多媒体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

【目的与要求】

1、了解音频数据的获取和处理方法；

2、学会使用简单的声音编辑工具进行音频数据的录制、编辑和播放；

3、了解不同的音频文件在质量上和数据量上的差异。

【实验仪器与器件】

硬件：计算机、声卡、话筒、耳机；

软件：声音播放软件QQ音乐、音频处理软件Cool Edit Pro V2.1

【实验内容】

1. 基础知识

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。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。

2.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，播放时将纪录在媒体上的信号还原为波形。数字音频就是将模拟的(连续的)声音波形数字化(离散化)，以便利用数字计算机进行处理，主要包括采样和量化两个方面。

3. 数字音频的质量

数字音频的质量取决于采样频率和量化位数这两个重要参数。采样频率是对声音波形每秒钟进行采样的次数。根据采样理论，为了保证声音不失真，采样频率应在4OkHz左右。经常使用的采样频率有11.025kHz、22.05kHz和44.lkHz等。量化位数(也称量化级)是每个采样点的幅度量化时采用的二进制数的位数，常用的量化标准有8位、16位和32位。反映数字音频质量的另一个因素是通道(或声道)个数。单声道是比较原始的声音复制形式, 每次只能生成一个声波数据。立体声(双声道)技术是每次生成二个声波数据，并在录制过程中分别分配到两个独立的声道出输

出，从而达到了很好的声音定位效果。四声道环绕（4.1声道）是为了适应三维音效技术而产生的，四声道环绕规定了4个发音点：前左、前右，后左、后右，并建议增加一个低音音箱，以加强对低频信号的回放处理。Dolby AC-3音效（5.1声道）是由5个全频声道和一个超重低音声道组成的环绕立体声。

在多媒体音频技术中，存储声音信息的文件有多种格式，如Wav、Midi、Mp3、Rm、VQF等等。

4. 硬件准备

声卡在计算机系统中的主要作用是声音文件的处理、音调的控制、语音处理和提供MIDI接口功能等。

进行录制音频信号所需的硬件除了声卡，还有麦克风、音箱以及外界的音源信号设备，把麦克风、音箱、外界音源信号设备与声卡正确连接完成硬件准备工作。

图1.1 外部设备与声卡连接示意图

5.Cool Edit Pro V2.1操作基础

1）使用Cool Edit Pro V2.1录制声音

①运行Cool Edit Pro V2.1，打开主界面窗口。

②右击音轨1的空白处，插入伴奏音乐。

③按下音轨2的R键及左下方的红色录音键，跟随伴奏音乐开始演唱（或朗诵）和录制。

④结束录音可按“停止”按钮。点左下方播音键进行试听，看有无严重的出错，无误后双击音轨 2 进入波形編辑界面，把录制的声音存储为无压缩的.wav文件。“保存类型”可选择为“Windows PCM”。（也可以另存为其他格式）

2）用Cool Edit Pro V2.1编辑音频文件

①降噪处理：

在波形编辑界面，找出一段适合用来作噪声采样波形，打开“效果--噪声消除--降噪器”准备进行噪声采样，如图1.4和图1.5所示。在按默认参数值进行噪声采样后，关闭降噪器，回到波形編辑界面，全选录制的声音波形，进入降噪器并点击确定，完成降噪处理。

②混响处理：

打开【效果】|【常用效果器】|【混响】，调节混响长度、起始缓冲、高频吸收时间、干湿声比例等值，反复调节试听，达到最佳效果为止。

③淡入淡出：

选取背景音乐波形的开头一部分或结束的一段，执行【效果】|【波形振幅】|【渐变】，打开波形振幅对话框，选中淡入/出选项卡，设置好初始音量值和结束音量值，点击确定完成淡入淡出处理。

④混缩合成：

点“编辑--混缩到文件--全部波形”便可将伴奏和处理过的人声混缩合成在一起，最后点“ 文件 -- 另存为” 将混缩合成后的文件保存为需要的格式。

【实验内容及步骤】

1、准备一段语音文件：

电影《非诚勿扰2》中《见或不见》音频；

石进《夜的钢琴曲五》音频

2、使用声音编辑软件导入该语音素材，使用“另存为”命令分别以A/mu-Law Wave、Microsoft ADPCM、MP3格式进行保存。

将各种格式的语音文件的声音参数（如采样频率、量化精度、压缩算法、压缩前后的数据量等）以表格的形式记录。

3、对录制的语音文件进行降低噪声、添加混响效果等处理。

降低噪声：

添加混响：

4、在另一音轨导入一段背景音乐，并添加淡入、淡出效果。

5、将处理好的语音和背景音乐进行混合，最后以MP3格式进行保存。

【心得体会】

1. 本次多媒体实验学习使用Cool Edit Pro V

2.1，在参考书本指导，又在网上找寻该软件使用教程。在实验的实践基础之上，学习运用该软件制作自己喜欢的音频素材。感觉相当不错，最终能将音乐文件编制成各种效果。娱乐中也学到了不少多媒体技术，生活中不可或缺。

2.主要的体会，该软件很强大，仅凭本次实验掌握的知识连皮毛都算不上。更别说熟练运用到融会贯通，一如高端音乐制作人之水平。课程的相对广泛化使得只能借此机会练习练习该软件，做到不陌生即可。对音频制作有强大兴趣的同学可以更加深入地学习运用。

【思考题】

1. 数字音频通常使用的采样率为多少？

答：44100Hz；

2. 请举出三种多媒体音频技术中常用的存储声音信息的文件格式？

答：常用的声音格式有MP3、W A V、FLAC

【实验结果】

附件：

素材：《夜的钢琴曲》MP3版，《见或不见》朗诵版；

作品：夜的钢琴曲A/mu-Law Wave格式；

夜的钢琴曲Microsoft ADPCM格式；

夜的钢琴曲MP3格式；

见或不见_原版

见或不见_降噪

见或不见_淡入淡出

见或不见_混响

附件下载地址：百度网盘

http://pan点baidu点com/share/link?shareid=455941&uk=4228522131