命令及其功能特点：工具功能或特点移动工具移动当前图层图像或选择区域的图像裁切工具保留选取区域中的图像，未选区域图像被删除吸管工具用来吸取图像的颜色油漆桶工具用来对指定的区域填充前景色文字工具单击工具栏上的“T”按钮，调整好字体、字号、颜色可以在图像编辑区中完成文字的录入及美化缩放工具放大或缩小图像的显示比例自由变换命令对当前图层或当前选定的区域进行缩放、翻转、旋转、扭曲等操作3.图层的基本操作(1)图层就如同含有文字、图像等内容的胶片，一张张按顺序叠放在一起，组合起来形成一张完整的图像，单独对某个图层进行操作，不会改变其他图层的内容。
音频信息的采集与加工教案设计
音频信息的采集与加工教案设计一：学习需要分析1：在这门课的教学中存在的问题就是该如何用具体的方法让学生掌握合适的工具对音频信息进行加工和处理..2：有些学生知道或已经使用过音频编辑软件;但有些学生甚至都没听说过更别说用过;所以他们在知识水平上有一定差距;与我们所希望达到的大家都能灵活掌握软件有一定的差距..3：总的来说;我们这节课的教学目标就是学生要掌握音频信息采集与加工的方法并能够灵活运用音频编辑软件进行操作..二：教学内容分析这节课选用的是教育科学出版社出版的信息技术基础必修的第五章第一节;第五章为多媒体信息的加工;在本教材中是一大亮点..多媒体信息加工中关于数字化音频信息的部分;是属于知识新知课和软件使用的新授课..教学重点是：1、了解数字化音频的获取和采集过程；2、利用音频剪辑软件对音频文件进行简单加工..教学难点是对音频信息格式的理解以及如何灵活地更好掌握音频剪辑阮籍..三：教学对象分析1：起点能力分析：学生之前已经了解过信息的概念和特征;平时在生活中也总是接触到这方面的概念;只是没有系统的学习过这方面的知识..和信息加工的具体操作方法和信息合成的方法..2：一般特征分析：学生处在现在的年龄阶段肯定已经对本节课方面的内容进行过一定的了解..学生平时会接触网络;喜欢听歌;大部分同学的手机可以选择自己喜欢的歌曲作为铃声..学生很希望可以制作出喜欢歌曲的串烧;因此对学习音频信息的处理需求比较强烈..3:认知风格分析：学生现在的状态适宜用课堂讲演;ppt演示的方法进行教学..四：学习目标的编写：一：知识与技能目标：1：知道数字化音频信息获取的途径;常见的音频文件格式和音频加工工具..2：知道“音量控制”的基本设置对音频采集、加工的影响..3：掌握音频信息的简单加工和简单合成二：过程与方法目标：1：通过学习;选择恰当的工具加工音频;表达信息..2：通过学习;能够运用所学到的知识在生活中加以运用并灵活使用学到的方法..三：情感态度与价值观目标：通过对数字音频的录编;激发学生的创作欲望；能够主动客观地对生活和网络常见数字音频进行分析评价;提升审美能力；加强版权意识;尊重他人的知识产权..五：教学策略设计：任务驱动法：强调学生在密切联系学习、生活和社会实际的常见的任务情景中;通过完成任务来学习知识;获得技能;形成能力、内化伦理..探究法其中任务驱动法是整个课堂教学的组织方法;以一个总的人物贯穿其中..而探究法用在具体的问题分析上;如让学生自主探究..六：教学媒体选择与设计：采用多媒体课件;投影及黑板板书的媒体进行教学..七：教学活动过程的设计：采用讲授演示模式1.教师先用电脑播放两段音频给学生听;一段是没有经过加工处理的;一段是经过加工处理的;以此来激发学生的学习兴趣..2.告诉学生平时我们身边的音频信息都是可以通过加工处理的方法制作出特殊效果的..并演示安装;打开音频软件的方法..3.学生在自己的电脑上学习如何安装;打开音频软件..4.老师演示用软件采集及加工音频信息的过程..5.学生自己在下面用电脑联系..6.老师布置任务;录制一段再别康桥的朗诵;再通过软件的加工来润色这段朗诵..7.学生在下面用自己的电脑来完成任务..8.老师巡逻观赏学生的制作作品;然后自己在讲台上演示是怎么进行操作的;然后学生再修改完善自己的作品..9.学生上交作品;教师进行点评并对今天的课程进行归纳总结..1：课程引入：课前播放音频范例思考：1、同学们喜欢听流行音乐;你手机、电脑上的音频信息是如何获取的2、如何截取歌曲的高潮部分作为手机铃声获取数字化音频信息的方式有以下几种：在已有的数字化音频资源中寻找或者截取、从磁带中转换而来、采用数字化音频设备现场录音等..今天我们主要学习现场录制;并对他们进行处理;达到我们想要的效果..2：布置任务：要截取歌曲的高潮部分;要用到一些声音接下来我们来了解下几种音频加工软件和常见的音频文件格式：CD格式天籁之音WAV 无损的音乐MP3流行的时尚WMA功能强大..今天的任务是1、音频信息的采集—录音采集前的准备2、音频信息的加工请根据学案参考步骤;完成音频作品;要求如下：完成音频作品;要求如下：朗诵现代诗再别康桥并插入背景音乐..3：教师示范:学生根据老师的要求自己进行实验;然后老师下去进去巡视指导;对学生进行指导..教师进行示范;对操作过程进行补充：1、音频的采集2、基本编辑:选择、移动位置、删除;调整音量、添加声音效果 3. 保存、混缩合成请未完成的同学继续完成自己作品;已完成的同学改进自己的音频质量..4:实践改进：组内交流;选出组内最优作品;并提交该音频作品..浏览选出较好作品..改进自己作品;评价交流提交作品..利用电子教室软件;展示学生的优秀作品并评价..总结本堂课知识..八：评价的设计：1：教学中的评价：要对不同层次的学生采用不同的评价标准..对后进生采用表扬评价;调动他们的学习积极性..学生自我检测及评价2：评价量规音频采集质量评价量规九：教学反思：本课的教学要求不高;我们可以充分调动学生的学习兴趣..我们将本课内容与高一语文教学内容再别康桥结合起来;既充满诗情画意;又有很强的学科相关性..创设情境自然合理;是比较成功的..在教学过程中;我们运用讲授法与任务驱动相结合的教学方法;同样要关注到不同能力的学生;应鼓励自主、探究和同学之间的协作学习..教师也可以协助解决一些具体的问题..本课在实施时;对学生的知识引导和对学生任务操作的监控还要加强..。
多媒体第三讲 音频信息的获取与处理
2.6 声音文件工具
1. Windows 操作系统自带的“Sound Recorder” 2. 买声音卡时带的工具，如声霸卡带的Wave Studio 3. 网络上下载的工具，如Cool Edit, Cakewalk Pro Audio（主要制作处理MIDI音乐）,mp3Pro Audio Player等等。 4. 声音文件的转换工具，如：豪杰超级解霸，东方1. 插孔和D形连接器 线路输入（Line In）插孔： 麦克风（MIC）输入插孔： 线路输出插孔：“Line Out”、“Audio Out”、 “Speaker” D形连接器：15芯的D形接口，可以用来连接游戏操纵 杆、游戏机入口或MIDI合成器。 2. CD-ROM接口及音频信号连接口：通常为4芯插 座，有左、右声道以及两根地线。
2.1 音频技术的主要组成部分
2. 多媒体涉及到的音频处理技术： （1）音频采集：把模拟音频信号转换成数字化音频信 号，然后存储到存储设备中。 （2）文语转换：经过语言学处理、语音学处理，把计算 机内的文本转换成声音输出。 （3）声音编码/解码：对语音信息进行压缩编码和解压缩 还原。 （4）语音识别：电脑辨别和理解人说的话。 （5）音乐合成：利用音乐合成芯片，把乐谱转换成乐曲 输出。 还有音频数据传输、音频—视频同步、音频效果与编辑等
2.2 声音卡的功能和分类
1. 声音卡的分类 声音卡的分类主要是根据其数据采样量化的位数来确 定，通常分为8位、16位和32位，位数越多，其量化精度 越高，音质就越好。 声音卡通常带有自己的CPU，具有较高的智能性和灵 活性，支持DOS环境和Windows环境下的应用开发。 数字音频部分具有的基本功能有44 .1kHz的采样 率，8位以上的分辨率，录音和播放声音信号，同时具有 压缩采样信号的能力。最常用的压缩方法是自适应脉冲编 码调制。
音频信息的获取与处理
3. 数字音频音质与数据流量 3.1 音频信号经过数字系统重现后的音质与系统频率响应的范围成正比. 模拟信号 A/D→D/A 模拟信号
“音质”正比于“采样频率”× “量化位数” 3.2 音频数据流量单位(比特率，位数，码率) kb/s(kbps) ， 8kbps = 1kBps = 采样频率 × 量化字节数 × 通道数 音频数据流量和数据量的计算 例: 对于调频广播级立体声，采样频率44.1 kHz，量化位数16 位，则音频信号 数字化后的数据量为: 44.1k×16 ×2 =1411.2 kb/s =176.4 kByte/s 采样频率 量化 声道数 数据量 电话: 11 kHz, 8位, 单声道, 88kb/s 收音机: 22kHz, 16位, 双声道, 352kb/s CD: 44.1kHz, 2Byte, 双声道, 1411 kb/s 音频数据总量=音乐时长×数据流量 例: 对于三分钟的乐曲，立体声总量=180s×176kB/s=31.68MB
第二章 音频信息的获取与处理
一．声音概述 二．数字化音频 三．音乐合成与MIDI 四．音频卡 五．数字音频压缩标准
2. 噪声 70dB: 50%的人的睡眠受到影响. 噪声性耳聋: 长期暴露在强噪声中, 听力不能复原, 引起心血管和消化系统疾病; 140dB ~160dB(高强度噪声): 会使鼓膜破裂, 双耳完 全失聪. 超音速飞机的轰声, 爆炸声: 玻璃震碎, 墙皮脱落 160dB以上的特强噪声: 使金属疲劳损坏
4.5 流式音频文件~ WMA扩展名 Microsoft 研制的一种压缩文件或流式文件, 相当于MP3, 压缩率较高和音质较好. 边下载边播放 4.6 流式音频文件~ RA扩展名 Real networks 推出的压缩格式，其压缩比可达到96:1. 4.7 数字音频文件~ PCM扩展名 模拟音频经A/D转换形成的二进制数字序列, 该文件没有文件头和文件结束标志. 音源信息完整, 冗余度过大, 音质好,数据量大. 较高保真水平, 被用于素材保存及音乐欣赏. 4.8 CD-DA音频文件~ CDA扩展名： 激光CD音乐盘格式. 音质好, 数据量大。 4.9 APE音频文件：是一种无损压缩音频技术，与MP3等有损压缩方式不同，在将CDA音 频数据文件压缩成APE格式后，还可将APE格式的文件还原为压缩前的CDA文件。APE 的文件大小约为CDA的一半。APE格式可用于通过网络传输CD质量的音乐. APE常用软件: CuteAPE(切割ape) Windows Media Player 11 千千静听 暴风影音和MPC等等。 5. 数字音频编辑：剪切粘贴, 左右声道剪切粘贴, 淡入淡出, 回声和混响, 模拟厅场。 6. 音频信号处理：声纹识别测谎，音乐合成，立体声模拟，采集，编解码和传输。
第3章音频、视频的信息处理
对一次未完成的制作，可以将其保存为“MSWMM”类型 的项目文件，下次打开Windows Movie Maker后通过打开 项目打开该文件，继续制作。
Wave文件所占存储容量的公式：
存储量=(采样频率×量化位数×声道)×时间(秒)÷8 举例：立体声双声道采样频率为44.1kHz，量化位数为8 位，一分钟这样的音乐所需要的存储量为多少？ 存储量(字节数)=（44.1×1000×8×2)×60÷8
位数
Wave音频文件
Windows所使用的标准数字音频是Wave波形文件， 文件的扩展名是wav，记录了对实际声音进行采样的数 据。 Wave音频文件的主要缺点是文件太长，不适合长时 间记录。
习题
操作题：实验六（1~6） 原始文件和样张在 “实验六”文件夹中。
第二节 视频信息的处理技术
视频是多媒体系统中主要的媒体 形式之一。视频信息的处理包括视频 画面的剪辑、合成、叠加、转换和配 音等。
一、 数字视频文件格式
数字视频文件的格式一般取决于视频的压缩 标准。Windows系统中标准的视频格式为AVI， Mactonish计算机的视频标准格式则为MOV。 而VCD、DVD和MPEG标准又有各自的专有 格式。总体而言，视频格式一般分成影像格 式(video format)和流格式(stream video format)两大类。
音频、 第三章 音频、视频的信息处 理
实验一声音信号的获取与处理
实验一声音信号的获取与处理 (1)1.1 实验目的和要求 (1)1.2 预备知识 (1)1.3 实验内容与步骤 (2)1.4 思考题 (9)实验一声音信号的获取与处理声音媒体是较早引入计算机系统的多媒体信息之一，从早期的利用PC机内置喇叭发声，发展到利用声卡在网上实现可视电话，声音一直是多媒体计算机中重要的媒体信息。
在软件或多媒体作品中使用数字化声音是多媒体应用最基本、最常用的手段。
通常所讲的数字化声音是数字化语音、声响和音乐的总称。
在多媒体作品中可以通过声音直接表达信息、制造某种效果和气氛、演奏音乐等。
逼真的数字声音和悦耳的音乐，拉近了计算机与人的距离，使计算机不仅能播放声音，而且能“听懂”人的声音是实现人机自然交流的重要方面之一。
采集(录音)、编辑、播放声音文件是声卡的基本功能,利用声卡及控制软件可实现对多种音源的采集工作。
在本实验中，我们将利用声卡及几种声音处理软件，实现对声音信号的采集、编辑和处理。
实验所需软件：Windows录音机（Windows内含）Creative WaveStudio (Creative Sound Blaster系列声卡自带)Cool Edit进行实验的基本配置：●Intel Pentium 120 CPU或同级100%的兼容处理器●大于16MB的内存●8位以上的DirectX兼容声卡1.1 实验目的和要求本实验通过麦克风录制一段语音信号作为解说词并保存，通过线性输入录制一段音乐信号作为背景音乐并保存。
为录制的解说词配背景音乐并作相应处理，制作出一段完整的带背景音乐的解说词。
1.2 预备知识1．数字音频和模拟音频模拟音频和数字音频在声音的录制和播放方面有很大不同。
模拟声音的录制是将代表声音波形的电信号转换到适当的媒体上，如磁带或唱片。
播放时将纪录在媒体上的信号还原为波形。
模拟音频技术应用广泛，使用方便。
但模拟的声音信号在多次重复转录后，会使模拟信号衰弱，造成失真。
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2014年11月17日10时48分
2.2声卡的组成与工作原理
处理音频信号的PC插卡是声卡 （Audio Card），又称音频卡，声卡 处理的音频媒体有数字化声音 （Wave）、合成音乐（MIDI）、 CD音频。
2014年11月17日10时48分
2.2.1声卡的功能、技术指标与分类
1.声卡的功能
（1）采集来自话筒、收音机等音源的信号，并将其数字化形成数字 音频 （2）将数字音频回原位模拟音频信号，待放大后送到扬声器还原为 声音信号 （3）对数字化的声音进行编辑加工，已达到特殊的效果 （4）控制音源的音量，对各种音源进行混合 （5）采集数据时，对数字化声音信号进行压缩，一边存储；播放时， 对压缩的数字化声音文件进行解压 （6）接受来自MIDI控制器的MIDI信号，使计算机可以控制多台具 有MIDI接口的乐器
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电源
CD-ROM 跳接线 IDE接口 音频输出
外部音频设备 7、CD-ROM音频信号接口 6、CD-ROM的接口
8、跳接器 1、Line in（线性输入） 麦克风
2、Microphone（麦克风输入） 5、Volume Control（音量调节旋钮）
3、Speaker（扬声器输出） 4、MIDI/Game Port （MIDI/操纵杆端口） 操纵杆 MIDI声音装置
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音箱
2.4.2MIDI规范
一、什么是MIDI
– MIDI 是数字音乐接口（Musical Instrument Digital Interface)的缩写。或 者说，MIDI是用来將电子乐器相互连接， 或将MIDI设备与电脑连接成系统的一种通 讯协议。 通过它，各种MIDI设备都可以准 确传送MIDI信息。
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二、MIDI系统的组成
基于计算机的MIDI音乐创作系统
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三、MIDI的工作过程
MIDI 接口 MIDI 接口 MIDI 乐器 MIDI 乐器
信息转换为真实的声音，音源 质量的好坏对于最终音质有很 重要的影响。目前使用的音源 主要分为软、硬两种。软音源 运行在电脑平台上，一般对电 脑性能要求较高，对声卡也有 需求。硬音源可以是电子琴、 电钢琴、合成器或是专业的音 源模块。价格和音色品质成正 音源 合成器 合成器 比。
2014年11月17日10时48分
3、单声道与双声道
反映音频数字化质量的另一个因素是通道（或 声道）个数。记录声音时，
如果每次生成1个声波数据，称为单声道； 如果每次生成2个声波数据，称为立体声（双声道）。 立体声更能反映人的听觉感受，数字音频还受其他一 些因素（如扬声器质量）的影响。
2014年11月17日10时48分
2014年11月17日10时48分
1. 采样频率
信息论的奠基者香农（Shannon）为实现A/D转换，需要把 模拟音频信号波形进行分割，这种方法就是采样(Sampling)。 采样的过程是把时间上的连续信号变成时间上的离散信号。该 时间间隔称为采样周期，其倒数为采样频率。采样频率是指计 算机每秒钟采集多少个声音样本。采样频率越高，声音失真越 小，存储音频的数据量也越大。常用的有8kHz , 11.025kHz, 22.05, kHz 16kHz, 44.1kHz, 48kHz等。
以下图所示的原始模拟波形为例进行采样和量化。 假设采样频率为1000次/秒，即每1/1000秒A/D转换器采 样一次，其幅度被划分成0到9共10个量化等级，并将其采样的 幅度值取最接近0~ 9之间的一个数来表示，如下图所示。图中每 个正方形表示一次采样。
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ms
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第2章音频卡的组成与工作原理
2.3 音频编码基础和标准
2.4 音乐合成和MIDI标准
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2.1数字音频基础
随着多媒体信息处理技术的发展，计算 机数据处理能力的增强，音频处理技术受到 重视，并得到了广泛的应用，如：视频图像 配以娓娓动听的音乐和语音 ；静态或动态图 像配以解说和背景音乐 ；立体声音乐可增加 空间感 ；游戏中的音响效果等。
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模拟音频的数字化过程
数字化的声音易于用计算机软件处理，现在几乎所有 的专业化声音录制、编辑器都是数字方式。对模拟音频数字 化过程涉及到音频的采样和量化。 采样和量化的过程可由A/D转换器实现。A/D转换器以固定的 频率去采样，即每个周期测量和量化信号一次。经采样和量化 后声音信号经编码后就成为数字音频信号，可以将其以文件形 式保存在计算机的存储介质中，这样的文件一般称为数字声波 文件。
周期 幅度限
基线
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二、数字音频
声音的A/D与D/A转换
A/D转换就是把模拟信号转换成数字信号的过程，模拟电信 号变为了由“0”和“1”组成的Bit信号。这样做的好处是显而 易见的，声音存储质量得到了加强，数字化的声音信息使计 算机能够进行识别、处理和压缩 。 A/D转换的一个关键步骤是声音的采样和量化，得到数字音 频信号，它在时间上是不连续的离散信号。 借助于A/D或D/A转换器，模拟信号和数字信号可以互相转 换。
音序器 音序器 MIDI 指令 MIDI 指令 音序器：你可以理解 为一个MIDI数据的录 音机，它是以软件形 式安装在电脑上，如 Cakewalk软件。你可 以录制MIDI数据，并 很容易的进行修改、 编辑、打印乐谱等处 理
MIDI 文件 MIDI 文件
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下
课
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失真在采样过程中是不可避免的，如何减少失真呢？ 可以直观地看出，我们可以把上图中的波形划分成更为细 小的区间，即采用更高的采样频率。同时，增加量化精度， 以得到更高的量化等级，即可减少失真的程度。在下图（左）中， 采样率和量化等级均提高了一倍，分别为2000次/秒和20个量化等 级。在下图（右）中，采样率和量化等级再提高了一倍，分别达 到4000次/秒和40个量化等级。从图中可以看出，当用D/A转换器 重构原来信号时（图中的轮廓线），信号的失真明显减少，信号 质量得到了提高。
2014年11月17日10时48分
2. 量化数据位数（也称量化级、样本尺寸等）
采样只解决了音频波形信号在时间坐标(即横轴)上把一个波形 切成若干个等分的数字化问题，但是还需要用某种数字化的方法来 反映某一瞬间声波幅度的电压值大小。该值的大小影响音量的高低。 我们把对声波波形幅度的数字化表示称之为“量化”。量化位数 是 每个采样点能够表示的数据范围，有8/12/16/32位。量化级 的大 小决定了声音的动态范围，即被记录和重放的声音最高与最低之间 的差值。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样值归为一类，并赋于相 同的量化值。如何分割采样信号的幅度呢? 我们还是采取二进制的方 式，以８位(bit)或16位(bit)的方式来划分纵轴。也就是说在一个以8 位为记录模式的音效中，其纵轴将会被划分为一个量化等级，用以 记录其幅度大小。量化位数越高音质越好，数据量也越大。
4、数字音频的存储
可用下面的公式估算声音数字化后每秒所需的存储 量（假定不经压缩）：
存储量（B）=（采样频率HZ×量化位数bit×声道数）/8 例：数字激光唱盘（CD-DA，红皮书标准）的标准采样频 率为44.1KHZ，量化位数为16位，立体声（这就是所谓的 CD音质—CD-quality sound），可以几乎无失真地播出频 率高达22KHZ的声音，这也是人耳所能听到的最高声音频 率。1分钟CD-DA音乐所需的存储量为
本章主要介绍音频的相关知识。
2014年11月17日10时48分
2.1.1模拟音频和数字音频
规则音频是一种连续变化的模拟信号,可用一条连续的曲线来表示， 称为声波。因声波是在时间和幅度上都连续变化的量，我们称之为 模拟量。 用声音录制软件记录的英文单词“Hello”的语音实际波形
一、模拟音频
2014年11月17日10时48分
（44.1×1000×16×2×60/8）B=10 584 000B
采样频率是8KHZ，量化位数是16位，双声道声音，一分钟的数据量是多少？
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2.1.3 数字音频的文件格式
在多媒体技术中，存储音频信息的文件格式主要有： WAV文件、VOC文件、MIDI文件、AIF文件、SNO文件和 RMI文件等。 1. WAV文件 WAV文件又称波形文件，来源于对声音模拟波形的 采样，并以不同的量化位数把这些采样点的值转换 成二进制数，然后存入磁盘，这就产生了波形文件。 WAV文件用于保存Windows平台的音频信息资源，被 Windows平台及其应用程序所广泛支持。
100101100011101
模拟信号的数字化过程
2014年11月17日10时48分
2.1.2音频的数字化
多媒体计算机产生声音的方式主要有3种：
由外部声音源进行录制与重放的波形音频、MIDI音 乐的MIDI音频
/programs/view/AB0N4boBhFY/
声音数字化分为采样和量化两个步骤：
• 采样就是每隔一段时间就读一次声音信号的幅度，记录下 来的原始模拟声波在某一时刻的状态，称之为样本；每秒 钟抽取声波幅度样本的次数，称为采样频率； • 量化：把采样得到的声波幅度转化为数字值，也就是把某 一幅度范围内的电压用一个数字表示。
2014年11月17日10时48分
模拟音频信号的两个重要参数
模拟音频信号有两个重要参数：频率和幅度。声音的频率体现音调的高 低，声波幅度的大小体现声音的强弱。 一个声源每秒钟可产生成百上千个波，我们把每秒钟波峰所发生的数 目称之为信号的频率，单位用赫兹(Hz)或千赫兹(kHz)表示。信号的幅 度是从信号的基线到当前波峰的距离。幅度决定了信号音量的强弱程度。 幅度越大，声音越强。对音频信号，声音的强度用分贝(dB)表示，分贝 的幅度就是音量。