第7章 数字音频信息及处理ppt课件.ppt

《第7章 数字音频信息及处理ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字媒体基础第7章数字音频信息及处理教学目的了解声音的基本概念了解音频信息的数字化掌握音频文件的格式掌握音频信息的获取方式掌握数字音频的处理声音是制作多媒体产品的必不可少的对象声音是振动的波，是随时间连续变化的物理量。声音是一连续的波，称为声波声音包括语音、声响和音乐。声音信号的参数：频率、幅度、周期声音的定义声音的基本概念声音的基本概念音调：代表声音的高低，与频率有关。音色：声音的特色，波形和泛音的不同所带来的一个声音属性。音强：声音的强度，即音量，取决于声音的振幅，振幅大声音响。声音的强弱体现在其振幅上

2、，声音的音调的高低体现在声音的频率上声音信号由许多频率不同的信号组成，是复合信号声音的带宽：复合信号的频率范围，频带越宽，音质越好声音的三要素音频信号的频带越宽，所包含的音频信号分量越丰富，音质越好。声音的基本概念音频（声音）是多媒体计算机技术中一种不可缺少的媒体。声音媒体分为三类：波形声音—包含所有声音形式语音——说话声音乐——符号化的声音（乐谱）音频信息的分类声音的基本概念音频信息的数字化模拟信号与数字信号1.在时间和幅度上都是连续的信号称为模拟信号在时间和幅度上都是用离散的数字表示的信号称为数字信号2

3、.对模拟信号的处理比较复杂，难于精确控制，成本高。将模拟信号转换成数字信号，处理简单，精确。在数据采集系统中存在两种信号：信号种类①模拟信号—被采集物理量的电信号。②数字信号—计算机运算、处理的信息。在开发数据采集系统时，首先遇到的问题：如何把传感器测量到的模拟信号转换成数字信号？音频信息的数字化量化采样音频信息的数字化步骤编码312音频信息的数字化TS—采样周期0,TS,2TS—采样时刻τ—采样时间xs(nTs)—采样信号音频信息的数字化应该指出，在实际应用中，τ<<采样周期TS决定了采样信号的质量和数量

4、：TS↓，xs(nTs)↑，内存量大TS↑，xs(nTs)↓，丢失某些信息因此，采样周期必须依据某个定理来选择。音频信息的数字化采样定理指出：对一个频率在0～fc内的连续信号进行采样，当采样频率为fs≥2fc时，由采样信号xs(nTs)能无失真地恢复为原来信号x(t)。采样：在时间轴上对信号数字化。采样的三个标准频率分别为：44.1KHz，22.05KHz和11.025KHz。一般采样频率是自然声频率的两倍。音频信息的数字化量化：采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列倍数比较，用最接近采样信号幅值的最小数

5、量单位倍数来代替该幅值。音频信息的数字化只舍不入的量化有舍有入的量化把原来幅值连续变化的采样信号，变成了幅值为有限序列的量化信号。量化始终存在着误差，这是因为量化是用近似值代替信号精确值的缘故。量化信号的精度取决于所选的量化单位q，q↓，信号精度↑。量化：在幅度轴上对信号数字化。位数越大，音质越好。一般的量化位数为8位和16位。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，但所需要的存贮空间也越大。音频信息的数字化编码的作用其一是采用一定的格式来记录数字数据，其二是采用一定的算法来

6、压缩数字数据以减少存贮空间和提高传输效率。压缩算法包括有损压缩和无损压缩；有损压缩指解压后数据不能完全复原，要丢失一部分信息。压缩编码的基本指标之一就是压缩比，它通常小于1。压缩越多，信息丢失越多、信号还原后失真越大。根据不同的应用，应该选用不同的压缩编码算法。音频信息的数字化采样：在时间轴上对信号数字化。量化：在幅度轴上对信号数字化。编码：按一定格式记录采样和量化后的数字数据。采样频率是指一秒钟内采样的次数。频率越大，音质越有保证。数字音频文件的数据量=（采样频率*量化位数）/8立体声双声道采样频率为44

7、.1khz，量化位数为16位，一秒钟这样的音乐所需要的存储空间：44.1*1000*16*2/8字节=176.4K字节音频信息的数字化WAV文件Windows本身所携带的“录音机”软件是Wave音频文件录制、播放和进行一些简单处理的基本工具，Window所使用的标准数字音频是Wave波形文件，文件的扩展名是WAV，记录了对实际声音进行采样的数据。MIDI合成音乐MIDI（乐器数字接口）文件的扩展名为“.MID”。它与波形文件不同，记录的不是声音本身，而是将数字式电子乐器的弹奏过程记录下来，如按了哪一个键、力

8、度多大、时间多长等等。当需要播放这首乐曲时，根据记录的乐谱指令，通过音乐合成器生成音乐声波，经放大后由扬声器播出。音频文件的格式WAVE文件和MIDI文件是目前计算机上最常用的两种音频数据文件，它们各有不同的特点和用途：数据量大数据量很小文件容量不易编辑声源不限易编辑声源受限适用性与编码指标有关与声卡质量有关效果音响与音质成正比小容量Mic，磁带,CD唱盘，MIDI乐器音源数字音频数据MIDI指令文件内容WAVE