多媒体技术基础单元5ppt课件.ppt

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1、多媒体技术基础--数字声音1学习目标1．了解声音特性。2．理解声音数字化的原理。3．了解MPEG声音。4．理解MIDI音乐原理及特点。5．了解声音文件的存储格式及特点。6．掌握声音的采集方法。7．掌握声音编辑软件的基本功能。8．了解音频卡的功能，掌握音频卡的安装和使用。2内容框架35.1声音的特性5.1.1声音的物理特性声音本质上是一种机械振动波，也称之为声波，它通过空气传播到人耳，刺激神经后使人的大脑产生感觉，即听觉。空气振动形成的声波45.1声音的特性5.1.1声音的物理特性1．频率与音调频率是指声

2、音信号每秒钟变化的次数，单位用赫兹（Hz）表示。203003k20kf(Hz)次声带音频（audio）带宽语音（speech）带宽超声带音频频率范围示意55.1声音的特性5.1.1声音的物理特性1．频率与音调人耳对声音频率的感觉表现为音调的高低，频率越低，给人的感觉越声音低沉。人耳对同样强度但不同频率的声音其主观感觉的强弱是不同的。65.1声音的特性5.1.1声音的物理特性2．幅度与音强音强是指声音信号的强弱程度，它与音频信号的幅度有关。我们常用音量来描述音强，音量是对音频信号的幅度取对数后再乘以20所

3、得到的值，单位为分贝（dB）。人耳能感知的声音幅度大约在0-120dB之间。75.1声音的特性5.1.1声音的物理特性2．幅度与音强动态范围定义为音频信号的最大强度与最小强度之比：音频信号的动态范围=20×lg（信号的最大强度/信号的最小强度）（dB）动态范围越大，说明音频信号强度的相对变化范围越大，则音响效果越好，表现力越强。85.1声音的特性5.1.1声音的物理特性3．频带宽度声音信号是由许多频率不同的信号组成的复合信号，因此需要用一个参数来描述其复合特性，这个参数就是频带宽度或称为带宽，它是描述组

4、成复合信号的频率范围。95.1声音的特性5.1.1声音的物理特性3．频带宽度音频信号的频带越宽，所包含的音频信号分量越丰富，因此音质越好。1020502003.4k7k15k22kf(Hz)FM广播电话AM广播CD-DA声音质量等级与信号带宽105.1声音的特性5.1.2语音、音乐、音效根据音频信号所携带的信息大体上可以分为语音、音乐、音效三类。1．语音2．音乐3．音效115.2声音的数字化5.2.1采样与量化声音的数字化主要包括两个过程：声音采样和量化。声音的采样与量化125.2声音的数字化5.2.1

5、采样与量化1．采样与采样频率在某些特定的时刻对模拟信号进行测量叫做采样(sampling)，这样就把时间上连续的模拟信号通过抽取样本，变成时间上不连续的信号序列。每秒钟需要采集多少个声音样本，称为采样频率，单位用赫兹（Hz）来表示。采样率越高，音频信号越不失真，声音品质越好。采样的三个标准频率分别为44.1kHz（CD品质的音乐）、22.05kHz（中等品质的音乐或语音）、11.025kHz（语音）。135.2声音的数字化5.2.1采样与量化2．量化与量化位数量化（quantization）是指将采样所

6、得的值数字化，即用二进制来表示模拟量。用来描述音频信号样本的二进制位数，称为量化位数（或称位深度），它决定了模拟信号数字化以后的动态范围，量化位越高，信号的动态范围越大，数字化后的音频信号就越可能接近原始信号。145.2声音的数字化5.2.2声音质量与数据率1．声道音频文件有单声道（mono）和双声道之分。双声道又分为左右声道。双声道声音文件比单声道声音文件大一倍，因为双声道存储的信息比单声道大两倍。双声道文件可以将左右两个声道的声音分别保存成单声道文件，也可以将左右声道混合后通过一个单声道输出一个立体

7、声(stereo)声音文件。155.2声音的数字化5.2.2声音质量与数据率2．声音质量与数据率声音质量和数据率质量采样频率(kHz)样本精度(bit/s)单道声/立体数据率(kB/s)(未压缩)频率范围电话88单道声8200～3400HzAM11.0258单道声11.020～15000HzFM22.05016立体声88.250～7000HzCD44.116立体声176.420～20000HzDAT4816立体声192.020～20000Hz165.2声音的数字化5.2.2声音质量与数据率3．声音文件的

8、大小文件大小=采样频率（Hz）×量化位数（bit）×声道数×音频秒数÷8（Byte)175.2声音的数字化5.2.2数字音频的压缩编码1．PCM、DPCM和ADPCM是基于音频数据统计特性进行编码的波形编码方法，它直接对波形采样、量化、编码，算法简单，易于实现。声音恢复时能保持原有的特点，但压缩比很难提高。采用PCM编码、ADPCM编码等生成的数字音频都以WAVE的文件格式存储，以“.WAV”为文件扩展名。CD激光唱盘中包含也是WAVE格式