[精选]第2章多媒体音频技术.pptx

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1、1第二章多媒体音频技术2.1数字音频基础2.2数字音频压缩标准2.3声卡和音箱2.4MIDI与音乐合成2.5语音识别技术22.1数字音频基础2.1.1声音的基本概念2.1.2声音的数字化2.1.3数字音频的文件格式32.1.1声音的基本概念日常生活中的音频信号分为三类：自然声、音乐和语音。其中，自然声和音乐不具有复杂的语义和语法信息，信息量低、识别简单。语音是语言的物质载体，包含了丰富的语言内涵，是人类进行信息交流所特有的形式。4音频信号分类注释视听效果不规则声音一般指不携带信息的噪音语音是指具有语言内涵和人类约定俗成的特

2、殊媒体规则声音音乐规范的符号化了的声音音效指人类熟悉的其它声音，如动物发声、机器产生的声音、自然界的风雨雷电等。音频信号的分类5我们之所以能听到日常生活中的各种声音，实质是不同频率的声波通过空气产生震动，刺激人耳的结果。声音是粒子运动的结果，是通过一定介质传播的连续的波，在物理学上可用一条连续的曲线来表示，称为声波曲线。声音6下图是用声音录制软件记录的英文单词“Hello”的语音实际波形。无论声波曲线多复杂，都可分解成一系列正弦波的线性叠加。7声波是时间和幅度上都连续变化的模拟量，单一频率的声波可用一条正弦波曲线表示(如图

3、)，声波有三个重要的参数：振幅、周期和频率。周期t振幅声波8振幅：通常是指音量，是声波波形的高低幅度，表示声音信号的强弱程度，用分贝(dB)表示。周期：是指两个相邻声波之间的时间长度，即重复出现的时间间隔，以秒(s)为单位。周期t振幅9频率：是指每秒钟波峰出现的次数，即周期的倒数，以赫兹(Hz)为单位。表示声音音调的高低，频率越高声音越细尖。周期t振幅10振幅和频率不变的声音信号，称为单音。单音一般只能由专用电子设备产生。在日常生活中，我们听到的自然界的声音一般都属于复音，其声音信号由不同的振幅与频率合成而得到。复音中的最

4、低频率称为复音的基频（基音），是决定声调的基本要素，它通常是个常数。复音中还存在一些其它频率，是复音中的次要成分，通常称为谐音。基频和谐音合成复音，决定了特定的声音音质和音色。11频率：是指每秒钟波峰出现的次数，即周期的倒数，以赫兹(Hz)为单位。表示声音音调的高低，频率越高声音越细尖。声波按频率分为三类：次声波、可听声波和超声波。人说话的语音频率：300Hz-3kHz。次声波可听声波超声波20Hz20000Hzf(Hz)12所谓声音的质量，简称音质。是指经传输、处理后音频信号的保真度。声音的质量用声音信号的频率范围（频带

5、）来表示，不同种类的声源其频带也不同。一般而言，声源的频带越宽，表现力越好，层次越丰富，声音的效果越好。声音质量分为四级：声音的质量1020502003.4k7k15k20kCD-DA（激光唱盘）FM广播AM广播电话f(Hz)频带13音频测试仪（AUDIOTEST）14声音处理技术的回顾语言、音乐和各种自然声是以声波为载体传递信息的基本形式。人类很早就开始研究声音，并利用当时已掌握了的声音的某些规律来制造乐器、进行传声装置设计，使发出的声音传得更远。可是几千年来，人类只能凭耳朵来辨别声音的高低、强弱，而不能把声音记录和储存

6、起来。所以与其他研究领域相比，对声音的研究相对滞后。151857年，法国发明家斯科特（Scott）发明了声波振记器，这是最早的原始录音机，是留声机的鼻祖。1877年，爱迪生发明了一种录音装置，可以将声波变换成金属针的震动，然后将波形刻录在圆筒形腊管的锡箔上。当针沿着刻录的轨迹行进时，便可以重新发出留下的声音。这个装置录下了爱迪生朗读的《玛丽有只小羊》的歌词：“玛丽抱着羊羔，羊羔的毛象雪一样白”，共8秒钟的声音成为世界录音史的第一声。161878年，爱迪生成立制造留声机的公司，生产商业性的锡箔唱筒。这是世界第一代声音载体和第

7、一台商品留声机（gramophone）。之后，其他录音形式的留声机相继出现。到1912年，圆筒式录音被淘汰。1924年，贝尔实验室成功进行了电气录音，录音技术得到很大提高。1925年，世界上第一台电唱机诞生。1935年，德国柏林的通用电气公司研制成功了使用塑料磁带的磁带录音机。1963年，荷兰生产了音频盒式磁带，唱片的黄金年代渐渐流逝。17手提手摇式留声机胶木留声机18文革时期留声机大喇叭留声机19电唱机20留声机是采用机械的方法把各种声音记录在唱片上。可是声音、机械振动不容易传递，也不容易放大，机械方法很不方便。随着电学

8、、电子学的发展，人们开始尝试用电来记录下这些真实的声音，利用把声的振动转换成电信号的原理，使声音的记录成为可能。最终电声技术获得了迅速发展。电声技术是研究可听声波频率范围内声音的产生、传播、存储、重放和接收的技术。21顾名思义，电声技术是依靠“电”来记录并播放声音的，基本原理是通过电压产生模拟声波变化的