音频技术PPT课件
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《音频技术基础》课件
虚拟现实
音频技术可以提供沉浸 式的音频体验，增强虚 拟现实的真实感。
总结和讲解领域之前的关系
1
音频技术的重要性
音频技术在各个领域中的应用日益广泛，对于传媒、娱乐和通信等行业具有重要 意义。
2
与其他技术的关系
音频技术与电子技术、计算机技术和网络技术等密切相关，相互促进发展。
3
未来发展趋势
随着科技的不断进步，音频技术将不断创新和发展，给我们带来更多惊喜。
音频处理
音频处理是对音频信号进行编辑、混音、均衡 和滤波等处理，以改善音频的质量。
音频效果
音频效果是添加到音频信号中的特殊效果，如 回声、混响和合唱。
音频应用与创新
音乐制作
音频技术在音乐制作中 起着重要作用，可以实 现录音、混音和后期处 理。
语音识别
音频技术在语音识别领 域有广泛应用，可以实 现声纹识别和语音转文 字。
数字音频和模拟音频
模拟音频
模拟音频是连续的信号，它可以无限细化，但 容易受到干扰。
数字音频
数字音频是离散的信号，它经过采样和量化处 理，具有较强的抗干扰性。
音频采样与量化
1 采样
采样是指将连续的音频信号转换为离散的数据点。
2 量化
量化是指对采样的音频数据点进行数字编码。
3 采样率和位深度
采样率决定了音频信号的频率范围，位深度则决定了音频信号的动态范围。
《音频技术基础》PPT课 件
本课件将介绍音频技术基础，包括音频信号与声波、数字音频和模拟音频、 音频采样与量化、音频编码和压缩、音频处理与效果、音频应用与创新，以 及总结和讲解领域之前的关系。
音频信号与声波
什么是音频信号？
音频信号是指随时间变化的声音波动，以电信号的形式传输。
音频的采集和处理分析ppt课件.ppt
音频的采集和处理
音频的合成
(2) 单击 [Copy]按钮，获取声音素材
(5) 鼠标左键单击波表，确定合成开始位置
(1) 在文件1中设定编辑区域
(7) 调整合成素材的音量
(4) 打开文件2
(6) 单击 [Mix] 按钮
● [操作步骤]
(8) 单击[确定]按钮
(3) 关闭文件1
● 被合成的素材应采样频率一致，格式相同
音频的采集和处理
音频文件格式
MIDI文件(.mid) MIDI—— Musical Instrument Digital Interface，乐器数字化接口文件 不是将声音的波形进行数字化采样和编码，而是将数字式电子乐器的弹奏过程记录下来 特点：数据量小
音频的采集和处理
音频文件格式
WMA文件(.wma) WMA——Windows Media Audio，微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式 特点：压缩比和音质方面都超过了MP3，更是远胜于RA，即使在较低的采样频率下也能产生较好的音质
音频的采集和处理
音频文件格式
VOC文件(.voc) Creative公司的波形文件 SND文件(.snd) Macintosh计算机的波形文件
返回
音频的采集和处理
音频处理硬件
声卡的作用 数字信号与模拟信号之间的双向转换 声卡的类型 单板 输出功率大，抗干扰，音质好 主板集成 易受干扰，性能指标比单板略差
功率 放大器
音乐合成器
MIDI接口
游戏接口
扬声器
PC总线
地址总线
数据总线
麦克输入
线形输入
CD输入
返回
音频的采集和处理
数字音频的获取与处理
音频的合成
(2) 单击 [Copy]按钮，获取声音素材
(5) 鼠标左键单击波表，确定合成开始位置
(1) 在文件1中设定编辑区域
(7) 调整合成素材的音量
(4) 打开文件2
(6) 单击 [Mix] 按钮
● [操作步骤]
(8) 单击[确定]按钮
(3) 关闭文件1
● 被合成的素材应采样频率一致，格式相同
音频的采集和处理
音频文件格式
MIDI文件(.mid) MIDI—— Musical Instrument Digital Interface，乐器数字化接口文件 不是将声音的波形进行数字化采样和编码，而是将数字式电子乐器的弹奏过程记录下来 特点：数据量小
音频的采集和处理
音频文件格式
WMA文件(.wma) WMA——Windows Media Audio，微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式 特点：压缩比和音质方面都超过了MP3，更是远胜于RA，即使在较低的采样频率下也能产生较好的音质
音频的采集和处理
音频文件格式
VOC文件(.voc) Creative公司的波形文件 SND文件(.snd) Macintosh计算机的波形文件
返回
音频的采集和处理
音频处理硬件
声卡的作用 数字信号与模拟信号之间的双向转换 声卡的类型 单板 输出功率大，抗干扰，音质好 主板集成 易受干扰，性能指标比单板略差
功率 放大器
音乐合成器
MIDI接口
游戏接口
扬声器
PC总线
地址总线
数据总线
麦克输入
线形输入
CD输入
返回
音频的采集和处理
数字音频的获取与处理
音频信息处理技术PPT课件
情感分析的应用
语音助手、智能客服、社交媒体情感分析等。
情感分析的挑战
情感状态受多种因素影响，如个人情绪、环境噪音等，准确判断情 感状态较为困难。
基于深度学习的音频识别与分类
深度学习在音频识别与分类中的应用
01
利用深度学习算法对音频信号进行特征提取和分类，
提高识别与分类的准确率。
深度学习在音频处理中的优势
音频隐写技术通常采用最低有效位替换、频域隐写等方法， 将秘密信息嵌入到音频信号中，同时保持音频信号的听感 质量。
音频隐写技术的优点包括高隐蔽性和低误码率，能够在传 输过程中抵抗噪声和干扰，实现信息的可靠传输。
音频信息伪装技术
音频信息伪装技术是一种将秘密信息隐藏在普通音频信号中，同时使秘 密信息难以被察觉的技术。
实时性
音频信息处理技术能够实时地对音频信号进行处理，满足实时通信、 语音识别等应用需求。
高效性
音频信息处理技术采用了高效的数字信号处理算法，能够快速地处理 大量的音频数据。
交互性
音频信息处理技术可以实现人机交互，使得人与机器之间的交流更加 自然和便捷。
音频信息处理技术的应用领域
语音识别
音频编辑与合成
应用。
详细描述
倒谱分析能够提供音频信号的倒谱结构，有助于识别 和分类不同的声音。
音频信号的梅尔滤波器组分析
总结词
梅尔滤波器组是一种用于 音频信号处理的滤波器组 。
详细描述
梅尔滤波器组可以将音频 信号分解成多个不同频带 的成分，能够更好地处理 音频信号中的细节和动态 范围。
总结词
梅尔滤波器组分析能够提 供音频信号的频带结构， 有助于提取和分类不同的 声音特征。
音频信息伪装技术通常采用声音替换、声音掩蔽等方法，将秘密信息嵌 入到音频信号中，同时通过调整音频信号的频率、幅度和节奏等参数， 使秘密信息难以被察觉。
语音助手、智能客服、社交媒体情感分析等。
情感分析的挑战
情感状态受多种因素影响，如个人情绪、环境噪音等，准确判断情 感状态较为困难。
基于深度学习的音频识别与分类
深度学习在音频识别与分类中的应用
01
利用深度学习算法对音频信号进行特征提取和分类，
提高识别与分类的准确率。
深度学习在音频处理中的优势
音频隐写技术通常采用最低有效位替换、频域隐写等方法， 将秘密信息嵌入到音频信号中，同时保持音频信号的听感 质量。
音频隐写技术的优点包括高隐蔽性和低误码率，能够在传 输过程中抵抗噪声和干扰，实现信息的可靠传输。
音频信息伪装技术
音频信息伪装技术是一种将秘密信息隐藏在普通音频信号中，同时使秘 密信息难以被察觉的技术。
实时性
音频信息处理技术能够实时地对音频信号进行处理，满足实时通信、 语音识别等应用需求。
高效性
音频信息处理技术采用了高效的数字信号处理算法，能够快速地处理 大量的音频数据。
交互性
音频信息处理技术可以实现人机交互，使得人与机器之间的交流更加 自然和便捷。
音频信息处理技术的应用领域
语音识别
音频编辑与合成
应用。
详细描述
倒谱分析能够提供音频信号的倒谱结构，有助于识别 和分类不同的声音。
音频信号的梅尔滤波器组分析
总结词
梅尔滤波器组是一种用于 音频信号处理的滤波器组 。
详细描述
梅尔滤波器组可以将音频 信号分解成多个不同频带 的成分，能够更好地处理 音频信号中的细节和动态 范围。
总结词
梅尔滤波器组分析能够提 供音频信号的频带结构， 有助于提取和分类不同的 声音特征。
音频信息伪装技术通常采用声音替换、声音掩蔽等方法，将秘密信息嵌 入到音频信号中，同时通过调整音频信号的频率、幅度和节奏等参数， 使秘密信息难以被察觉。
多媒体技术之音频信息的获取与处理PPT课件( 75张)
则可由 x(nT) 完全确定 x(t)。 当 fN = 1/(2T) 时，称 fN 为奈奎斯特频率
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
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
《音频技术基础知识》PPT课件
(dB )
▪ 人耳的对数特性 0dB-140dB
0.00002Pa-200Pa
2021/6/10
10
一、声学基本概念
2021/6/10
11
一、声学基本概念
听觉物理属性 2、频率与倍频程
（音调 ）
▪ 次声
20——————20kHz
低
高
▪ 超声
▪ 人耳的对数特性
2021/6/10
1/n=lo２g
f2 f1
▪ 波长：
λ m（频率）
▪ 频率：
f Hz（周期）
C=λ/T=λf
C=331.5+0.61t (m/s) t=℃
2021/6/10
9
一、声学基本概念
听觉物理属性 1、声压与声压级
（音量 ）
▪ 基准声压（绝对值）2×10-5Pa(Pr) 1Pa=1N/㎡
▪ 声压级
有效声压
Pc
L= 基准声压 =20lg Pr
功放的基本指标
▪ 功率 ▪ 频率响应 ▪ 最大输入电平 ▪ 最大输出电压 ▪ 本底噪声 ▪ 放大倍数 ▪ 总谐波失真 ▪ 重量
2021/6/10
28
一、声学基本概念
话筒的基本指标
▪ 频率响应 ▪ 换能方式 ▪ 最大声压级 ▪ 灵敏度 ▪ 本1/6/10
29
二、扩声系统基本构成
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音频技术基础知识
1
电子学基础知识
2021/6/10
2
欧姆定律
--- R=U/I
电功率
--- P=U×I=I×I×R=U×U/R
2021/6/10
3
电阻R
--- R=U/I
阻抗
二音频处理PPT课件
.
25
(三)高保真度立体声音频压缩编码技术标准
高保真立体声音频信号频率范围是 50Hz~20kHz，采用44．1kHz采样频率， 16bit量化进行数字化转换，其数据速率 每声道达705kbit／s。
MPEG小组负责比较和评估几种低码速率 数字声音编码技术，以产生一套国际标准， 用于活动图象、相关声音信息及其结合， 和用数字存储媒体（DSM）存储与重现。
.
17
2．动态范围: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 。
3．信噪比：信噪比SNR（Signal to Noise Ratio）是有用信号与噪声之比的 简称。
4．主观度量法：人的感觉机理对声音的 度量最有决定意义。
.
18
第2节 音频数字压缩
一．音频压缩编码技术 主要有以下几种主要类型： ➢1．熵编码 :如Huffman编码、算术编码 以及行程编码等。
➢ H.242：ITU-T的H.320 协议族中视频互操作推 荐标准部分。它规定了建立一个音频会话和在通 信终止后结束该会话的协议。
➢ H.324：一个ITU-T 标准。它在模拟电话线 （POTS）上提供了点对点的数据、视频和音频 会议。
➢ T.120：ITU-T的“多媒体数据传输协议”，一 种数据共享/数据会议规范，使用户能通过任何 H.32x 可视会议共享文件。
频段设置不同的量化字长，使数据得到进一
步的压缩。)
.
20
➢3.参数编码 ：参数编码的方法是将音频信 号以某种模型表示，再抽出合适的模型参 数和参考激励信号进行编码；声音重放时， 再根据这些参数重建即可。此类方法构成 声码器的有线性预测(LPC)声码器、通道 声码器、共振峰声码器等。
➢4．混合编码 ：音频中采用的混合编码包 括多脉冲线性预测MP--LPC，矢量和激励 线性预测VSELP，码本激励线性预测CELP， 短延时码本激励线性预测编码LD--CELP， 以及规则码激励长时预测RPE—LTP等。
《音频数字化》PPT课件
常见声音文件的存储格式
文件 格式
文件 大小
音
质
适用范围
WAV
大 音质好 通用性强
解说、音效 容量与音质成正比
MP3 小 音质较好、文件小 对声卡要求低 压缩比： 1：12
WMA 小
RA
小
在压缩比和音质方面都超过了MP3 兼容软件多， 压缩比1：18
流行于网络
音质教差，流媒体 在线收听网络音乐最好的一种格式
(1). 采样和量化
数字化音频的过程如下图所示。
电压
0.3
0.2
0.1
00
-0.1
时间
-0.2
-0.3
(a) 模拟音频信号
电压 0.3 0.2 0.1 00 -0.1 -0.2 -0.3
时间
(b) 音频信号的采样
011
010
001
000
111 110
时间
111
(c) 采样信号的量化（度量单位）
（2）编码(刻度) 量化编码示意
MIDI软件有多种类型，有MIDI播放软件、演奏软件和 创作软件。
通常，大多数的媒体播放器都可以播放MIDI音乐，如 WINDOWS95\98的媒体播放器（Windows Media Player）
除了媒体播放器以外，MIDI演奏软件和创作软件都可以 作为MIDI的播放器使用，
大部分软件还可以显示MIDI音乐的乐谱（五线谱或简谱） 甚至歌词内容等信息，甚至打印乐谱
播放MIDI文件就是按照记录合成音乐
46-竖琴
合成音色 2（温暖）
46-竖琴
合成音色 2（温暖）
优势：数据量很小、修改方便(与WAV相比) 1分钟MIDI文件 5～10KB 10M
Adobe-Audition数字音频制作教程PPT完整全套教学课件精选全文
本章要点：
数字音频技术基础 数字音频广播概述 广播节目的录音要求 音频采集设备 广播节目音频制作流程
1.1 数字音频技术基础
数字音频技术是一种利用数字化手段对声音进行录制、存放、编辑、 压缩或播放的技术，它是随着数字信号处理技术、计算机技术以及多媒 体技术的发展而形成的一种全新的声音处理手段。
1.1.1 音频技术的发展
第一个阶段是 20 世纪 50 年代出现的晶体管技术，代表着音频放大技术 的巨大飞跃。
第二个发展阶段是 20 世纪 60 年代开始的集成电路技术的发展，它在降 低成本的同时为音质的提高创造了条件。
第三个发展阶段是随着数字时代的新信号源的出现，人们对音质的需求 更高了，同时对播放设 备的小型化要求日益明显，此阶段，以 MP3 为代表的音频压缩技术被新 型媒体广泛接受使用。
1．调幅广播质量的音频压缩编码技术 2．MPEG-1 3．MPEG-2 4．杜比AC-3
1.2 数字音频广播概述
广播技术有着很长的发展历史，传统的广播主要有 AM 调幅广播与 FM 调频广播，两者均是模拟广播方式，也是我国目前正在使用的广播方式。 随着互联网和通信技术的发展，广播的接收质量和广播内容的丰富程度 等指标被人们重视起来，而传统的模拟广播方式相关的指标参数并不优 秀。由此看来，采用新的技术来改善模拟广播的缺陷或直接取代模拟广 播有重大意义。
1.录音师 广播节目的录音制作是一项综合性比较强的技术工作，录音师不仅要具 有较高的文学艺术修养，还需要具有较全面的电声专业知识。
2.录音环境 一档高质量的广播节目，除了要求录音师具备较高的综合素质之外，还
要根据 节目性质选择具有符合声学特性的录音棚或者演播室。
1.4 音频采集设备
音频采集设备包括麦克风、录音笔、采访机、调音台、专业录音声卡等 。 1.4.1 麦克风
数字音频技术基础 数字音频广播概述 广播节目的录音要求 音频采集设备 广播节目音频制作流程
1.1 数字音频技术基础
数字音频技术是一种利用数字化手段对声音进行录制、存放、编辑、 压缩或播放的技术，它是随着数字信号处理技术、计算机技术以及多媒 体技术的发展而形成的一种全新的声音处理手段。
1.1.1 音频技术的发展
第一个阶段是 20 世纪 50 年代出现的晶体管技术，代表着音频放大技术 的巨大飞跃。
第二个发展阶段是 20 世纪 60 年代开始的集成电路技术的发展，它在降 低成本的同时为音质的提高创造了条件。
第三个发展阶段是随着数字时代的新信号源的出现，人们对音质的需求 更高了，同时对播放设 备的小型化要求日益明显，此阶段，以 MP3 为代表的音频压缩技术被新 型媒体广泛接受使用。
1．调幅广播质量的音频压缩编码技术 2．MPEG-1 3．MPEG-2 4．杜比AC-3
1.2 数字音频广播概述
广播技术有着很长的发展历史，传统的广播主要有 AM 调幅广播与 FM 调频广播，两者均是模拟广播方式，也是我国目前正在使用的广播方式。 随着互联网和通信技术的发展，广播的接收质量和广播内容的丰富程度 等指标被人们重视起来，而传统的模拟广播方式相关的指标参数并不优 秀。由此看来，采用新的技术来改善模拟广播的缺陷或直接取代模拟广 播有重大意义。
1.录音师 广播节目的录音制作是一项综合性比较强的技术工作，录音师不仅要具 有较高的文学艺术修养，还需要具有较全面的电声专业知识。
2.录音环境 一档高质量的广播节目，除了要求录音师具备较高的综合素质之外，还
要根据 节目性质选择具有符合声学特性的录音棚或者演播室。
1.4 音频采集设备
音频采集设备包括麦克风、录音笔、采访机、调音台、专业录音声卡等 。 1.4.1 麦克风
第5章音频技术.ppt - PowerPoint 演示文稿
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。
1.声音的采样精度
采样精度，即采样位数或采样分辨率，指表示声波采样点幅度值的二进制数 的位数。换句话说，采样位数可表示采样点的等级数，若用8bit二进制描述 采样点的幅值，则可以将幅值等量分割为256个区，若用16bit二进制分割， 则分为65536个区。 可见，采样位数越多，可分出的幅度级别越多，则分辨率越高，失真度越小 ，录制和回放的声音就越真实。但是位数越多，声音质量越高，所占的空间 就越大。
2.频率是指物体每秒钟振动的次数。 我们听到的声音都是物体振动后会产生声波 不同的振动频率将会产生不同的声波。
一般人的听力范围是 20Hz～20kHz。这个频率区域称为可 闻声段，大致可分为低频、中频和高频 低频的频率约在250～500 Hz（如鼓声） 中频的频率约在1000～2000 Hz， 高频的频率约在3000～4000 Hz（如哨子声）。
模 拟 信 号 的 数 字 化 过 程
100101100011101
1. 采样
信息论的奠基者香农（Shannon）指出：在一定条件下，用离散的 序列可以完全代表一个连续函数，这是采样定理的基本内容。
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 称为采样(Sampling)。采样的过程是每隔一个时间间隔在模拟声音的 波形上取一个幅度值，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。
音频的数字化与语音编码课件.ppt
学习内容
第一节 音频的数字化 1、 声音 2、模拟音频与数字音频 3、音频的采样、量化和数字化（重点） 4、数字音频的格式
学习内容
第二节 语音编码 1、人耳的听觉特性 2、脉冲编码调制(PCM) 3、G.711标准、G.721标准、G.722标准（重点）
学习目标
1、了解声音相关概念及要素 2、掌握音频采样、量化和数字化原理 3、了解数字音频的文件格式 4、掌握常见的音频压缩编码方法 5、理解G.711、G.721、G.722标准
量化等级的划分
三、音频的数字化
模拟信号
采样
量化
编码
A/D转换中，影响质量及数据量的主要因素：
每秒钟需要采集多少个声音样本即采样频率
每个声音样本的位数(bps)应该是多少即量化位数
三、音频的数字化
例子:每个声音样本用16位表示,测得声音样本值是在0~65536的范围里,它的精度就是输入信号的1/65536
五、音频文件的读取
六、声音质量的度量
1、客观质量度量：信噪比
信噪比SNR（Signal to Noise Ratio）是有用信号与噪声之比的简称。 噪音可分为环境噪音和设备噪音。信噪比越大，声音质量越好。
2、客观质量度量：带宽
200—3.4KHz
电话声音范围
50—7KHz
调幅广播声音范围
文件数据量计算：
? 1分钟单声道，采样频率为11.025kHz，8位采样位数
四、数字音频的文件格式
2、MP3文件
MPEG Audio Layer-3 特点：数据量较小，压缩率10：1—20：1 音质较好 是目前最为流行的音频格式文件
四、数字音频的文件格式
例：sound.wav
44.1kHz 16位 双声道 12.68秒 2236752字节数据量
第一节 音频的数字化 1、 声音 2、模拟音频与数字音频 3、音频的采样、量化和数字化（重点） 4、数字音频的格式
学习内容
第二节 语音编码 1、人耳的听觉特性 2、脉冲编码调制(PCM) 3、G.711标准、G.721标准、G.722标准（重点）
学习目标
1、了解声音相关概念及要素 2、掌握音频采样、量化和数字化原理 3、了解数字音频的文件格式 4、掌握常见的音频压缩编码方法 5、理解G.711、G.721、G.722标准
量化等级的划分
三、音频的数字化
模拟信号
采样
量化
编码
A/D转换中，影响质量及数据量的主要因素：
每秒钟需要采集多少个声音样本即采样频率
每个声音样本的位数(bps)应该是多少即量化位数
三、音频的数字化
例子:每个声音样本用16位表示,测得声音样本值是在0~65536的范围里,它的精度就是输入信号的1/65536
五、音频文件的读取
六、声音质量的度量
1、客观质量度量：信噪比
信噪比SNR（Signal to Noise Ratio）是有用信号与噪声之比的简称。 噪音可分为环境噪音和设备噪音。信噪比越大，声音质量越好。
2、客观质量度量：带宽
200—3.4KHz
电话声音范围
50—7KHz
调幅广播声音范围
文件数据量计算：
? 1分钟单声道，采样频率为11.025kHz，8位采样位数
四、数字音频的文件格式
2、MP3文件
MPEG Audio Layer-3 特点：数据量较小，压缩率10：1—20：1 音质较好 是目前最为流行的音频格式文件
四、数字音频的文件格式
例：sound.wav
44.1kHz 16位 双声道 12.68秒 2236752字节数据量
《音频数字化》课件
音频接口
将模拟信号转换为数字信 号，连接电脑或其他数字 设备。
音频编辑软件
Adobe Audition
功能强大，支持多轨编辑、效果 处理等。
Audacity
开源免费，适合初学者，支持多轨 录音与编辑。
GarageBand
苹果公司出品，简单易用，适合音 乐制作与编曲。
混音与母带处理软件
FL Studio
模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是离散的信号。
音频数字化的基本原理
通过采样、量化和编码三个步骤，将模拟音频信号转换为数字信号 。
音频数字化的历史与发展
早期音频数字化技术
高清晰度音频
脉冲编码调制（PCM）是最早的音频 数字化技术，广泛应用于广播、电视 等领域。
随着技术的发展，无损压缩格式如 FLAC、ALAC等逐渐兴起，提供了更 高质量的音频体数字化》PPT课件
CATALOGUE
目 录
• 音频数字化概述 • 音频数字化的技术原理 • 音频数字化的制作流程 • 音频数字化的设备与软件 • 音频数字化的未来展望
01
CATALOGUE
音频数字化概述
音频数字化的定义
音频数字化定义
将连续的模拟音频信号转换为离散的数字信号的过程。
模拟信号与数字信号的区别
采样频率
常见的采样频率有8kHz、 11.025kHz、22.05kHz、 44.1kHz和48kHz等，不同的采 样频率适用于不同的应用场景。
量化与量化等级
量化
量化是将连续的模拟信号转换为离散 的数字信号的过程，它通过将连续幅 度的样本值一分为二来减少信号的精 度。
量化等级
常见的量化等级有8位、16位、24位 等，量化等级越高，音频质量越好， 但所需的存储空间和计算资源也越多 。
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分布的影响
教育技术学
23
二、室内音质改善的建筑声学方法
1. 控制噪声和振动干扰，提高信 噪比。
2. 修正混响时间及其频率特性， 以符合设计要求。
教育技术学
24
3. 改善房间形状、结构，提高房 间扩散性能
①长方体形房间长、宽、高比例尽量避 免1:2、1:1等简单比例关系。
②房间容积应足够大，使间隔较大的简 正频率尽量推向很低频段使频率范围内 频率分布均匀。
的声能密度处处相等e ，4 w
Ｒ即是房间常数。
cR
设
R
S
1
房间吸声系数越大，Ｒ越大，e越小。
房间常数是房间吸声能力及混响声声能 密度的反应。
教育技术学
18
2、混响半径
W
ed 4r2c
e 4w cR
rc 1 R 0.14 R
4
r rc时，直达声占主要成分 r rc时，混响声占主要成分
教育技术学
教育技术学
12
2、赛宾(W.C.Sabine)公式
T KV A
T600.161V
S
Ｖ为室容积，Ｓ为声室的内界面面积， ā为声室内界面平均吸声系数。
教育技术学
13
3、艾润(C.F.Eyring)公式
T60 0.16V1 Sln1
4、其它混响公式
T60 0.16V1
S4mV
T60 0.16V1
Sln1 4mV
ｍ为空气对声波的吸收衰减率
教育技术学
14
• 习题1：
某房间的长11m，宽7m，高5m， 已知平均吸声系数0.02，满场为 60人，每个人的吸声量Ａ为0.38 ，求T60和T60满？
教育技术学
15 2020/11/6
• 习题2
某房间的两侧墙面积S1=300m2，吸 声系数为0.02，两端墙S2=150m2 ，吸声系数为0.026，顶棚 S3=300m2,吸声系数为0.68水泥地 面S4=300m2，吸声系数为0.02， 室内有250张椅子，每张的吸声 量Ａ为0.14，求房间的混响时间 T60 是多少？
室内声能从稳定值逐渐衰减为0的过 程为衰减过程。
教育技术学
10
当声波遇到界面时， 一部分被反射回来， 一部分进入界面。进 入界面的声波，由于 界内材料的吸收作用， 部分声能转化为热能 而被消耗，这就是声 波的吸收。还有部分 继续传播，称之为透 射。
教育技术学
2020/11/6
（二）混响时间的计算 混响时间对人的听音效果影响很大。 1、混响时间的定义T60 我们定义Lp衰 减60(dB)的时 间或声强衰减 为原来百万分 之一的时间。
第4章 室内声学
主要从四个方面来考虑： 1. 混响时间 2. 混响衰减的扩散特性 3. 房间的频率特性 4. 环境噪声
教育技术学
2020/11/6
第一节 室内声场
一．室内声场的基本特征 声源以及接收器所处的空间有两大
类：一是自由空间。典型的自由空间是 消声室。它是一种声波可以“自由”传 播而不存在反射声的专门场所。无限宽 广的室外空间可以粗略地看成是自由空 间。另一是封闭空间。任何室内空间， 如大型厅堂、体育馆、演播厅、录音棚、 播音室、洗手间等等，都是封闭空间的 典型例子。
• 直达声：声源直接传到听者耳朵 中的声音
• 前期反射声（近次反射声）：延 迟时间小于50ms的反射声
• 混响声：经过众多反射面，众多 反射间隔较小
教育技术学
4
教育技术学
5
（二）简正方式和简正频率
驻波条件：L=n×λ/2
式中：（ n＝1，2，3，…），λ相 应波长
按驻波条件形成的每一个驻波称为房
教育技术学
16 2020/11/6
（三）混响时间的频率特性
室内各界面材料或界面结构对不同频率 声波的吸声系数不一样，不同频率的声 音混响时长也不一样，这一特性为混响 时间的频率特性。一个房间的混响时间 是指500Ｈz 时的声音。
教育技术学
17
三．室内声场分布
1、房间常数
假设声场是理想的，声场中各点混响声
间的一个简正方式，其相应的频率为
简正频率。
fn
c 2
(nx)2(ny)2(nz )2
Lx
Ly
Lz
教育技术学
6
Ｚ
Ｙ 3
2
1
Ｘ
Ｏ
教育技术学
7
• 简正频率相同而简正方式不同的 现象，称之为简正频率的“简 并”。
• 声染色：声场中某些频率成分得 以加强
教育技术学
8
（三）室内声场的基本特征
1. 室内声源辐射的连续稳定声波，室 内各受音点接受到的声压值也是稳 定的，声压随声源距衰减没有室外 明显。
2. 由于室的周边对声的反射作用，室 内声源停止发声后，室内声并不立 即停止，而是继续持续以段时间， 这种声的残响现象通常称之为混响。
3. 由于室形状的复杂性，声波在室内
传播时，还会产生回声、聚焦以及
声染色等特异声现象。
教育技术学
9
二．混响和混响时间
（一）室内声场的建立稳定和衰减
声源在单位时间内向周围空间辐射 的声能将与室的内周边界面在同一时 间内吸收的声能相等，此时达到稳定 值4W/cA。其中Ｗ为声源声功率，ｃ 为声速，Ａ＝Ｓā为室内表面吸声总 量。
19
3、声源指向因子 自由声场中，声源在某方向上某点产生 的声强与相同声功率无指向声源在该方 向该点产生的声强比值。
自由声场是无反射面的声场，或反射面 ā值为1。
rc 1 4
QR0.14 QR
教育技术学
20
第二节 室内音质的改善
一、常见声缺陷及其对音质的影响
• 外界噪声对室内声场的干扰
外界噪声进入室内的三条途径： 1.通过门、窗、管道进入； 2.透过墙壁等传入，二次声源。 3.建筑物构建受机械撞击，振动沿隔
教育技术学
2
第一节 室内声场
从声学性质上讲，声源在自由空间 中形成的是自由声场，而在封闭空间内 形成的则要考虑到声波的反射、声波的 吸收、声波的共振等因素，往往要把它 们作为混响声场（室内声场）来处理。 室内声场是指声源辐射的声波在封闭的 室内传播时所形成的声场。
教育技术学长宽高比例不当的房间，可通过空 间分割尽量减少房间平行内壁。
离物传播辐射干扰。 主要以空气传播或固体传声两种方式
进入室内。
教育技术学
21
• 室外噪声对室内音质的危害：提 高了背景噪声声级，降低了信噪 比;掩蔽作用明显;非稳定噪声; 破坏室内声场的正常分布，音质 严重恶化。
教育技术学
22
• 混响时间对音质的影响 1. 混响时间过长：清晰度 2. 混响时间过短：力度 3. 混响时间频率畸形 • 房间大小及线度比例对简正频率
教育技术学
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二、室内音质改善的建筑声学方法
1. 控制噪声和振动干扰，提高信 噪比。
2. 修正混响时间及其频率特性， 以符合设计要求。
教育技术学
24
3. 改善房间形状、结构，提高房 间扩散性能
①长方体形房间长、宽、高比例尽量避 免1:2、1:1等简单比例关系。
②房间容积应足够大，使间隔较大的简 正频率尽量推向很低频段使频率范围内 频率分布均匀。
的声能密度处处相等e ，4 w
Ｒ即是房间常数。
cR
设
R
S
1
房间吸声系数越大，Ｒ越大，e越小。
房间常数是房间吸声能力及混响声声能 密度的反应。
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2、混响半径
W
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e 4w cR
rc 1 R 0.14 R
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r rc时，直达声占主要成分 r rc时，混响声占主要成分
教育技术学
教育技术学
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2、赛宾(W.C.Sabine)公式
T KV A
T600.161V
S
Ｖ为室容积，Ｓ为声室的内界面面积， ā为声室内界面平均吸声系数。
教育技术学
13
3、艾润(C.F.Eyring)公式
T60 0.16V1 Sln1
4、其它混响公式
T60 0.16V1
S4mV
T60 0.16V1
Sln1 4mV
ｍ为空气对声波的吸收衰减率
教育技术学
14
• 习题1：
某房间的长11m，宽7m，高5m， 已知平均吸声系数0.02，满场为 60人，每个人的吸声量Ａ为0.38 ，求T60和T60满？
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• 习题2
某房间的两侧墙面积S1=300m2，吸 声系数为0.02，两端墙S2=150m2 ，吸声系数为0.026，顶棚 S3=300m2,吸声系数为0.68水泥地 面S4=300m2，吸声系数为0.02， 室内有250张椅子，每张的吸声 量Ａ为0.14，求房间的混响时间 T60 是多少？
室内声能从稳定值逐渐衰减为0的过 程为衰减过程。
教育技术学
10
当声波遇到界面时， 一部分被反射回来， 一部分进入界面。进 入界面的声波，由于 界内材料的吸收作用， 部分声能转化为热能 而被消耗，这就是声 波的吸收。还有部分 继续传播，称之为透 射。
教育技术学
2020/11/6
（二）混响时间的计算 混响时间对人的听音效果影响很大。 1、混响时间的定义T60 我们定义Lp衰 减60(dB)的时 间或声强衰减 为原来百万分 之一的时间。
第4章 室内声学
主要从四个方面来考虑： 1. 混响时间 2. 混响衰减的扩散特性 3. 房间的频率特性 4. 环境噪声
教育技术学
2020/11/6
第一节 室内声场
一．室内声场的基本特征 声源以及接收器所处的空间有两大
类：一是自由空间。典型的自由空间是 消声室。它是一种声波可以“自由”传 播而不存在反射声的专门场所。无限宽 广的室外空间可以粗略地看成是自由空 间。另一是封闭空间。任何室内空间， 如大型厅堂、体育馆、演播厅、录音棚、 播音室、洗手间等等，都是封闭空间的 典型例子。
• 直达声：声源直接传到听者耳朵 中的声音
• 前期反射声（近次反射声）：延 迟时间小于50ms的反射声
• 混响声：经过众多反射面，众多 反射间隔较小
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教育技术学
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（二）简正方式和简正频率
驻波条件：L=n×λ/2
式中：（ n＝1，2，3，…），λ相 应波长
按驻波条件形成的每一个驻波称为房
教育技术学
16 2020/11/6
（三）混响时间的频率特性
室内各界面材料或界面结构对不同频率 声波的吸声系数不一样，不同频率的声 音混响时长也不一样，这一特性为混响 时间的频率特性。一个房间的混响时间 是指500Ｈz 时的声音。
教育技术学
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三．室内声场分布
1、房间常数
假设声场是理想的，声场中各点混响声
间的一个简正方式，其相应的频率为
简正频率。
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(nx)2(ny)2(nz )2
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• 简正频率相同而简正方式不同的 现象，称之为简正频率的“简 并”。
• 声染色：声场中某些频率成分得 以加强
教育技术学
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（三）室内声场的基本特征
1. 室内声源辐射的连续稳定声波，室 内各受音点接受到的声压值也是稳 定的，声压随声源距衰减没有室外 明显。
2. 由于室的周边对声的反射作用，室 内声源停止发声后，室内声并不立 即停止，而是继续持续以段时间， 这种声的残响现象通常称之为混响。
3. 由于室形状的复杂性，声波在室内
传播时，还会产生回声、聚焦以及
声染色等特异声现象。
教育技术学
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二．混响和混响时间
（一）室内声场的建立稳定和衰减
声源在单位时间内向周围空间辐射 的声能将与室的内周边界面在同一时 间内吸收的声能相等，此时达到稳定 值4W/cA。其中Ｗ为声源声功率，ｃ 为声速，Ａ＝Ｓā为室内表面吸声总 量。
19
3、声源指向因子 自由声场中，声源在某方向上某点产生 的声强与相同声功率无指向声源在该方 向该点产生的声强比值。
自由声场是无反射面的声场，或反射面 ā值为1。
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教育技术学
20
第二节 室内音质的改善
一、常见声缺陷及其对音质的影响
• 外界噪声对室内声场的干扰
外界噪声进入室内的三条途径： 1.通过门、窗、管道进入； 2.透过墙壁等传入，二次声源。 3.建筑物构建受机械撞击，振动沿隔
教育技术学
2
第一节 室内声场
从声学性质上讲，声源在自由空间 中形成的是自由声场，而在封闭空间内 形成的则要考虑到声波的反射、声波的 吸收、声波的共振等因素，往往要把它 们作为混响声场（室内声场）来处理。 室内声场是指声源辐射的声波在封闭的 室内传播时所形成的声场。
教育技术学长宽高比例不当的房间，可通过空 间分割尽量减少房间平行内壁。
离物传播辐射干扰。 主要以空气传播或固体传声两种方式
进入室内。
教育技术学
21
• 室外噪声对室内音质的危害：提 高了背景噪声声级，降低了信噪 比;掩蔽作用明显;非稳定噪声; 破坏室内声场的正常分布，音质 严重恶化。
教育技术学
22
• 混响时间对音质的影响 1. 混响时间过长：清晰度 2. 混响时间过短：力度 3. 混响时间频率畸形 • 房间大小及线度比例对简正频率