多媒体技术与应用.ppt

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1、第二章多媒体音频技术12.1数字音频基础一、声音的基本概念声音是通过一定介质传播的一种连续波。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t振幅周期A声波重要指标22.1数字音频基础声音按频率分类：次声波可听声波超声波20Hz20kHzf(Hz)人类说话声音频率范围：300Hz-3kHz声音质量的频率范围：1020502003.4k7k15k20kCD-DAFM广播AM广播电话f(Hz)频带32.1数字音频基础二、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

2、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/ADAC42.1数字音频基础3.声音数字化过程图示连续的模拟声音信号声音信号的采样离散的音频信号顺序52.1数字音频基础4.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＝256个值16位＝65

3、536个值单声道立体声62.1数字音频基础5.声音数字化计算公式数据量＝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)数据量(KB/s)单声道立体声11.025810.7721.531621.5343.0722.05821.5343.071643.0786.1344.1843.0786.131686.13172.2772.1数字音频基础三、数字音频的文件格式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

4、，还原音质好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(11:1)，优美音质82.1数字音频基础3.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4.MIDI文件MIDI(乐器数字接口)是由一组声音或乐器符号的集合。特点：数据量很小，缺乏重现自然音92.2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是

5、用某种方法使数字化信息的编码率减低①声音信号中存在大量的冗余度②听觉具有强音能抑制弱音现象音频压缩依据无损压缩：霍夫曼编码、算术编码、行程编码有损压缩：波形编码、参数编码、混合编码102.2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

6、率224(64)kbps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)112.2数字音频压缩标准三、音频压缩工具MP3压缩工具(豪杰超级解霸3000)122.3声卡与音箱一、声卡(又称声音卡、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。①录制、编辑和回放数字音频文件②控制和混合各声源的音量③记录和回放音频时进行压缩和解压缩④语音合成技术(朗读文本)⑤具有MIDI接口(乐器数字接口)132.3声卡与音

7、箱2.声卡的组成原理线性输出总线接口芯片数字音频处理芯片音乐合成器A/D和D/AMIDI接口混音器CD接口计算机总线话筒输入线性输入扬声器输出142.3声卡与音箱3.声卡的性能指标⑴采样和量化能力衡量音响器材音质好坏。采样频率：11.025kHz(语音效果)22.05kHz(音乐效果)44.1kHz(高保真效果)量化等级：8位/256级(语音质量)16位/65536级(高保真质量)152.3声卡与音箱⑵芯片类型CODEC芯片(依赖CPU，价格便宜)数字信号处理器DSP(不依赖CPU)⑶总线类型ISA总线、

8、PCI总线、USB接口⑷输出声道数2声道(立体声)、2.1/4.1/5.1声道多通道声卡(营造杜比环绕立体声)162.3声卡与音箱4.声卡的外部接口172.3声卡与音箱二、音箱音箱是一种电声转换的发音设备，它由箱体、扬声器、电源和信号放大器等组成。分类：2.0→双声道立体声2.1/4.1/5.1/7.15.1→五声道＋超重低音声道182.3声卡与音箱杜比环绕立体声技术192.4音频处理软件专业音乐软件音乐编曲软件(音序器)合成