02多媒体与cai入门

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1、多媒体与CAI入门4．1多媒体与多媒体计算机概述4.2音频概述音频是和听觉相对应的，是可以传播、传输的带有声音信息的电信号。传统计算机也有发声功能，但只能发出一些简单的警号或通过编程演奏出一些固定频率的音乐。随着技术发展，人们利用计算机与录音机相连作为发声的工具，计算机控制录音机的通、断，与屏幕上的显示同步发声，起到一定的效果。数字化芯片的发展，特别是A/D和D/A芯片性能的提高，促进了计算机语音技术的发展，特别是多媒体计算机技术的飞跃，声音卡的出现，使声音成为多媒体技术的重要组成部分。4．2．1音频

2、的处理与声卡的基本知识一、音频的处理声音是多媒体技术中一种重要媒体，音频技术包括声音信号的采集、存储、处理、传输，语音合成和语音识别等。1、声音数字化声音数字化就是将模拟的(连续的)声音波形数字化(离散化)，以便利用数字计算机进行处理，主要包括采样和量化两个方面。数字化音频的质量取决于采样频率和量化位数这两个重要参数。采样频率是对声音波形每秒钟进行采样的次数。人耳听觉的频率上限在2OkHz左右，根据采样理论，为了保证声音不失真，采样频率应在4OkHz左右。经常使用的采样频率有11.025kHz、22.

3、05kHz和44.lkHz等。采样频率越高，声音失真越小、音频数据量也越大。量化数据位数(也称量化级)是能够用来表示每个采样点的数据范围，经常采用的有8位、12位和16位。例如，8位量化级表示每个采样点可以表示成256个(0-255)不同量化值，而16位量化级则是指每个采样点可表示成65536个不同量化值。量化位数越高，表示区别声音的差别更细致，所以音质越好，数据量也越大。2、声音信号数据压缩因为声音数字化后生成的数据量十分巨大，例如一分钟的声音，采用十六位量化技术，采样频率为44.1kHz，其数据量

4、为字节。所以，语音处理主要集中在音频压缩上，最新的语音压缩算法，例如MP3可将原始声音数据压缩六~八倍以上。声音的处理包括声音数据的获取，文件的建立、压缩、还原、播放、叠加、合成、分解、噪音的去除等等。二、常见的音频文件格式语音数据文件的格式有WAV、VOC、AU、MOD等。在个人计算机的Windows环境中最常用的语音数据格式是WAV格式，文件的扩展名为.WAV。WAV格式主要采用于一种称为“波形音效”的声音处理方式，即把外部声音直接转化为数字信号储存起来，需要时再转化为模拟信号输出。声音的数字化，

5、即捕获、采样、压缩、还原等量化都是通过声卡进行的。波形音效的声音取样频率不变，所以无法产生效果良好的高保真声效。音乐数据文件的格式有MIDI、CMF、ORG、ROL、MOD、MP3等。个人计算机Windows系统下较常用的是MIDI格式，扩展名为.MID。MIDI是一个乐器数字接口文件。MIDI本身没有内置声音，音源由其它的键盘乐器或其它音源器提供。声音输出时，可以输出到具有MIDI功能的声卡（现在所有的声卡都支持MIDI功能），然后再由音箱发声。MIDI格式文件没有记录任何声音信息，只是发送给音频合

6、成器一系列指令，这些指令说明了音高、音长、速度、变调等信息，也就是说MIDI格式文件存放的是合成音乐的谱，不是音效取样，所以占用的空间较小。6MP3是目前最受欢迎的音乐文件格式，它具有容量大、音质好的特点。MP3利用MEPGAudioLayer3技术，将WAV文件压缩，压缩比可达到12：1。虽然有这么大的压缩比，但是MP3对声音质量的损耗是非常小的，一般情况下人的听觉是不易察觉出来的。由于MP3以接近CD的音质，而文件的大小只有WAV格式文件的12分之一，占用的空间较小，有利于在网络上的传输，所以，随

7、着Internet互联网的日益普及，MP3越来越广泛地得到了应用，成为互联网上音乐文件事实上的标准格式。一、声卡的基本知识随着多媒体技术的发展，出现了支持声音媒体的声卡。利用声卡就能较好地进行声音的数字化和播放。图4.2-1创新声卡声卡内装有语音处理芯片，具有输入、存储、编辑和功率输出及产生各种声音特技效果等功能，并且有光盘CD-ROM接口。声卡的输入方式：Line-In（线路输入）；Microphone（麦克风输入）；MIDI（数字乐器输入）；CD-ROM光盘（CD音乐输入）。声卡的输出方式：双声道

8、立体声；混响效果：FM、语音、音响输出等。录音、放音采样频率：4-44.1KHZ声音数据文件格式：VOC、MIDI、ORG、WAV、CMF等。图4.2-2声卡原理图一块声卡按其功能可以分为三大块：声音合成部分、模拟音频输入输出部分和混音效果器部分。目前声卡的音乐合成功能有两种方式，一种称为调频（FM）合成法，另一种称为波表（WAVETABLE）合成法。调频合成法的发音方式音色少、音质较差。波表合成法的发音效果较好，其发音机理是将真正乐器的声音进行数字化，