ch2数字音频处理技术

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1、第2章数字音频处理技术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。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章字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程如果要用计

2、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，把时间上的连续信号变成时间上

3、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。最常用的采样频率有：11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz等。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程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。量化的过程是先将采样后的信号按整个

4、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。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程3．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

5、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。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程4．用录音机录制声音文件（1）配置好录音设备，选择输入声源。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程4．用录音机录制声音文件（2）打开“属性”对话框，选择录制音源设备。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.2模拟音频的数字化过程4．用录音机

6、录制声音文件（3）启动“录音机”第2章数字音频处理技术（4）开始录音。结束录音后存为.WAV文件。2.1数字音频基础2.1.3数字音频信息的质量与存储量采样、量化和编码技术是音频数字化的关键技术。而采样频率、每个采样值的量化位数以及音频信息的声道数目，是影响数字化音频信息质量和容量的三个重要因素。采样频率越高、量化为数越大、声道数目越多，音频的质量就越高，但存储量就越大。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.3数字音频信息的质量与存储量1．音频质量的评价（1）客观质量的度量对声波的测量包括评价值的测量、声源

7、的测量和音质的测量，其测量与分析工作，是使用带计算机处理系统的高级声学测量仪器来完成。度量声音客观质量的一个主要指标是信噪比SNR,信噪比是有用信号与噪声之比的简称，其单位是分贝（dB）。信噪比越大，声音质量越好。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.3数字音频信息的质量与存储量1．音频质量的评价（2）主观质量的度量采用客观标准方法很难真正评定编码器的质量，在实际评价中，主观的质量度量比客观质量的度量更为恰当和合理。主观的质量度量通常是对某编码器的输出的声音质量进行评价。例如播放一段音乐，记录一段话，然后重

8、放给一批实验者听，再由实验者进行综合评定，得出平均判分。第2章数字音频处理技术2.1数字音频基础2.1.3数字音频信息的质量与存储量1．音频质量的评价（2）主观质量的度量第2章数字音频处理技术MOS标准2.1数字音频基础2.1.3数字音频信息的质量与存储量1．音频质量的评价（3）常用的数字化声音技术指标及音质第2章数字音频处理技术2.1数字音频