《数字电影声频技术》PPT课件

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1、数字电影声频处理技术邱正选二O一一年·南京一、声学基础知识1、声音和声波发声的物体（声源），在做机械振动时产生了声音，并在空气中传播形成声波.在空气中，声波是纵波。声波传播时所涉及的空间，称为声场。第一章基础知识2、声音的速度、频率与波长•声速—声波每秒钟传播的距离叫做声波的传播速度。符号：c，单位：m/s。20ºC的空气中，声音的速度是340m/s。•频率—发声体每秒振动的次数。符号：f，单位：Hz•波长—发声体每完成振动所经过的距离。符号：λ单位：m•频率、波长和声波三者之间关系：λ=c/f•频率高，波长短；频率低，波长长。周期—发声体振动一次所需要的时间称为一周，符号：T频率与

2、周期的关系为：f=1/T次声：＜20Hz超声：＞20KHz音频声（可闻声）：20～20KHz。低频：＜200～300Hz中频：500～1000Hz高频：＞2000～4000Hz3、声音的三要素声强声调音色•声强与声压表示一定频率的声音的强弱。声强—I=W/4πr2(W/m2)声压—可衡量声音的强弱，用p表示，单位是微巴(μb)。可闻阀：2×10-4μb，痛阀：200μb。•声调声调的高低由声音振动频率决定。频率的标度—对数刻度频率的划分—倍频程fn／/f1＝2N对数形式：Lg(fn/f1)=2lg2N•音色声音谐音成份的频率、数量，和相对强弱都不一样，构成了音色的差异4、分贝与级：•

3、分贝—比值，用dB表示，为无量纲单位。•基准级—设定基准数值，并以此数值来确定所描述物理量的起始，用0分贝表示。电功率级：Lw＝10lg（W1／W0）W0=1w电压级：Lu＝20lg（P1／P0）U0=0.775v。声功率级：Lw＝10lg（W1／W0）W0=10-12W声压级：Lp＝20lg（P1／P0）p0=2×10-4μb表1-1级与各物理量之间关系级(dB)电功率(w)电压(v)声功率(w)声压(μb)010.77510-122×10-4321.092×10-124×10-4-30.50.552×10-1310-410102.4510-112×10-3-100.10.2451

4、0-132×10-5201007.7510-102×10-2物理量的计算•求比值—计算所求物理量与基准值的比值•取对数—取所求比值的对数•乘系数—将所取得的对数，乘以各自物理量的系统例：计算10μb的声压级•10/（2×10-4）＝5×104•lg(5×104)＝lg[(10/2)×104]＝lg10－lg2＋4lg10＝1－0.3＋4＝4.7•20×4.7＝94dB表1-2典型A计权声压级声压级(dB)声压(μb)声压级(dB)声压(μb)02×10-4可听阈10020电影院环绕声场声压级253.56×10-3晚间安静室内背景噪声10328.2电影院主声道声压级306.32×10-

5、3距离轻言细语11389.3电影院次低频声压级402×10-2高等级电影院背景噪声115112.5室内摇滚音乐峰值声压级802提供语言清晰度最佳声压级1202×102痛阈856.32电影院内测试声压级1402×103损伤耳阈声级的计算•当几个非相干声源同时存在时，它们在声场某处的总声压为各声压的均方根值：•总声压级为：•两个相同声压级声音的迭加，总声压级增加3dB•平方反比定律：声压级随距离增加的平方而衰减。二、数字电影声频处理技术1、数字电影声频处理流程•模拟声频信号处理在信号振幅随时间连续变化的模拟状态下对声频信号进行加工与处理。•数字声频信号处理将声音信号进行数字化处理，并在数

6、字状态下进行传送、记录、加工与重放。•数字信号的加工对信号的编辑、整理与存储等多种处理手断。2、声频信号数字化1）A/D转换取样、量化、编码（1）取样•连续变化的声波波形，按一定时间间隔取出样值，形成在时间上不连续的离散脉冲信号。这些离散的脉冲信号值，称为取样值。•取样是恒定的振幅脉冲对输入声频信号的调制过程；fs＝1／Tfs—取样频率T—脉冲取样周期fs≥2fhfh—取样信号频率输入模拟信号上限频率（2）量化•将取样值相对于幅度分层进行数字化操作过程，•取样是对时间的计量，量化是对取样时刻的声频信号数值的计量。•量化层次越多，量化精度越高。量化级•在一个二进制的数字系统中，字长决定

7、了有效的量化间隔数，量化间隔数通常称为量化级。•量化级可以通过计算2的n次幂得到，n为1～24，称为比特。21＝227＝128213＝8192219＝52428822＝428＝256214＝16384220＝104857623＝829＝512215＝32768221＝209715224＝16210＝1024216＝65536222＝419430425＝32211＝2048217＝131072223＝838660826＝64212＝4096218＝26214