大一第二学期计算机多媒体技术PPT课件
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模拟音频的数字化
用计算机对音频信息处理，就要将模拟信号（如语音、音乐 等）转换成维数字信号。
模拟信 采样 量化
号
振幅
采样 每隔一定时间间隔对模
编码
T
拟波形上取一个幅度值。
量化 将每个采样点得到的幅
采样点 T
度值以数字存储。
振幅
数字信号
n 7.1.1Wave音频文件 n 7.1.2 MIDI合成音乐 n 7.1.3 音频处理 n 7.1.4 音频数据的压缩 n 7.1.5 声音文件的格式 n 7.1.6 语音合成与识别
7.1.1Wave音频文件
1. 波形音频特征（理解） n 多媒体获得声音最直接、最简便的方式，通常以麦克风、立体声 录音机或CD激光唱盘为声音的输入源，声卡以一定的采样频率和 量化级对输入声音进行数字化采样，将其从模拟声音信号转换为 数字信号（模/数转换），然后以适当的格式存在硬盘上。记录下 来的声音重放时，声卡将文件中的数字信号还原成模拟信号（数/ 模转换），经混音器混合后由扬声器输出。
2.MIDI音乐产生的原理
n MIDI标准
n 规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件。 n MIDI标准还指定从一个装置传送数据到另一个装置的通信协议。 n 任何有MIDI信息处理器和适当的硬件接口的电子乐器都能成为MIDI装置。 n MIDI间靠接口传递消息，消息即乐谱的数字描述。 n 乐谱由音符序列、定时和称作合成音色的乐器定义所组成。
较好还原。
3.Wave音频文件制作工具
n 录音机 n 常用的音频输入设备有话筒、录音机等，常用的视频输入设
备有扫描仪、数码相机、摄像机、CD等。
7.1.2 MIDI合成音乐
1.MIDI（musical instrument digital interface）（知道）
n 是乐器数字接口的缩写，泛指数字音乐的国际标准，始建于1982年。 n 标准的多媒体PC平台能够通过内部合成器或连接到计算机MIDI端口
n MIDI文件
n 是存放MIDI信息的标准文件格式，包含音符、定时和多达16个通道的演奏 定义。
n 每个通道的演奏音符定义由键号、通道号、音长、音量和力度组成。 n MIDI文件是一系列指令，存储空间小。（2分钟不到8K）
n 演奏过程：
n 将电子乐器演奏时的指令信息通过声卡上的MIDI控制器输入计算机中，或利 用一些MIDI乐曲处理软件编辑产生的音乐指令集合，以MIDI文件格式存储 在硬盘上，即MIDI音频文件。
第七章 多 媒 体 技 术
计算机应用基础
多媒体技术基础内容
n 媒体
n 传递信息的载体，如文字、声音、图像、动画、视频等
n 多媒体技术
n 通过各种外部设备，将文字、声音、图像、动画、视频等多 媒体信息采集到计算机中，以数字化的形式进行加工、编辑、 合成和存储，最终成为具有交互特征的多媒体产品。
n 多媒体系统
n 量化位数：计算机对声音波形描述的精度，位数越多，精 度越高。一般有8、16、32位。
n 声道数：单声道/立体声
n 用不压缩的PCM格式存储Wave文件，所占存储空 间：
n 存储空间=（采样频率×量化位数× 声道） ×时间 /8（字 节）
n 例如，用44.10 kHz的采样频率，16位的精度存储， 则录制1秒钟的立体声节目，其WAV文件所需的存 储量为：
频率 1/T
编码 将采样和量化后的数字
数据以一定的格式记录下来
1/T
2.Wave音频文件和音频制作工具
2.Wave音频文件
n 记录了对实际声音的采样数据。 n 主要缺点：产生的文件太大，不适合长时间记录。 n 常用软件压缩方法有PCM（均匀量化）和ACM（自适应差
分量化）等， n 一般人讲话的声音用8位量化级、11.025KHz采样频率就可
原声 模拟信号
麦克风
模
数
存
数
字
储
转 换 器
信 号 处 理
器 器
器
模
信号放大器
数
转ห้องสมุดไป่ตู้
扬声器
换
器
Wave音频
n Wave音频文件的三个参数
n 采样频率：每秒从模拟声波中选择多少个点的声音样本。 一般有11.025kHz（电话音质）、22.05kHz（广播音 质）、44.1kHz（CD音质）和48KHz等采样频率。
的外部合成器播放MIDI文件。
n 合成器 n 合成器是利用数字信号处理器或其他芯片来产生音乐或声音的 电子装置。数字信号处理器产生并修改波形，然后通过声音产 生器和扬声器发出声音。 n 合成器存在于声卡里，分成调频（FM）合成器和波表合成器。 n FM合成器采用频率调制的原理产生声音，用以模拟各种乐 器的声音。 FM合成器能发出128种乐器的声音，与真实 乐器声音有差距。 n 波表合成器是对真实乐器发出的声音进行采样，将采样值 表保存在ROM中，可由数字信号处理器随时调用处理，再 将合成后的数字音频信号经D/A转换器变成模拟音频信号， 音效与真实乐音几乎无差别。ROM容量大，可存储的乐器 音就越多。 n 一般声卡都带有波形表ROM的接口可配接波形子表，有的 声卡本身就带有波形表ROM。
多媒体具体技术
n 7.1 音频信号的处理 n 7.2 图像信息的处理技术 n 7.3 动画处理技术 n 7.4 视频信息的处理技术
7.1 音频信号的处理
n 多媒体计算机中产生声音的方式 n 由外部声音源进行录制和重放（Wave波形音频）、 MIDI音乐（MIDI音频）、CD-Audio （CD音频）。
n 包括多媒体硬件系统和多媒体软件系统
多媒体软硬件系统包括支持各种多媒媒体体信设息备的工采作集的、操存作储系、统展， 现各所种需媒要体的采各集种、外 创部 作设 和备 处， 理以 工及 具支 ，持 将多 各媒 种体 媒程体序集运成行起的来的CP创U 作工具，以及提供给最终用户使用的各种多媒体软件，这些 软件可以通过光盘或网络的形式发布到用户的计算机中。
n 播放时，合成器将MIDI指令翻译成声音信号，再由声卡山的混音器混合后生 成声波，最后由音响设备输出声音。
MIDI音乐应用与MIDI设备
n 使用MIDI合成音乐比波形音频更合适的情况：
n 需要播放长时间高质量的音乐 n 需要以音乐为背景音响效果，同时从CD-ROM中装载其他
模拟音频的数字化
用计算机对音频信息处理，就要将模拟信号（如语音、音乐 等）转换成维数字信号。
模拟信 采样 量化
号
振幅
采样 每隔一定时间间隔对模
编码
T
拟波形上取一个幅度值。
量化 将每个采样点得到的幅
采样点 T
度值以数字存储。
振幅
数字信号
n 7.1.1Wave音频文件 n 7.1.2 MIDI合成音乐 n 7.1.3 音频处理 n 7.1.4 音频数据的压缩 n 7.1.5 声音文件的格式 n 7.1.6 语音合成与识别
7.1.1Wave音频文件
1. 波形音频特征（理解） n 多媒体获得声音最直接、最简便的方式，通常以麦克风、立体声 录音机或CD激光唱盘为声音的输入源，声卡以一定的采样频率和 量化级对输入声音进行数字化采样，将其从模拟声音信号转换为 数字信号（模/数转换），然后以适当的格式存在硬盘上。记录下 来的声音重放时，声卡将文件中的数字信号还原成模拟信号（数/ 模转换），经混音器混合后由扬声器输出。
2.MIDI音乐产生的原理
n MIDI标准
n 规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件。 n MIDI标准还指定从一个装置传送数据到另一个装置的通信协议。 n 任何有MIDI信息处理器和适当的硬件接口的电子乐器都能成为MIDI装置。 n MIDI间靠接口传递消息，消息即乐谱的数字描述。 n 乐谱由音符序列、定时和称作合成音色的乐器定义所组成。
较好还原。
3.Wave音频文件制作工具
n 录音机 n 常用的音频输入设备有话筒、录音机等，常用的视频输入设
备有扫描仪、数码相机、摄像机、CD等。
7.1.2 MIDI合成音乐
1.MIDI（musical instrument digital interface）（知道）
n 是乐器数字接口的缩写，泛指数字音乐的国际标准，始建于1982年。 n 标准的多媒体PC平台能够通过内部合成器或连接到计算机MIDI端口
n MIDI文件
n 是存放MIDI信息的标准文件格式，包含音符、定时和多达16个通道的演奏 定义。
n 每个通道的演奏音符定义由键号、通道号、音长、音量和力度组成。 n MIDI文件是一系列指令，存储空间小。（2分钟不到8K）
n 演奏过程：
n 将电子乐器演奏时的指令信息通过声卡上的MIDI控制器输入计算机中，或利 用一些MIDI乐曲处理软件编辑产生的音乐指令集合，以MIDI文件格式存储 在硬盘上，即MIDI音频文件。
第七章 多 媒 体 技 术
计算机应用基础
多媒体技术基础内容
n 媒体
n 传递信息的载体，如文字、声音、图像、动画、视频等
n 多媒体技术
n 通过各种外部设备，将文字、声音、图像、动画、视频等多 媒体信息采集到计算机中，以数字化的形式进行加工、编辑、 合成和存储，最终成为具有交互特征的多媒体产品。
n 多媒体系统
n 量化位数：计算机对声音波形描述的精度，位数越多，精 度越高。一般有8、16、32位。
n 声道数：单声道/立体声
n 用不压缩的PCM格式存储Wave文件，所占存储空 间：
n 存储空间=（采样频率×量化位数× 声道） ×时间 /8（字 节）
n 例如，用44.10 kHz的采样频率，16位的精度存储， 则录制1秒钟的立体声节目，其WAV文件所需的存 储量为：
频率 1/T
编码 将采样和量化后的数字
数据以一定的格式记录下来
1/T
2.Wave音频文件和音频制作工具
2.Wave音频文件
n 记录了对实际声音的采样数据。 n 主要缺点：产生的文件太大，不适合长时间记录。 n 常用软件压缩方法有PCM（均匀量化）和ACM（自适应差
分量化）等， n 一般人讲话的声音用8位量化级、11.025KHz采样频率就可
原声 模拟信号
麦克风
模
数
存
数
字
储
转 换 器
信 号 处 理
器 器
器
模
信号放大器
数
转ห้องสมุดไป่ตู้
扬声器
换
器
Wave音频
n Wave音频文件的三个参数
n 采样频率：每秒从模拟声波中选择多少个点的声音样本。 一般有11.025kHz（电话音质）、22.05kHz（广播音 质）、44.1kHz（CD音质）和48KHz等采样频率。
的外部合成器播放MIDI文件。
n 合成器 n 合成器是利用数字信号处理器或其他芯片来产生音乐或声音的 电子装置。数字信号处理器产生并修改波形，然后通过声音产 生器和扬声器发出声音。 n 合成器存在于声卡里，分成调频（FM）合成器和波表合成器。 n FM合成器采用频率调制的原理产生声音，用以模拟各种乐 器的声音。 FM合成器能发出128种乐器的声音，与真实 乐器声音有差距。 n 波表合成器是对真实乐器发出的声音进行采样，将采样值 表保存在ROM中，可由数字信号处理器随时调用处理，再 将合成后的数字音频信号经D/A转换器变成模拟音频信号， 音效与真实乐音几乎无差别。ROM容量大，可存储的乐器 音就越多。 n 一般声卡都带有波形表ROM的接口可配接波形子表，有的 声卡本身就带有波形表ROM。
多媒体具体技术
n 7.1 音频信号的处理 n 7.2 图像信息的处理技术 n 7.3 动画处理技术 n 7.4 视频信息的处理技术
7.1 音频信号的处理
n 多媒体计算机中产生声音的方式 n 由外部声音源进行录制和重放（Wave波形音频）、 MIDI音乐（MIDI音频）、CD-Audio （CD音频）。
n 包括多媒体硬件系统和多媒体软件系统
多媒体软硬件系统包括支持各种多媒媒体体信设息备的工采作集的、操存作储系、统展， 现各所种需媒要体的采各集种、外 创部 作设 和备 处， 理以 工及 具支 ，持 将多 各媒 种体 媒程体序集运成行起的来的CP创U 作工具，以及提供给最终用户使用的各种多媒体软件，这些 软件可以通过光盘或网络的形式发布到用户的计算机中。
n 播放时，合成器将MIDI指令翻译成声音信号，再由声卡山的混音器混合后生 成声波，最后由音响设备输出声音。
MIDI音乐应用与MIDI设备
n 使用MIDI合成音乐比波形音频更合适的情况：
n 需要播放长时间高质量的音乐 n 需要以音乐为背景音响效果，同时从CD-ROM中装载其他