数字音频处理技术(2).ppt

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1、数字音频处理技术1基本概念■声音概念■声音频率分布■音质与数据量■数字音频文件的种类2获取声音■采样软件简介■转换数字音频■录音3处理声音■转换采样频率■GoldWave软件■设定编辑区域■简单编辑■使用剪贴板■合成声音■增加效果■调整固有音量4保存声音文件1.1声音概念1基本概念●声音定义声音是振动波，具有振幅、周期和频率●声音的质量简称音质。音质与频率范围成正比，频率范围越宽音质越好声音具有连续性和过程性，数据前后相关，数据量大，具有实时性●声音的连续时基性●声音三要素(1)音调—(高低)(2)音强—(强弱)(3)音色—(特质)教学进程常见的媒体元素音频分类波形声音包

2、含了所有的声音形式，它可以把任何声音都进行采样量化，并恰当地恢复出来。常见的媒体元素音频人的说话声虽是一种特殊的媒体，但也是一种波形，所以和波形声音的文件格式相同。音乐符号化了的声音，乐谱可转变为符号媒体形式。常见的媒体元素音频数字声音波形质量的主要技术参数采样频率等于波形被等分的份数，份数越多，质量越好11.025KHZ、22.05KHZ、44.1KHZ采样精度每次采样信息量8位、16位通道数声音产生的波形数单声道、立体声道、5.1声道数据量计算：(采样频率×采样精度×通道数×时间)/8字节对响度与音高的感知声音的响度就是声音的强弱。在物理上，声音的响度使用客观测量单位

3、来度量，即dyn/cm2(达因/平方厘米)(声压)或W/cm2(瓦特/平方厘米)(声强)。当声音弱到人的耳朵刚刚可以听见时，我们称此时的声音强度为“听阈”。另一种极端的情况是声音强到使人耳感到疼痛。实验表明，如果频率为1kHz的纯音的声强级达到120dB左右时，人的耳朵就感到疼痛，这个阈值称为“痛阈”。客观上用频率来表示声音的音高，其单位是Hz。人耳对响度的感觉有一个范围，即从听阈到痛阈。同样，人耳对频率的感觉也有一个范围。人耳可以听到的最低频率约20Hz，最高频率约18000Hz。声音频率分布次声波人耳可听域超声波<20Hz20～20,000Hz>20,000Hz女性语

4、音150Hz～10,000Hz电话语音200Hz～3,400Hz调幅广播(AM)50Hz～7,000Hz调频广播(FM)20Hz～15,000Hz高级音响10Hz～40,000Hz男性语音100Hz～9,000Hz声源种类频带宽度1.2教学进程1.3数字化声音●声音采样——声音数字化(模/数转换)声音采样1101110011001101把声音(模拟量)按照固定时间间隔，转换成有限个数字表示的离散序列●声音重放——声音模拟化(数/模转换)声音重放11011100把数字化声音转换成模拟量，经过音响单元重放出来●设备和软件(1)声音适配器(声卡)8bit、16bit、…128b

5、it￥80.00～3800.00(2)声卡驱动软件以及各种声音处理软件教学进程声音编码声音的数据量由两方面决定：采样频率和样本精度。对单声道信号而言，每秒钟的数据量(位数)=采样频率×样本精度。要减小数据量，就需要降低采样频率或者降低样本精度。由于人耳可听到的声音的频率范围大约是20Hz～20kHz，根据奈奎斯特理论，要想不失真地重构信号，采样频率不能低于40kHz。再考虑到实际中使用的滤波器都不可能是理想滤波器，以及考虑各国所用的交流电源的频率不同，为保证声音频带的宽度，所以采样频率一般不能低于44.1kHz。在MPEG-1Audio中，编码器的输入信号的样本精度通常是

6、16位，因此声音的数据压缩就必须从降低样本精度这个角度出发，即减少每位样本所需要的位数。MPEG-1Audio(ISO/IEC11172-3)压缩算法是世界上第一个高保真声音数据压缩国际标准，并且得到了极其广泛的应用。采样频率Hz数据长度bit数据量／分钟11,02580.66MB22,05081.32MB44,10082.64MB11,025161.32MB22,050162.64MB44,100165.29MB音质评价低一般良好中良好优秀音质与数据量●重放频率(模拟量)与采样频率(数字量)的关系重放频率＝采样频率÷2[例]采样频率为44,100Hz的数字音频信号还原成

7、声音后，为22,050Hz1.4数字音频的教学进程1.5.wav●WAVE(WaveformAudio)波形音频文件多媒体系统、音乐光盘制作，记录物理波形，数据量大.cda●CDA(CDAudio)激光音频文件准确记录声波，数据量大，经过采样，生成wav和mp3音频文件.mid●MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)乐器接口文件用于合成、游戏，记录音符时值、频率、音色特征，数据量小.mp3●mp3(MPEG音频压缩标准)压缩音频文件必须经过解压缩，数据量小●文件种类及特点数字音频文件的种