声音的合成PPT课件
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是一种对模拟信号的编辑 声音信号是一种模拟信号，经PCM编码后，变
成数字信号 通常所说的PCM录音就是一种数字录音。
.
30
1.基本原理
PCM编码过程： （1）对模拟声音信号进行采样
.
31
.
32
振
采样信号
采样周期
幅
.
t
33
（2）将各个采样点的声音信号值通过模∕数 变换（A ∕ D转换）变换成由0和1组成的 脉冲变换序列
.
23
声音文件
● WAV —— Wave，波形音频文件 (.wav) ● MIDI —— Musical Instrument Digital Interface，
乐器数字化接口文件 (.mid)
WAV文件
MIDI文件
特点： [1] 真实记录自然声波形 [2] 基本无数据压缩 [3] 数据量大
STOP
f·a ，它也表示了传递声音信号所需的速率。
.
36
例：
设声音信号的采样频率为10KHz，PCM编码所 分配码字长度为8bit，传送该声音信号所 需的传递速率应不低于
.
34
码字序列
正值
0011 0010 0001 000百度文库 1111 1110 1101
负值
模拟信号
.
35
（3）在PCM（脉冲代码调制）中所分配码字 的首位为符号位，
信号为正时，首位为0 信号为负时，首位为1 （4）对声音采样的频率称为采样频率：f 经采样后对每一个采样点分配的码字为a位， 用于存储1秒钟的声音信号所需的存储容量为
特点： [1] 纪录音符、时值、通道 [2] 使用电子键盘乐器 [3] 数据量小
.
STOP
24
教学进程
二、录音编辑
.
25
1.基于句子和单词的录音编辑方式
可以预先将句子、单词作为录音的单位， 对录音、讲话所涉及的有关句子或单词逐个 进行录音并保存
为了实现这种录音编辑方式，应事先存 入大量的有关单词、句子（即需要大量的存 储空间），声音合成时还需要快速地检出和 呈现（需要高速的检索和控制）。
• MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩， MPEG3高压缩率，基本保持低音频部分不 失真，但是牺牲了声音文件中12KHz到 16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺 寸
.
22
• 相同长度的音乐文件， 用＊.mp3格式来储存， 一般只有＊.wav文件 的1/10，而音质要次 于CD格式或WAV格式 的声音文件。文件尺 寸小，音质好
• 与Mp3、Wav等音频格式不同的是MIDI的播 放质量很大程度上取决于硬件或软件的音 源环境，也就是说同样的MIDI文件在不同 的电脑上可能有非常明显的效果差别，究 其原因是因为它们调用的波表音色库不一 样
.
16
声音文件:24.9K
声音文件:16K
.
17
• (2) WAVE (Waveform Audio)波形音频文件
第二章 声音的合成
.
1
一、音频信号
.
2
• 1 .声音是一种波 • 声波可以在空气中传播，也可以在液体及
固体中传播。
• 声音三要素 • (1) 音调 — (高低) • (2) 音强 — (强弱) • (3) 音色 — (特质)
.
3
• 2 .音质
音质与频率范围成正比，频率范围 越宽音质越好 • 3 .声音采样 • 把声音信号按固定的时间间隔，转 换成有限个数字表示的离散序列。
.
4
.
5
.
6
.
7
.
8
0011 0010 0001 0000 1001
1010 1011
.
9
常用声音信号与采样频率
声音信号 CD音乐 数字电话 数字电话
采样频率
44.1K 16K 8K
信号带宽
20K 7K 3.4K
.
10
声音采样
11011100 11001101
.
11
采样频率 Hz 11,025 22,050 44,100 11,025 22,050 44,100
• 多媒体系统、音乐光盘制作，记录物理波形，数 据量大
• WAVE格式文件是以RIFF为标准的
• 在Windows中，把声音文件存储到硬盘上的扩展名 为WAV。WAV记录的是声音的本身，所以它占 的硬盘空间大的很。例如：16位的44.1KHZ的立体 声声音一分钟要占用大约10MB的容量，和MIDI相 比就差的很远。
.
13
• MIDI实质上是由MIDI控制器（或MIDI文件） 产生的指示电子音乐合成器要做什么、怎 么做（如演奏某个音符、加大音量、生成 音响效果）的一套标准指令。MIDI不是声 音信号，在MIDI电缆上传送的不是声音， 而是动作指令。
.
14
.
15
• 由于MIDI只是记录音乐信息的数字代码， 所以生成的文件比较小，便于传播，也便 于编辑修改
.
27
3.录音编辑声音合成的分析
（1）以录音编辑的方式进行声音合成，需要 大容量的存储设备
（2）为了让一定容量的存储设备能存储更多 的声音信息，需要对声音信息的数据量进 行压缩
（3）通过编码的方式，减少声音信息中的冗 余性是实现声音信息压缩的基本方法。
.
28
三、脉冲代码调制PCM
.
29
脉冲代码调制 PCM（pulse code modulation）
数据长度 bit 8 8 8 16 16 16
数据量／分钟 0.66 MB 1.32 MB 2.64 MB 1.32 MB 2.64 MB 5.29 MB
音质评价 低 一般 良好 中 良好 优秀
.
12
• 4 .音频文件的种类及特点
• (1)MIDI文件（电子乐器数字接口）
• 是用于在音乐合成器、电子乐器、 音序器和计算机之间交换音乐信息 的一种标准协议。
.
18
• 标准格式的WAV文件和CD格式一样，也是 44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化 位数
• WAV格式的声音文件质量和CD相差无几
.
19
.
20
.
21
• MP3也就是指的是MPEG标准中的音频部分， 也就是MPEG音频层。根据压缩质量和编码 处理的不同分为 3层，分别对应 “*.mp1”/“*.mp2”/“*.mp3”这3种声 音文件。
.
26
2.基于音节的编辑合成方式
在任何语言中，音节的数量比单词的数量少 很多；
基于音节的编辑方式在合成时的检索、控制 变得十分方便；
基于音节的合成方式的音质较差，很难表现 人们在讲话时的各种情感和声调的变化；
根据发音耦合的原理和要求，人们对单词的 发音制定了一定的规则，基于这种规则进 行声音合成，可以得到较好的声音效果。
成数字信号 通常所说的PCM录音就是一种数字录音。
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1.基本原理
PCM编码过程： （1）对模拟声音信号进行采样
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振
采样信号
采样周期
幅
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（2）将各个采样点的声音信号值通过模∕数 变换（A ∕ D转换）变换成由0和1组成的 脉冲变换序列
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声音文件
● WAV —— Wave，波形音频文件 (.wav) ● MIDI —— Musical Instrument Digital Interface，
乐器数字化接口文件 (.mid)
WAV文件
MIDI文件
特点： [1] 真实记录自然声波形 [2] 基本无数据压缩 [3] 数据量大
STOP
f·a ，它也表示了传递声音信号所需的速率。
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例：
设声音信号的采样频率为10KHz，PCM编码所 分配码字长度为8bit，传送该声音信号所 需的传递速率应不低于
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码字序列
正值
0011 0010 0001 000百度文库 1111 1110 1101
负值
模拟信号
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（3）在PCM（脉冲代码调制）中所分配码字 的首位为符号位，
信号为正时，首位为0 信号为负时，首位为1 （4）对声音采样的频率称为采样频率：f 经采样后对每一个采样点分配的码字为a位， 用于存储1秒钟的声音信号所需的存储容量为
特点： [1] 纪录音符、时值、通道 [2] 使用电子键盘乐器 [3] 数据量小
.
STOP
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教学进程
二、录音编辑
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1.基于句子和单词的录音编辑方式
可以预先将句子、单词作为录音的单位， 对录音、讲话所涉及的有关句子或单词逐个 进行录音并保存
为了实现这种录音编辑方式，应事先存 入大量的有关单词、句子（即需要大量的存 储空间），声音合成时还需要快速地检出和 呈现（需要高速的检索和控制）。
• MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩， MPEG3高压缩率，基本保持低音频部分不 失真，但是牺牲了声音文件中12KHz到 16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺 寸
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• 相同长度的音乐文件， 用＊.mp3格式来储存， 一般只有＊.wav文件 的1/10，而音质要次 于CD格式或WAV格式 的声音文件。文件尺 寸小，音质好
• 与Mp3、Wav等音频格式不同的是MIDI的播 放质量很大程度上取决于硬件或软件的音 源环境，也就是说同样的MIDI文件在不同 的电脑上可能有非常明显的效果差别，究 其原因是因为它们调用的波表音色库不一 样
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声音文件:24.9K
声音文件:16K
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• (2) WAVE (Waveform Audio)波形音频文件
第二章 声音的合成
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1
一、音频信号
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2
• 1 .声音是一种波 • 声波可以在空气中传播，也可以在液体及
固体中传播。
• 声音三要素 • (1) 音调 — (高低) • (2) 音强 — (强弱) • (3) 音色 — (特质)
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• 2 .音质
音质与频率范围成正比，频率范围 越宽音质越好 • 3 .声音采样 • 把声音信号按固定的时间间隔，转 换成有限个数字表示的离散序列。
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0011 0010 0001 0000 1001
1010 1011
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常用声音信号与采样频率
声音信号 CD音乐 数字电话 数字电话
采样频率
44.1K 16K 8K
信号带宽
20K 7K 3.4K
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声音采样
11011100 11001101
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11
采样频率 Hz 11,025 22,050 44,100 11,025 22,050 44,100
• 多媒体系统、音乐光盘制作，记录物理波形，数 据量大
• WAVE格式文件是以RIFF为标准的
• 在Windows中，把声音文件存储到硬盘上的扩展名 为WAV。WAV记录的是声音的本身，所以它占 的硬盘空间大的很。例如：16位的44.1KHZ的立体 声声音一分钟要占用大约10MB的容量，和MIDI相 比就差的很远。
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13
• MIDI实质上是由MIDI控制器（或MIDI文件） 产生的指示电子音乐合成器要做什么、怎 么做（如演奏某个音符、加大音量、生成 音响效果）的一套标准指令。MIDI不是声 音信号，在MIDI电缆上传送的不是声音， 而是动作指令。
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• 由于MIDI只是记录音乐信息的数字代码， 所以生成的文件比较小，便于传播，也便 于编辑修改
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3.录音编辑声音合成的分析
（1）以录音编辑的方式进行声音合成，需要 大容量的存储设备
（2）为了让一定容量的存储设备能存储更多 的声音信息，需要对声音信息的数据量进 行压缩
（3）通过编码的方式，减少声音信息中的冗 余性是实现声音信息压缩的基本方法。
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三、脉冲代码调制PCM
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脉冲代码调制 PCM（pulse code modulation）
数据长度 bit 8 8 8 16 16 16
数据量／分钟 0.66 MB 1.32 MB 2.64 MB 1.32 MB 2.64 MB 5.29 MB
音质评价 低 一般 良好 中 良好 优秀
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12
• 4 .音频文件的种类及特点
• (1)MIDI文件（电子乐器数字接口）
• 是用于在音乐合成器、电子乐器、 音序器和计算机之间交换音乐信息 的一种标准协议。
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• 标准格式的WAV文件和CD格式一样，也是 44.1K的采样频率，速率88K/秒，16位量化 位数
• WAV格式的声音文件质量和CD相差无几
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• MP3也就是指的是MPEG标准中的音频部分， 也就是MPEG音频层。根据压缩质量和编码 处理的不同分为 3层，分别对应 “*.mp1”/“*.mp2”/“*.mp3”这3种声 音文件。
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2.基于音节的编辑合成方式
在任何语言中，音节的数量比单词的数量少 很多；
基于音节的编辑方式在合成时的检索、控制 变得十分方便；
基于音节的合成方式的音质较差，很难表现 人们在讲话时的各种情感和声调的变化；
根据发音耦合的原理和要求，人们对单词的 发音制定了一定的规则，基于这种规则进 行声音合成，可以得到较好的声音效果。