多媒体技术及应用数字音频技术.ppt

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1、第二章数字音频技术第二章数字音频技术2.1数字音频基础2.2数字音频压缩标准2.3声卡与电声设备2.4MIDI与音乐合成2.5音频编辑软件2.6语音识别技术本章小结2-3一、声音的基本概念声音是通过一定介质传播的连续的波。t振幅周期A声波振幅：音量的大小周期：重复出现的时间间隔频率：指信号每秒钟变化的次数重要指标2.1数字音频基础2-4声音按频率分类：次声波可听声波超声波20Hz20kHzf(Hz)语音信号频率范围：300Hz-3kHz2.1数字音频基础1020502003.4k7k15k20kCD-DAFM广

2、播AM广播电话f(Hz)频带声音质量的频率范围：2-5声音的传播携带了信息，它是人类传播信息的一种主要媒体。声音的三种类型：波形声音：包含了所有声音形式语音：不仅是波形声音，而且还有丰富的语言内涵(抽象→提取特征→意义理解)音乐：与语音相比，形式更规范。音乐是符号化的声音。2.1数字音频基础2-6二、声音的数字化1.声音信号的类型模拟信号(自然界、物理)数字信号(计算机)2.声音数字化过程采样量化编码模拟信号数字信号模拟信号数字信号A/DADCD/ADAC2.1数字音频基础2-73.声音数字化过程连续的模拟声音

3、信号声音信号的采样离散的音频信号示意2.1数字音频基础2-84.声音数字化三要素采样频率量化位数声道数每秒钟抽取声波幅度样本的次数每个采样点用多少二进制位表示数据范围使用声音通道的个数采样频率越高声音质量越好数据量也越大量化位数越多音质越好数据量也越大立体声比单声道的表现力丰富，但数据量翻倍11.025kHz22.05kHz44.1kHz8位＝25616位＝65536单声道立体声2.1数字音频基础2-95.声音数字化的数据量音频数据量＝采样频率×量化位数×声道数/8(字节/秒)采样频率(kHz)量化位数(bit

4、)数据量(KB/s)单声道立体声11.025810.7721.531621.5343.0722.05821.5343.071643.0786.1344.1843.0786.131686.13172.272.1数字音频基础2-10三、音频的文件格式1.WAV文件WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形文件。因未经压缩，文件数据量很大。特点：声音层次丰富，还原音质好2.1数字音频基础2.MP3文件MP3(MPEGAudiolayer3)是一种按MPEG标准的音频压缩技术制作的音频文件。特点：高压缩比(1

5、1:1)，优美音质2-113.RA文件RA(RealAudio，即时播音系统）新型流式音频，RA、RM、RMX。特点：在低速的广域网上实时传输音频4.WMA文件WMA(WindowsMediaAudio)是WindowsMedia格式中的一个子集(音频格式)。特点：压缩到MP3一半2.1数字音频基础2-125.MIDI和RMI文件MIDI(乐器数字接口)是由一组音乐、乐谱或乐器符号的数字集合。特点：播放效果与硬件相关，数据量很小，音质不高、音色单调等6.VOC文件创新公司开发的声音文件格式，由文件头块和音频数据

6、块组成。2.1数字音频基础2-13四、音频的采集与处理1.声音的采集录音软件专业录音棚唱盘活录音带转录数字音频库2.1数字音频基础2.声音的处理剪接、降噪、均衡、效果、动态处理、格式转换。2-142.2数字音频压缩标准一、音频压缩方法概述编码器传输/存储解码器输入音频信号输出音频信号压缩编码技术是指用某种方法使数字化信息的编码率降低的技术音频信号能压缩的基本依据：声音信号中存在大量的冗余度；人的听觉具有强音抑制弱音的现象；低频段敏感、高频段不敏感。2-15音频信号压缩编码的分类：①无损压缩(熵编码)霍夫曼编码、

7、算术编码、行程编码②有损压缩波形编码--PCM、DPCM、ADPCM子带编码、矢量量化参数编码--LPC混合编码--MPLPC、CELP2.2数字音频压缩标准2-162.2数字音频压缩标准二、音频压缩技术标准分类标准说明电话语音质量G.711采样8kHz，量化8bit，码率64kbpsG.721采用ADPCM编码，码率32kbpsG.723采用ADPCM有损压缩，码率24kbpsG.728采用LD-CELP压缩技术，码率16kbps调幅广播质量G.722采样16kHz，量化14bit，码率224(64)kbps

8、高保真立体声MPEG音频采样44.1kHz，量化16bit，码率705kbps(MPEG三个压缩层次，384-64kbps)2-172.2数字音频压缩标准三、音频压缩工具音频文件转换：AudioConverter、另存为MP3压缩工具：MP3Resizer2-182.3声卡与音箱一、声卡(声音卡、音频卡)1.声卡的主要功能声卡是负责录音、播音和声音合成的一种多媒体板卡。其功能包括：录制