软件开发技术基础

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1、软件开发技术基础顾刚计算机教学实验中心第6章多媒体编程技术讲课4学时实验2学时（Multimedia）就是文字、图形、图像、声音、动画、视频等多种媒体信息的集合多媒体定义指利用计算机技术将各种媒体以数字化的方式集成在一起，并能够对它们进行加工处理的技术。多媒体技术指在WINDOWS环境下，编写程序对多媒体信息进行播放和处理的技术。多媒体编程技术数字声音编程1.声音的特性2.声音信号的数字化3.数字音频的处理1.声音的特性声波：当物体在空气中振动时，便会产生连续的波声音：大脑对声波的感知就是声音（Sound）幅度(Amplitude)：指声音的大小、强

2、弱程度频率(Frequency)：指信号每秒钟变化的次数声波可以看成在时间上和幅度上都是连续变化的模拟信号时间t幅度a1.声音的特性高保真声音的频率范围为10～20000Hz，它的带宽约为20kHz话音人的发音器官发出的声音频率大约是80～3400Hz频率小于20Hz的信号称为亚音信号高于20kHz的信号称为超音频信号（Supersonic），或称超声波（Ultrasonic）信号频率范围为20Hz～20kHz的信号称为音频信号在多媒体技术中，处理的声音信号主要是音频信号，它包括音乐、话音、风声、雨声、鸟叫声、机器声等.1.声音的特性带宽声音信号的频

3、率范围称为带宽2.声音信号数字化模拟信号：指在时间和幅度上都连续的信号采样量化编码声音的模拟信号声音的数字信号数字信号：把时间和幅度都用离散的数字表示的信号采样(sampling)采样在某些特定的时刻对这种模拟信号进行测量叫做采样（Sampling）得到的信号称为离散时间信号如何采样使声音信号不失真？量化(measuring)量化将信号幅度取值的数目加以限定，由有限个数值来表示信号。或者对幅值加以进似的过程得到的信号就称为离散幅度信号例：假设输入电压的范围是0.0～0.7V，而它的取值仅限定在0，0.l，0.2，…，0.7V共8个值。如果采样得到的幅

4、度值是0.123V，则近似取值为0.1V，如果采样得到的幅度值是0.271V，它的取值就近似为0.3V。举例说明数字信号声音信息的数字化实际上就是采样和量化模拟信号数字信号采样频率◆根据奈奎斯特理论（Nyqusttheory）：如果采样频率不低于信号最高频率的两倍，就能把以数字表达的声音还原成原来的声音◆对于话音信号，最高频率为3400Hz，采样频率为8000Hz，能以数字声音还原原来的声音◆对于一般音频信号，最高频率为20kHz，采样频率为40kHz以上时，就能无失真地还原出原来的声音◆采样频率越高，得到的数据占用的存储空间越大采样频率：指单位时间

5、内的采样次数采样精度采样精度：指存放采样点幅值的二进制位数◆采样精度（Samplingprecision），也叫样本位数或位深度，用每个声音样本的位数（bit或b）表示◆位数越少，声音的质量越低，需要的存储空间越少◆采样频率和采样精度是数字声音质量的两项重要指标◆声道数是数字声音的第三项指标声音的采样和量化◆数据率指还原1秒钟的声音所需传输的数据位数，也是数字化1秒钟的声音的所需传输的数据位数。未经压缩的数字声音的数据率为数据率(b/s)=采样频率(Hz)×样本精度(bit)×声道数◆由于播放设备、传输线路和网络传输速度的限制，需要对声音数据进行压缩

6、。压缩后的数据率变小，但质量也会降低数据率1分钟的双声道声音文件的数据量为：8(bit)×8kHz×2(声道数)×60(秒)/8(bit/Byte)=960kB计算声音文件的数据量模拟声音信号的波形成采样得到的离散时间信号再量化得到的数字信号采样的3个常用频率分别:11.025kHz对应AM广播声音22.05kHz对应FM广播声音44.1kHz对应CD高保真声音不同质量的声音的性能指标质量采样频率（kHz）样本精度（b/s）声道数据率（kb/s）频率范围（Hz）电话88单声道64.0200～3400AM11.0258单声道88.250～7000FM2

7、2.05016立体声705.620～15000CD44.116立体声1411.220～20000DAT4816立体声1536.020～20000编码(coding)将采集到的物理量转换为在计算机中表示的代码的过程称为编码◆数据编码举例：设量化值为20、30、40、......、170（间隔10），有16种不同的数据，相当于16种符号，在计算机中可以用4位二进制数表示，如用0000表示20，0001表示30，0010表示40，......，1111表示170◆编码方法：自然码编码、哈夫曼编码、算术编码◆非压缩编码、压缩编码◆文件格式是数据在存储器中的存

8、放形式。相同的数据，可以有不同的存放形式，所以也就有多种文件格式。◆WAV是Windows采用的波形声音文件