文字与饮品素材的制作与处理

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1、第2章数字音频素材的制作与处理第2章2.2音频的制作与处理预备知识：1.音频数字化多种媒体信息要送入计算机进行处理,它的核心问题是数字化.对于模拟信号形式的声音信息,也需要转为数字化的音频信息.模拟音频信号要送入计算机,则需要经过“模拟/数字(A/D)”转换电路通过采样和量化转变成数字音频信号,计算机才能对其进行识别,处理和存储.数字音频信号经过计算机处理后,播放时,又需要经过“数字/模拟(D/A)”转换电路还原为模拟信号,放大输出到扬声器。模拟信号变数字信号常用技术：PCM脉码调制原理三个过程：采样、量化和编码。2.

2、1数字音频基础2.1.1音频信号人们之所以能听到各种声音，是因为不同频率的声波通过空气产生振动，对人耳刺激的结果。规则音频是一种连续变化的模拟信号，可用一条连续的曲线来表示，称为声波。因声波是在时间和幅度上都连续变化的量，所以称为模拟量。模拟音频信号有两个基本参数：频率和振幅。声源每秒钟可产生成百上千个波峰，每秒钟波峰所发生的数目就是音频信号的频率，声音的频率体现音调的高低音频信号的幅度是从信号的基线到当前波峰的距离。幅度决定了信号音量的强弱程度。幅度越大，声音越强。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.2模

3、拟音频的数字化过程如果要用计算机对音频信息进行处理，则首先要通过A/D（模/数）转换将模拟音频信号变成数字信号，实现音频信号的数字化。数字化的声音易于用计算机软件处理，现在几乎所有的专业化声音录制器、编辑器都是数字的。对模拟音频的数字化过程涉及到音频的采样、量化和编码。第2章数字音频处理技术采样量化编码2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程1．采样为实现A/D转换，把模拟音频信号波形进行分割，以转换成数字信号，这种方法称为采样（Sampling）。采样的过程是每隔一个时间间隔在模拟声音的波形上取一个幅度值，把

4、时间上的连续信号变成时间上的离散信号。该时间间隔称为采样周期，其倒数为采样频率。采样频率是指计算机每秒钟采集多少个声音样本。采样频率越高，即采样的间隔时间越短，则在单位时间内计算机得到的声音样本数据就越多，对声音波形的表示也越精确。采样频率的选择与声音信号本身的频率之间有关，根据奈奎斯特（Nyquist）理论，只有采样频率高于声音信号最高频率的两倍时，才能把数字信号表示的声音较好地还原为原来的声音。最常用的采样频率有：11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz等。2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过

5、程2．量化采样所得到的声波上的幅度值，影响音量的高低，该值的大小需要用某种数字化的方法来表示。通常把对声波波形幅度的数字化表示称之为量化（quantization）。量化的过程是先将采样后的信号按整个声波的幅度划分成有限个区段的集合，把落入某个区段内的采样值归为一类，并赋于相同的量化值。采样信号的量化值采用二进制表示，表示样信号的幅度二进制的位数称量化位数。在相同的采样频率之下，量化位数愈高，声音的质量越好。同样，在相同量化位数的情况下，采样频率越高，声音效果也就越好。2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程3

6、．编码所谓编码，就是按照一定的格式把经过采样和量化得到的离散数据记录下来，并在有效的数据中加入一些用于纠错同步和控制的数据。在数据回放时，可以根据所记录的纠错数据判别读出的声音数据是否有错，如果有错，可加以纠正。音频信号编码常用的是波形编码方法，它是直接对波形采样、量化和编码，算法简单，易于实现。而且，声音恢复时能保持原有的特点，因此被广泛应用。2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程3．编码（1）PCM（PulseCodeModulation）脉冲编码调制PCM简称脉码调制，可以直接对声音信号做A/D转换，用

7、一组二进制数字编码表示，得到的是未经压缩的音频数据。这是一种最常用、最简单的编码方法。PCM编码方法不需要复杂的信号处理技术就能实现瞬时的数据的量化和还原，而且信噪比高。在解码后恢复的声音，只要采样频率足够高，量化位数足够多，就会有很好的质量。但是，这种对声音信号直接量化的方法编码数据量很大，需要很高的传输速率。在MPC中，声卡都具有PCM编码和解码的功能。激光唱盘（CD-DA）记录声音时就采用这种方法，存储未经压缩的数字音频信号。2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程3．编码（2）DPCM（Differen

8、tialPulseCodeModulation）差分脉冲编码调制DPCM编码是利用音频信号的相关性，通过只传输声音的预测值和样本值的差值来降低音频数据的编码率的一种方法。它采用预测编码技术，实现音频数据的压缩编码。因为音频信号一般不会发生突然变化，相邻的语音采样值之间存在很大的相关性，从一个采样值到相邻的另一个采样值的差值要比样值