第3章声音媒体信息

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制序列文件,特点是保真度高,解码速度快,但 编码后数据量大。 • 3. AIFF文件:.AIF/.AIFF • 苹果公司开发的一种声音文件格式,被Mac平台 及其应用程序所支持,Netscape Navigator浏览器 中的LiveAudio也支持AIFF格式,SGI及其他专业 音频软件包也同样支持这种格式。
• 1. 采样频率:单位时间内采样的个数称为采样频 率,用fs表示。奈奎斯特定理,即fs≥2fmax。
• 2. 量化位数:每个取样点能够表示的数据范围。 • 3. 声道数:指一次同时产生的声波组数。 • 4. 数据文件格式: • 数据量(Byte)=(采样频率×量化位数×声道数
×声音持续时间)/8
第三章 声音媒体信息
3.1.3 声音的要素
• 1. 音调:人耳对声音频率高低的感觉称为音调。 音调由声源振动频率所决定。
• 2. 音色:音色是用来描述声音品质的,主要决定 于声音频谱结构中的泛音多少。
• 3. 音强:音强是衡量声波在传播过程中声音强弱 的物理量,即与声音信号的幅度成正比。
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• 3.1.4 声音质量分级与带宽
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• ⑸ DSP数字信号处理器 • ⑹ 兼容性 • ⑺ 音效 • ⑻ 外围接口 • ⑼ 音频压缩
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3.4 音频信息的采集
• 音频文件的采集方法有以下几种: • 1. 音频文件的直接采集 • 2. 利用Windows自带的“录音机”来录制声音。
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• 声音的质量与它所占用的频带宽度有关,频带越 宽,信号强度的相对变化范围就越大,音响效果 也就越好。按照带宽可将声音质量分为以下4级:
• (1)数字激光唱盘质量 • (2)调频无线电广源自文库质量 • (3)调幅无线电广播质量 • (4)电话质量
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3.2 数字音频基础知识
3.2.1 声音信号数字化过程 • 1.采样(sampling) • 采样是将声音信号在时间上离散化,即每隔一定
声音类型 频率范围(Hz)采样率(kHz)量化位数(bit)
电话话音
200~3400
8
8
调幅广播
50~7000
16
16
调频广播
20~15k
22.05
16
高质量音频
20~20k
44.1
16
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3.2.3 声音质量的度量
声音质量的两种方法: • 一种是客观评价,即音频信号的技术指标,
如:频带宽度、动态范围和信噪比; • 另一种是主观评价。
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3.3.2 音频卡工作原理
• 声卡的主要作用是实现对音频信息的采集与回放。 音频信息有很多来源,如磁带录音机、CD、录像 机等等。
声卡的工作原理
第三章 声音媒体信息
• 1. 声卡处理需要的基本条件: • ⑴ 采样频率: • 一般的声卡均支持双声道立体声信号的采集。 • ⑵ 量化位数: • 声卡中的量化位数一般为8位、16位、32位以及64
• 表 采样频率、量化位数、声道数及存储容量
采样频率 (KHz)
11.025 22.05 22.05 44.1
量化位数 (bit) 8 8 16 16
单声道(MB/min)
0.63 1.26 2.52 5.04
双声道(MB/min)
1.26 2.52 5.04 10.08
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• 表 数字音频等级
对于语音和图像信号使用主观评价更恰当 一些。
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• 1. 音频信号的技术指标:
– 频带宽度:音频信号的频率范围,是衡量音质的 标准。
– 动态范围: 音频信号最大强度与最小强度之比。 – 信噪比:有用信号的平均功率与噪音的平均功率
之比。
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• 2. 主观评价法:声音质量主观评价评分标准
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• 记录失败时检查一下系统右下角任务栏中 声音图标是否设置正确。将【回放】选项 改为“录音】,并在下方【显示下列音量 控制】中选择【麦克风】选项,就可以正 常录音了。
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• 3. 用其它音频设备输入 • 录像机、磁带录音机、电视机等都能提供不同
内容的音频节目。这些设备需要通过线路输入 的方式(LINE IN)连接到计算机的声卡上, 通过相应的软件将音频信号采集进来,并以数 字音频的形式存储在计算机中。 • 4. MIDI音乐合成
技术的音频文件格式,主要用于在低速率的广域网 上实时传输音频信息。
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• 7. MP3: • MPEG Audio Layer 3的简写,压缩率高达10∶1~
12∶1,音质基本保持不失真。 • 8. CD: • 一种数字化的声音,其采样频率为44.1KHz,量化
位数为16bit,可以高质量地重现原始声音。 • 9. MIDI: • 文件本身不包含任何的音频信息,主要记录指令和
位,量化位数越高,声音质量越好。 • ⑶ 声道数:单声道或立体声。 • ⑷ 实时硬件压缩/软件压缩:
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• 2. 混音器 • 音频卡上的混音器Mixer主要目的是将不同
输入音源的信号进行混音,并且提供音量 的软件控制功能。通过I/O端口(地址和数 据端口)可对混音器的各种功能进行可编 程设置。
分数 5 4 3 2 1
质量级别 优(Excellent)
良(Good) 中(Fair) 差(Poor) 劣(Bad)
失真级别 无察觉
(刚)察觉但不讨厌 (察觉)有点讨厌 讨厌但不反感 极讨厌(令人反感)
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3.2.4 数字音频的文件格式
• 1. 波形文件 • 扩展名为*.wav,是通过对模拟音频以不同的采样频
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• 2. 软件安装 • 包括驱动程序和应用软件。当安装完声卡
并重新启动计算机后,系统能够自动识别 声卡,并且提示需要安装驱动程序。
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• 3. 声卡的技术指标
• ⑴ 采样频率和量化位数 • 采样频率与量化位数越高,声音的质量越好。 • ⑵ FM合成与波表合成 • 一般较好的声卡采用的都是波表法合成。 • ⑶ 总线类型 • ⑷ 即插即用能力
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• 硬件安装步骤:首先关闭电源,拔下电源插头, 然后打开机箱外壳,将声卡插入空闲的16位扩 展槽内,连接好外部的音频输入/输出线,如 麦克风、线路输入等。如果有CD-ROM驱动 器,将驱动器的接口电缆插在卡的相应接口上, 并将CD-ROM的音频输出线接到声卡的针形 输入线上。最后盖上机箱外壳,插好电源插头 即可。
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• 4. VOC: • 多用于保存Creative Sound Blaster系列声卡所采集
的声音数据,被Windows平台和DOS平台所支持。 • 5. AU: • Sun Microsystems公司推出的一种经过压缩的数字
声音格式,在Internet中经常使用。 • 6. RM: • Real Networks公司开发的一种适合于网络实时流
几个重要参数: • 1. 周期:声波每完成一次振动需要的时间称为周
期,通常用T表示,单位是秒。 • 2. 频率:每秒钟所完成的振动次数称为频率,用
来体现音调的高低,单位是赫兹(Hz)。 • 3. 振幅:振幅是指声波的高低幅度,表示声音的
强弱。振幅用来定量研究空气受到压力的大小。 • 4. 带宽:带宽指频率覆盖的范围。
利用录音机录音的操作步骤如下: • ⑴ 准备一份需要录制的材料。 • ⑵ 将麦克风插到声卡上的MIC IN接口上。 • ⑶ 选择Windows中的【开始】菜单,在【程序/附件/娱乐】
下面选择【录音机】,打开录音机,单击红色的【录音】 按钮开始录音。当录制结束后单击【停止】按钮。 • ⑷ 执行菜单中【文件/另存为】命令,在出现的【另存为】 对话框中单击【格式】选项,选择【更改】。在【声音选 定】对话框中选择【属性】项更改声音的采样频率、量化 位数、声道数和数据率,单击【确定】按钮返回。选择文 件保存的路径、保存的类型,并命名。
第三章 声音媒体信息
声音是人们用来传递信息的一种方式,是携带 大量信息的及其重要的媒体,因此音频信息的处理 在多媒体技术中是十分重要的。
3.1 声音及其分类 3.2 数字音频基础知识 3.3 声卡及其应用 3.4 音频信息的采集 3.5 音频信息处理编辑 3.6 MIDI音乐的合成 3.7 语音识别技术与语音合成
的时间间隔对模拟信号进行取样。
第三章 声音媒体信息
• 2. 量化 (quantization) • 是对采样后的声音样本在幅值上离散化,
即把信号强度划分为不同的等级,然后将 每一个样本归入预先编排的量化等级上。
• 3. 编码: • 是将量化后的离散值用二进制代码表示。
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3.2.1数字化声音的技术指标
储,这样不仅可以减少存储空间,而且处理的速 度比较快。 • ⑵ 注意音乐和音响效果的选择应该和节目的主题 相一致,特别是背景音乐,一定不要喧宾夺主。
第三章 声音媒体信息
• 下面就介绍Adobe Audition的使用方法。 • 实例一:声音的降噪处理:在这个实例中要将录
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3.1 声音及其分类
3.1.1 声音的概念 • 声音是通过空气传播的一种连续的波,当物体振
动时会激励它周围的空气质点振动,由于空气的 惯性和弹性,在空气质点的相互作用下,振动就 会逐渐向外传播而产生声波。声音属于听觉媒体, 其频率范围大约在20Hz~20KHz。
第三章 声音媒体信息
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3.1.2 声音的分类 在多媒体技术中,将声音媒体分为语言、音乐和音
响三类。 • 1. 语言:指具有人类约定成俗的和语言内涵的特
殊媒体。 • 2. 音乐:是指规范的符号化了的声音。 • 3. 音响:是指人们熟悉的其他声音,包括自然界
的风声、雨声以及机器发出的声音等。
第三章 声音媒体信息
率、不同的量化位数进行数字化而得到的数字信号存 入磁盘而形成的波形文件。 • 适用于:记录讲话语音、CD音质的音乐、单声道或 立体声的声音信息,并能保证声音不失真。 • 缺点是未经压缩的声音文件占用存储盘空间太大。
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• 2. PCM(脉冲编码调制) • 由模拟音频信号直接通过A/D转换而形成的二进
3.3 音频卡及其应用
3.3.1 音频卡功能
• 声卡主要是用来对不同来 源的音频信号进行采集与 回放,其功能就是使计算 机能够处理音频信号。
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声卡的功能主要有以下几点: • ⑴ 录制、编辑与回放声音文件。 • ⑵ 在采集和回放过程中对文件进行压缩和解
压缩。 • ⑶ 编辑与合成音乐文件。 • ⑷ 文本转换和语音识别。 • ⑸ MIDI音乐的合成。
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3.5 音频信息处理编辑
Adobe Audition是一款功能强大的音频编 辑软件,其前身是Cool Edit Pro。可以实现: • 音频的录制: • 波形文件的存储: • 文件的编辑:
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利用软件制作音频节目时需要注意以下几点: • ⑴ 一般大段的旁白和背景音乐采用MIDI格式存
数据,文件所占用的空间非常小。
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MIDI文件与Wave文件的区别: • 首先,Wave文件是通过直接对模拟声波进行数字
化得到的音频信号数据。而MIDI文件只是记录了 一系列乐谱指令。 • 其次,Wave文件是直接通过声卡输入端口获取的 音源,并可从输出端口直接播放。而MIDI 是通 过MIDI接口由音序器记录电子乐谱的指令数据。 • 最后,采用MIDI格式记录比采用Wave格式记录 的数据量小两个数量级以上。
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• 3. MIDI合成器与接口 • MIDI是一种用于在不同制造商的电子乐器
设备和计算机之间进行数据交换的国际标准。 它指定硬件接口,同时指定通信协议,可以 将数据从一个设备传输到另一个设备。
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3.3.3 声卡的安装和使用
1. 硬件安装与使用
声卡 的接 口及 与外 部设 备的 连接
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3.2.5 音频信号处理的特点
• ⑴ 由于音频信息是在时间上连续的信号,因此在 处理时对时序性的要求很高。
• ⑵ 由于人有左耳和右耳,类似于两个通道,因此 计算机输出的声音应该是立体声的。
• ⑶ 由于语音信号携带了情感意向,因此对语音信 号的处理还要抽取语意等其它信息。
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