多媒体技术之音频信息的获取与处理74页PPT

音频的采集和处理
音频的合成
(2) 单击 [Copy]按钮，获取声音素材
(5) 鼠标左键单击波表，确定合成开始位置
(1) 在文件1中设定编辑区域
(7) 调整合成素材的音量
(4) 打开文件2
(6) 单击 [Mix] 按钮
● [操作步骤]
(8) 单击[确定]按钮
(3) 关闭文件1
● 被合成的素材应采样频率一致，格式相同
音频的采集和处理
音频文件格式
MIDI文件(.mid) MIDI—— Musical Instrument Digital Interface，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，而是将数字式电子乐器的弹奏过程记录下来 特点：数据量小
音频的采集和处理
音频文件格式
WMA文件(.wma) WMA——Windows Media Audio，微软公司推出的与MP3格式齐名的一种新的音频格式 特点：压缩比和音质方面都超过了MP3，更是远胜于RA，即使在较低的采样频率下也能产生较好的音质
音频的采集和处理
音频文件格式
VOC文件(.voc) Creative公司的波形文件 SND文件(.snd) Macintosh计算机的波形文件
返回
音频的采集和处理
音频处理硬件
声卡的作用 数字信号与模拟信号之间的双向转换 声卡的类型 单板 输出功率大，抗干扰，音质好 主板集成 易受干扰，性能指标比单板略差
功率 放大器
音乐合成器
MIDI接口
游戏接口
扬声器
PC总线
地址总线
数据总线
麦克输入
线形输入
CD输入
返回
音频的采集和处理
数字音频的获取与处理

则可由 x(nT) 完全确定 x(t)。 当 fN = 1/(2T) 时，称 fN 为奈奎斯特频率
常用音频采样率：8kHz、11.025kHz、16kHz、22.05kHz、44.1kHz 及 48kHz
2.2.2 数字音频获取
● 量化
量化概念
通过采样得到的表示声音强弱的函数 x(nT) 是连续的，为把 x(nT) 存入计 算机，就必须将采样值离散化，即量化成一个有限个幅度值的集合 x(nT)
多媒体技术及其应用
第二章 音频信息的获取与处理
● 主要知识点
2.1声音概述 2.2数字化音频 2.3音乐合成与 MIDI 2.4音频卡 2.5数字音频压缩标准
2.1.1 声音定义 ● 声音概念 ● 声音特性
2.1.2 声音基本特点 ● 声音传播 ● 声音频率 ● 声音传播方向 ● 声音三要素 ● 声音连续、相关及
实时性 声音具有实时性。对处理声音的计算机硬件和软件提出很高要求
2.2 数字化音频
转换
模拟信号
数字信号
音频数字化需要考虑的问题
采样、量化、编码
模 拟 信 号 的 数 字 化 过 程
100101100011101
音频信号处理过程流程
音
频采
开信 样
始
号 频
频 率
率
采 样
量 化
保 存 为 声 音 文 件
周期
用声音录制软件记录的英文单词“Hello”的语音 实际波形
2.1.2 声音特点
● 声音的传播方式
声音是依靠介质 ( 比如：空气、液体、固体 ) 的振动进行传播的 声源是一个振荡源，它使周围介质产生振动，并以波的形式传播 人耳感觉到这种传播过来的振动，反映到大脑，就意味听到声音 声音在不同的介质中传播，其传播速度和衰减速率都是不一样的

音频信号的特点
在多媒体系统中，音频信号可分为两类：语音
信号和非语音信号。
音频信号处理的特点如下: （1）音频信号是时间依赖的连续媒体。因此音频处理 的时序性要求很高。如果在时间上有25ms的延迟，就 会感到断续。 （2）由于人接收声音有两个通道(左耳、有耳) ，因此 为使计算机模拟自然声音，也应有两个声道，即理想的 合成声音应是立体声。 （3）由于语音信号不仅仅是声音的载体，同时还携带 了情感的意向，故对语音信号的处理不仅是信号处理问 题，还要抽取语意等其他信息，因此可能会涉及语言学、 社会学、声学等。
度，不但是为了保证信号的完整，而且是为了保证有较好的频率分辨率。
n 设分析频率为 ，f c谱线数为
，则频率分辨率为
f fc
n
改用采样频率表示
f fs 1 1 1 1 2.56n t 2.56n Nt T
式中， N=2.56 为n 采样点数， T为采样长度。
由 =lf/ 可T知，对给定的分析频率，采样长度( ）T 越大， f 就越小，
MIC 放大器
麦克风输入
Line输入 CD输入
功率 放大器 扬声器
音频卡的工作原理的主要组成部分
声音的合成与处理 混合信号处理器及功率放大器 计算机总线接口和控制器
SPDIF数字音频接口
SPDIF是SONY、PHILPS数字音频接口的简 称。
就传输方式而言，SPDIF分为输出(SPDIF OUT)和输入(SPDIF IN)两种。目前大多数的声 卡芯片都能够支持SPDIF OUT。
声卡的分类
按应用环境分类
从声按卡照的声技卡术的角应度用分环类境，声卡基本可以分为DOS/GAME和 从W根i声据nd卡总ow所线s采的两用不种的同环技分境术类。上这来两看种，声声卡卡分主别要以可So分un为d3B类la:s一te是r和DSP 技种自的类不术 声 管W都G声是能根为卡理i支An卡P插据基的功Md当持Co。E错总础优能然wIS声声按s。线o的点，还卡u卡S照主的声，又可no的，d声u板不卡采不以nB事由卡上同d。用至按la实于S取的，s二有于照ty标两e样I把s是限成声Srt准种。eA分声全可本卡m插，端辨卡硬编太的为槽几口率分件程高组代是乎不的为声控、成表黑所能位两卡制复结。色有互数大。器杂构前的的相不类三，的分者，D通同，是使声为SO比用o，一结声卡S普uP，环可类n合卡。通Cd因境分I是一 具声B槽此下为Il类有卡Sa长在的s8A和一和t位，声e安游二定集r声其是卡插戏类能成卡中，声两力主、的另卡的板准金一时 1属6簧位片声也卡比、P真C1I6的位宽声;P卡C、I插3槽2位呈声白卡色等，。相按对照较声短卡，功其能中的的不簧同片，很 可细分，为分单布声密道集声。卡、真立体声声卡、准立体声卡等 。

8,000 Hz - 电话所用采样率, 对于人的说话已经足够 11,025 Hz 22,050 Hz - 无线电广播所用采样率 32,000 Hz - miniDV 数码视频 camcorder、DAT (LP mod e)所用采样率 44,100 Hz - 音频 CD, 也常用于 MPEG-1 音频（VCD, SV CD, MP3）所用采样率 47,250 Hz - Nippon Columbia (Denon)开发的世界上第一 个商用 PCM 录音机所用采样率 48,000 Hz - miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影和专业
RealAudio格式
.rm
适用于网络音乐的压缩格式
Windows Media格式 .wma .wax 另一常见的网络音乐压缩格式
精选ppt
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五、小结
1、声音采集的途径和手段：
a、用计算机录音。
b、用Mp3播放器录音 c、从音频CD光盘中翻录音乐
2、常见声音文件格式 3、对声音进行简单加工处理
精选ppt
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“128–Kbps MP3”和“64–Kbps WMA”
位速是指在一个数据流中每秒钟能通过的信息量。Kbps 表 示 “千位每秒”。因此数值越大表示数据越多：位速越高，
信 息量越大，对这些信息进行解码的处理量就越大，文件需要 占用的空间也就越多。一般来说越高保留下来的细节越多， 单位时间需要的数据量就越大，也就是品质越好，但也和使 用不同的编码器，和不同的编码方式有很大关系。 为项目选择适当的位速取决于播放目标：如果您想把制作的 VCD 放在 DVD 播放器上播放，那么视频必须是 1150 Kbp s，音频必须是 224 Kbps。典型的 206 MHz Pocket PC 支 持的 MPEG 视频可达到 400 Kbps—超过这个限度播放时就 会出现异常。

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多媒体技术基础及应用
§2.1 数字音频基础
声音信号a


声音信号由许多不同频率的信 号组成，称为复合信号。 单一频率的信号称为分量信号。 带宽是声音信号的一个重要参 数，它描述复合信号的频率范 围。
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多媒体技术基础及应用
§2.1 数字音频基础
声音信号b


人耳的听觉范围是20Hz~20KHz， 称为音频(Audio)信号。 人说话的频率范围是 300~3000Hz，称为话音(speech)
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多媒体技术基础及应用
§2.1 数字音频基础
声音的质量评判




声音的质量与其频率范围（即频带） 有关。一般，频带越宽，音质越好。 对语音常用可懂度、清晰度和自然 度衡量。 对音乐，保真度、空间感和音响效 果是重要指标。 平均主观打分(MOS)是最简单的评判 法。
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多媒体技术基础及应用
§2.1 数字音频基础
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多媒体技术基础及应用
§2.1 数字音频基础
采样定理a
采样频率的高低应根据奈奎 斯特理论和声音信号本身的最高 频率决定。奈氏理论指出：如果
采样频率不低于信号最高频率的 两倍，则由此获得的离散信号能 够完全确定被采样的连续信号。
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多媒体技术基础及应用
§2.1 数字音频基础
采样定理b
设被采样信号的最高频率为 f， 则
2
多媒体技术基础及应用
§2
学习要求
1.
2.
3.
熟练掌握：音频卡的工作原理 及应用开发。 掌握：音频编码基础及标准； 音乐合成及MIDI。 了解：本章其他内容。
3

2.6 声音文件工具
1. Windows 操作系统自带的“Sound Recorder” 2. 买声音卡时带的工具，如声霸卡带的Wave Studio 3. 网络上下载的工具，如Cool Edit, Cakewalk Pro Audio（主要制作处理MIDI音乐）,mp3Pro Audio Player等等。 4. 声音文件的转换工具，如：豪杰超级解霸，东方1. 插孔和D形连接器 线路输入（Line In）插孔： 麦克风（MIC）输入插孔： 线路输出插孔：“Line Out”、“Audio Out”、 “Speaker” D形连接器：15芯的D形接口，可以用来连接游戏操纵 杆、游戏机入口或MIDI合成器。 2. CD-ROM接口及音频信号连接口：通常为4芯插 座，有左、右声道以及两根地线。
2.1 音频技术的主要组成部分
2. 多媒体涉及到的音频处理技术： （1）音频采集：把模拟音频信号转换成数字化音频信 号，然后存储到存储设备中。 （2）文语转换：经过语言学处理、语音学处理，把计算 机内的文本转换成声音输出。 （3）声音编码/解码：对语音信息进行压缩编码和解压缩 还原。 （4）语音识别：电脑辨别和理解人说的话。 （5）音乐合成：利用音乐合成芯片，把乐谱转换成乐曲 输出。 还有音频数据传输、音频—视频同步、音频效果与编辑等
2.2 声音卡的功能和分类
1. 声音卡的分类 声音卡的分类主要是根据其数据采样量化的位数来确 定，通常分为8位、16位和32位，位数越多，其量化精度 越高，音质就越好。 声音卡通常带有自己的CPU，具有较高的智能性和灵 活性，支持DOS环境和Windows环境下的应用开发。 数字音频部分具有的基本功能有44 .1kHz的采样 率，8位以上的分辨率，录音和播放声音信号，同时具有 压缩采样信号的能力。最常用的压缩方法是自适应脉冲编 码调制。

音频素材的获取和处理
编辑音频素材
声波的基本特性
• 声波和声音
WAV格式（波形文件）：*.
M响I度DI：格人式耳(电对子声音音乐–强):弱*.一的主定观感频受，率它取的决于机声强械，也振与频动率有在关 弹性媒质中的传播就形成
Audition（CoolEdit）（专业型）
声音，这种机械波就称为声波 MP3格式：一种经高效压缩的格式
声音数字化的几个技术指标
• 采样频率：
– 11.025kHz（电话质量） – 22.05kHz（收音机质量） – 44.1kHz（CD质量）
• 采样位数
– 8bits、16bits、32 bits等
• 声道数
– 单声道、双声道、环绕立体声
获取声音素材的方法与途径
数据量=(采样频率×采样位数×声道数)÷8×时间(秒)
• 编辑工具 形成声波的振动源称为声源
MIDI格式(电子音乐):*. 05kHz（收音机质量）
– 录音机（windows自带） 音调：音源振动频率，频率高音调高；
声音的波形是连续的，通过话筒，把声音（声压）转化为电压，所得到的表示声音的电压波形也是连续的（模拟信号） WAV格式（波形文件）：*.
千千静听（高品–质G、专o业ld级）wave(专业型）
ห้องสมุดไป่ตู้
Thank you!
感谢观看
获取声音素材的方法与途径
– Audition（CoolEdit）（专业型）
声音文件的格式
• 未经压缩的声音文件数据量很大
数据量=(采样频率×采样位数×声道数)÷8×时间(秒)
• 常见声音的格式
– WAV格式（波形文件）：*.wav – MIDI格式(电子音乐):*.mid – CDA格式(CD唱片采用的格式) – MP3格式：一种经高效压缩的格式 – RA、RM格式：用于网络的流式传播格式

检查文件质量
下载完成后，检查音频文件的格式、比特率、采样率等参数，确保 满足需求。
从CD、DVD中抓取音频文件
插入CD、DVD到电脑
01
将CD或DVD插入电脑的光驱中。
打开音频抓取软件
02
打开电脑上的音频抓取软件，如EAC（Exact Audio Copy）等
。
选择并抓取音频文件
03
在软件界面上选择需要抓取的音频曲目或专辑，点击抓取按钮
，将音频文件保存到本地计算机或存储设备上。
使用录音设备录制音频文件
准备录音设备
根据需求选择合适的录 音设备，如录音笔、数
字录音机等。
设置录音参数
调整录音设备的录音质 量、音量、采样率等参
数，确保满足需求。
开始录音
按下录音按钮，开始录 制需要的音频内容。
保存录音文件
录制完成后，将录音文 件保存到本地计算机或
音频文件的格式转换
格式转换是将音频文件从一种格式转换为另一种格式的过程，以满足不同的需求。
不同的设备和软件支持不同的音频格式，为了在不同的场合使用音频文件，我们可能需要将其转换为不同的格式。常见的音 频格式包括MP3、WAV、AAC等。在转换过程中，需要注意保持音频的质量和完整性。
04
音频编辑软件的使用
GoldWave的使用
功能齐全
VS
GoldWave是一款功能齐全的音频编 辑软件，具有音频录制、剪辑、混音 、效果处理等功能。它支持多种音频 格式，界面友好，操作简单，适合音 频编辑的各类需求。
05
音频文件的输出与分享
输出为CD或DVD
总结词
将音频文件刻录到CD或DVD光盘上，以便 于存储和播放。
混音过程中，需要对各个音轨的音量、均衡器设置等进行 调整，以达到最佳的听觉效果。混音可以让音频听起来更 加饱满、清晰，有助于提升音频的质量。