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1、第二章多媒體音頻技術(shù)12.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)一、聲音的基本概念聲音是通過一定介質(zhì)傳播的一種連續(xù)波。振幅：音量的大小周期：重復(fù)出現(xiàn)的時間間隔頻率：指信號每秒鐘變化的次數(shù)t振幅周期A聲波重要指標22.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)聲音按頻率分類：次聲波可聽聲波超聲波20Hz20kHzf(Hz)人類說話聲音頻率范圍：300Hz-3kHz聲音質(zhì)量的頻率范圍：1020502003.4k7k15k20kCD-DAFM廣播AM廣播電話f(Hz)頻帶32.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)二、聲音的數(shù)字化1.聲音信號的類型模擬信號(自然界、物理)數(shù)字信號(計算機)2.聲音數(shù)字化過程采樣量化編碼模擬信號數(shù)字信號模擬信號數(shù)字信號A/DADCD/ADA
2、C42.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)3.聲音數(shù)字化過程圖示連續(xù)的模擬聲音信號聲音信號的采樣離散的音頻信號順序52.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)4.聲音數(shù)字化三要素采樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)每秒鐘抽取聲波幅度樣本的次數(shù)每個采樣點用多少二進制位表示數(shù)據(jù)范圍使用聲音通道的個數(shù)采樣頻率越高聲音質(zhì)量越好數(shù)據(jù)量也越大量化位數(shù)越多音質(zhì)越好數(shù)據(jù)量也越大立體聲比單聲道的表現(xiàn)力豐富，但數(shù)據(jù)量翻倍11.025kHz22.05kHz44.1kHz8位＝256個值16位＝65536個值單聲道立體聲62.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)5.聲音數(shù)字化計算公式數(shù)據(jù)量＝采樣頻率×量化位數(shù) ×聲道數(shù)/8(字節(jié)/秒)采樣頻率(kHz)量化位數(shù)(bit)數(shù)據(jù)量(KB/s)單聲道
3、立體聲11.025810.7721.531621.5343.0722.05821.5343.071643.0786.1344.1843.0786.131686.13172.2772.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)三、數(shù)字音頻的文件格式1.WAV文件WAV是Microsoft/IBM共同開發(fā)的PC波形文件。因未經(jīng)壓縮，文件數(shù)據(jù)量很大。特點：聲音層次豐富，還原音質(zhì)好2.MP3文件MP3(MPEGAudiolayer3)是一種按MPEG標準的音頻壓縮技術(shù)制作的音頻文件。特點：高壓縮比(11:1)，優(yōu)美音質(zhì)82.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)3.WMA文件WMA(WindowsMediaAudio)是WindowsMedia格式中
4、的一個子集(音頻格式)。特點：壓縮到MP3一半4.MIDI文件MIDI(樂器數(shù)字接口)是由一組聲音或樂器符號的集合。特點：數(shù)據(jù)量很小，缺乏重現(xiàn)自然音92.2數(shù)字音頻壓縮標準一、音頻壓縮方法概述編碼器傳輸/存儲解碼器輸入音頻信號輸出音頻信號壓縮編碼是用某種方法使數(shù)字化信息的編碼率減低①聲音信號中存在大量的冗余度②聽覺具有強音能抑制弱音現(xiàn)象音頻壓縮依據(jù)無損壓縮：霍夫曼編碼、算術(shù)編碼、行程編碼有損壓縮：波形編碼、參數(shù)編碼、混合編碼102.2數(shù)字音頻壓縮標準二、音頻壓縮技術(shù)標準分類標準說明電話語音質(zhì)量G.711采樣8kHz，量化8bit，碼率64kbpsG.721采用ADPCM編碼，碼率32kbps
5、G.723采用ADPCM有損壓縮，碼率24kbpsG.728采用LD-CELP壓縮技術(shù)，碼率16kbps調(diào)幅廣播質(zhì)量G.722采樣16kHz，量化14bit，碼率224(64)kbps高保真立體聲MPEG音頻采樣44.1kHz，量化16bit，碼率705kbps(MPEG三個壓縮層次，384-64kbps)112.2數(shù)字音頻壓縮標準三、音頻壓縮工具MP3壓縮工具(豪杰超級解霸3000)122.3聲卡與音箱一、聲卡(又稱聲音卡、音頻卡)1.聲卡的主要功能聲卡是負責(zé)錄音、播音和聲音合成的一種多媒體板卡。①錄制、編輯和回放數(shù)字音頻文件②控制和混合各聲源的音量③記錄和回放音頻時進行壓縮和解壓縮④語音
6、合成技術(shù)(朗讀文本)⑤具有MIDI接口(樂器數(shù)字接口)132.3聲卡與音箱2.聲卡的組成原理線性輸出總線接口芯片數(shù)字音頻處理芯片音樂合成器A/D和D/AMIDI接口混音器CD接口計算機總線話筒輸入線性輸入揚聲器輸出142.3聲卡與音箱3.聲卡的性能指標⑴采樣和量化能力衡量音響器材音質(zhì)好壞。采樣頻率：11.025kHz(語音效果)22.05kHz(音樂效果)44.1kHz(高保真效果)量化等級：8位/256級(語音質(zhì)量)16位/65536級(高保真質(zhì)量)152.3聲卡與音箱⑵芯片類型CODEC芯片(依賴CPU，價格便宜)數(shù)字信號處理器DSP(不依賴CPU)⑶總線類型ISA總線、PCI總線、US
7、B接口⑷輸出聲道數(shù)2聲道(立體聲)、2.1/4.1/5.1聲道多通道聲卡(營造杜比環(huán)繞立體聲)162.3聲卡與音箱4.聲卡的外部接口172.3聲卡與音箱二、音箱音箱是一種電聲轉(zhuǎn)換的發(fā)音設(shè)備，它由箱體、揚聲器、電源和信號放大器等組成。分類：2.0→雙聲道立體聲2.1/4.1/5.1/7.15.1→五聲道＋超重低音聲道182.3聲卡與音箱杜比環(huán)繞立體聲技術(shù)192.4音頻處理軟件專業(yè)音樂軟件音樂編曲軟件 (音序器)
