音频的采集和处理课件.ppt

1、音频的采集和处理音频的采集和处理v声音的基本概念声音的基本概念v音频文件格式音频文件格式v音频处理硬件音频处理硬件v数字音频的获取与处理数字音频的获取与处理v音频处理软件音频处理软件声音的基本概念声音的基本概念v声音声音模拟音频信号模拟音频信号声音是连续的声波信号，称之为模拟音频信声音是连续的声波信号，称之为模拟音频信号。分为语音、音乐和自然音。号。分为语音、音乐和自然音。声音的重要指标声音的重要指标振幅振幅表示声音的强弱表示声音的强弱频率频率表现为音调的高低，在音乐中称为音高表现为音调的高低，在音乐中称为音高声音的基本概念声音的基本概念声音的三要素声音的三要素音调音调音色（特质）音色（特质）

2、音强（强弱）音强（强弱）声音的质量声音的质量音质音质音质与频率范围成正比，频率范围越宽音音质与频率范围成正比，频率范围越宽音质越好质越好声音的基本概念声音的基本概念v声音与数字音频信号的转换声音与数字音频信号的转换A/D与与D/A转换转换 （A：Analog D：Digital）A/DA/D转换转换D/AD/A转换转换声音的基本概念声音的基本概念v数字音频信号数字音频信号数字音频信号是将声波数字化后得到的，能数字音频信号是将声波数字化后得到的，能被计算机表示和处理。被计算机表示和处理。数字音频信号的技术指标数字音频信号的技术指标采样频率（时间轴数字化）采样频率（时间轴数字化）量化位数（幅度轴数

3、字化）量化位数（幅度轴数字化）声道数声道数tAT(c)采样信号的量化(a)模拟音频信号(b)音频信号的采样数字化音频的过程如下图所示数字化音频的过程如下图所示声音的基本概念声音的基本概念数字音频的音质与数据量数字音频的音质与数据量采样频率采样频率KHz数据位数数据位数bit声道形式声道形式数据量数据量KB/S音频质量音频质量11.0258单声道单声道11电话音质电话音质22.058单声道单声道22收音音质收音音质44.116立体声立体声172CD音质音质声音的基本概念声音的基本概念数字音频文件的数据量数字音频文件的数据量v=fbs/8v表示音频文件的数据量，单位为表示音频文件的数据量，单位为“

4、字节字节/秒秒”（B/s）f表示采样频率表示采样频率b表示量化等级表示量化等级s表示声道数表示声道数8是将二进制位（是将二进制位（bit）转换为以字节（）转换为以字节（byte）为单位。）为单位。声音的基本概念声音的基本概念数字音频的应用场合数字音频的应用场合应用场合应用场合要求要求采样频率采样频率数据长度数据长度国际互联网国际互联网(语音、简单乐曲语音、简单乐曲)11,025 Hz8 bit游戏游戏(效果音、效果音乐效果音、效果音乐)22,050 Hz8 bit多媒体自学读物多媒体自学读物(提示音提示音)11,025 Hz8 bit电子教案电子教案(语音、效果音语音、效果音)11,025 H

5、z8 bit多媒体宝典、大全多媒体宝典、大全(乐曲、语音乐曲、语音)22,050 Hz8 bit多媒体音乐鉴赏多媒体音乐鉴赏(音乐、解说音乐、解说)44,100 Hz16 bit 应根据使用场合和要求转换适当的声音采样频率应根据使用场合和要求转换适当的声音采样频率 采样频率的转换须使用相应的软件进行采样频率的转换须使用相应的软件进行返回音频文件格式音频文件格式vWAV文件文件(.wav)WAVWave，波形文件，波形文件由由Microsoft和和IBM联合开发的音频文件格式联合开发的音频文件格式特点：层次丰富、还原性好、表现力强；数据量大；特点：层次丰富、还原性好、表现力强；数据量大；应用广泛

6、应用广泛vMP3文件文件(.mp3)MPEG压缩编码压缩编码特点：压缩比特点：压缩比1：10；音质较；音质较wav稍差，但数据量小稍差，但数据量小而质量高而质量高音频文件格式音频文件格式vMIDI文件文件(.mid)MIDI Musical Instrument Digital Interface，乐器数字化接口文件，乐器数字化接口文件不是将声音的波形进行数字化采样和编码，不是将声音的波形进行数字化采样和编码，而是将数字式电子乐器的弹奏过程记录下而是将数字式电子乐器的弹奏过程记录下来来特点：数据量小特点：数据量小音频文件格式音频文件格式vWMA文件文件(.wma)WMAWindows Medi

7、a Audio，微软，微软公司推出的与公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式齐名的一种新的音频格式格式特点：压缩比和音质方面都超过了特点：压缩比和音质方面都超过了MP3，更，更是远胜于是远胜于RA，即使在较低的采样频率下也，即使在较低的采样频率下也能产生较好的音质能产生较好的音质音频文件格式音频文件格式vRealAudio文件文件(.ra/.rm/.ram)Real networks推出的音乐压缩格式推出的音乐压缩格式特点：压缩比特点：压缩比1：96；可边下载边播放；可边下载边播放（流媒体播放方式）（流媒体播放方式）用于在低速率的广域网上实时传输音频信用于在低速率的广域网上实时传输音频信

8、息息音频文件格式音频文件格式vCD-DA文件文件(.cda)标准激光盘文件标准激光盘文件特点：数据量大，音质好特点：数据量大，音质好vAIFF文件文件(.aif/.aiff)AIFFAudio Interchange File Format，Apple公司开发的一种声音文件公司开发的一种声音文件的格式的格式用于不同平台之间音频信息的交换用于不同平台之间音频信息的交换音频文件格式音频文件格式vVOC文件文件(.voc)Creative公司的波形文件公司的波形文件vSND文件文件(.snd)Macintosh计算机的波形文件计算机的波形文件返回音频处理硬件音频处理硬件v声卡的作用声卡的作用 数字信

9、号与模拟信号之间的双向转换数字信号与模拟信号之间的双向转换v声卡的类型声卡的类型单板单板 输出功率大，抗干扰，音质好输出功率大，抗干扰，音质好主板集成主板集成 易受干扰，性能指标比单板略差易受干扰，性能指标比单板略差音频处理硬件音频处理硬件v声卡的性能指标声卡的性能指标采样频率采样频率 5K44.1KHz量化精度量化精度 16bit 24bit音频输出模式音频输出模式(声道数声道数)：2 STEREO 5.1 STEREOv声卡接口声卡接口游戏棒或游戏棒或MIDI设备设备CD机或合成器机或合成器这样不需启动这样不需启动Windows就可以接上扬声器播放就可以接上扬声器播放v声卡的工作原理声卡的

10、工作原理数字数字总线总线驱动驱动器器总线接口总线接口和和控制器控制器数字信号数字信号处理器处理器(DSP)主芯片主芯片混音器混音器(CODEC)(编解码编解码)MIC放大器放大器功率功率放大器放大器音乐合音乐合成器成器MIDI接口接口游戏接口游戏接口扬声器扬声器PC总线总线地址总线地址总线数据总线数据总线麦克输入麦克输入线形输入线形输入CD输入输入返回数字音频的获取与处理数字音频的获取与处理v数字音频的获取数字音频的获取CD音乐采样音乐采样即：利用专用软件对即：利用专用软件对CD盘上的声音文件进行转换，盘上的声音文件进行转换，生成多种格式的数字音频文件。生成多种格式的数字音频文件。用于用于CD

11、音乐采样的软件很多，如音乐采样的软件很多，如Easy CD-DA Extractor等等自然声采样自然声采样即：对自然声直接进行录音，在录音过程中，实时即：对自然声直接进行录音，在录音过程中，实时完成采样，形成数字音频信号。完成采样，形成数字音频信号。Windows中的中的“录音机录音机”就可完成此功能。就可完成此功能。单一次录音最长不能超过单一次录音最长不能超过1min。数字音频的获取与处理数字音频的获取与处理数字音频的获取与处理数字音频的获取与处理v数字音频的处理数字音频的处理采样频率与声道形式的转换采样频率与声道形式的转换编辑声音编辑声音(如删除、粘贴、静音等如删除、粘贴、静音等)为声音

12、增加各种效果为声音增加各种效果(如回声、机器声、淡入淡出等如回声、机器声、淡入淡出等)合成声音合成声音(把其他声音与当前声音混合把其他声音与当前声音混合)返回音频处理软件音频处理软件vCoolEditSyntrillium公司开发的数字音频处理软公司开发的数字音频处理软件件vSound ForgeSonic Foundry公司开发的一个专业化数公司开发的一个专业化数字音频处理软件字音频处理软件vCakewalk目前常用的专业目前常用的专业MIDI编辑类软件编辑类软件vGoldWave可制作出专业质量音频产品可制作出专业质量音频产品音频处理软件音频处理软件vGoldWave与声卡硬件无关与声卡硬

13、件无关波表显示声音数据，直观、简捷波表显示声音数据，直观、简捷录制声音录制声音(音源可以是音源可以是CD音乐、录音机信号、音乐、录音机信号、Mic直录直录)编辑编辑wav和和mp3声音声音 为声音增加各种效果为声音增加各种效果 合成声音合成声音音频处理软件音频处理软件GoldWave所有编辑都可进行所有编辑都可进行STEREO/MONO声道声道编辑编辑可以实现各种格式的声音文件的转换可以实现各种格式的声音文件的转换(若安装了若安装了MPEG音频编音频编/解码器解码器,可将原声可将原声音文件压缩成音文件压缩成MP3格式格式)v使用使用GoldWave音频处理软件音频处理软件音频处理软件音频处理软件使用使用GoldWave音频处理软件音频处理软件使用使用GoldWave音频数据的录制音频数据的录制音源准备音源准备录音参数设置录音参数设置录制和数据保存录制和数据保存采样频率与声道形式的转换采样频率与声道形式的转换音频处理软件音频处理软件使用使用GoldWave音频的编辑音频的编辑简单编辑简单编辑粘贴声音粘贴声音音频的特效处理音频的特效处理音频的合成音频的合成音频数据的录制音频数据的录制采样频率与声道形式的转换采样频率与声道形式的转换音频的编辑音频的编辑简单编辑简单编辑音频的编辑音频的编辑粘贴声音粘贴声音音频的特效处理音频的特效处理音频的特效处理音频的特效处理音频的合成音频的合成