音频基础知识讲解

第一章数字音频基础知识重要内容⏹声音基础知识⏹结识数字音频⏹数字音频专业知识第1节声音基础知识1.1 声音旳产生⏹声音是由振动产生旳。

物体振动停止，发声也停止。

当振动波传到人耳时，人便听到了声音。

⏹人能听到旳声音，涉及语音、音乐和其他声音（环境声、音效声、自然声等），可以分为乐音和噪音。

✦乐音是由规则旳振动产生旳，只包具有限旳某些特定频率，具有拟定旳波形。

✦噪音是由不规则旳振动产生旳，它包具有一定范畴内旳多种音频旳声振动，没有拟定旳波形。

1.2 声音旳传播⏹声音靠介质传播，真空不能传声。

✦介质：可以传播声音旳物质。

✦声音在所有介质中都以声波形式传播。

⏹音速✦声音在每秒内传播旳距离叫音速。

✦声音在固体、液体中比在气体中传播得快。

✦15ºC 时空气中旳声速为340m/s 。

1.3 声音旳感知⏹外界传来旳声音引起鼓膜振动经听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经再把信号传给大脑，这样人就听到了声音。

⏹双耳效应旳应用：立体声⏹人耳能感受到（听觉）旳频率范畴约为20Hz~20kHz，称此频率范畴内旳声音为可听声(audible sound)或音频(audio)，频率<20Hz声音为次声，频率>20kHz声音为超声。

⏹人旳发音器官发出旳声音（人声）旳频率大概是80Hz～3400Hz。

人说话旳声音（话音voice / 语音speech）旳频率一般为300Hz～3000 Hz（带宽约3kHz）。

⏹老式乐器旳发声范畴为16Hz (C2)～7kHz(a5)，如钢琴旳为27.5Hz (A2)～4186Hz(c5)。

1.4 声音旳三要素⏹声音具有三个要素：音调、响度（音量/音强）和音色⏹人们就是根据声音旳三要素来辨别声音。

音调（pitch ）⏹音调：声音旳高下（高音、低音），由“频率”（frequency）决定，频率越高音调越高。

✦声音旳频率是指每秒中声音信号变化旳次数，用Hz 表达。

例如，20Hz 表达声音信号在1 秒钟内周期性地变化20 次。

音频基础知识及编码原理音频是我们日常生活中不可或缺的一部分，它通过我们的耳朵传达声音信息。

音频的基础知识和编码原理对于我们理解音频的特性和进行音频处理都是非常重要的。

一、音频基础知识1.音频信号：音频信号是一种连续时间变化的模拟信号，它可以通过声音的压力波来传递声音信息。

在计算机中，音频信号会被采样和量化为离散的数字信号。

2.音频频率：音频频率是指声音中的振荡周期数量。

它以赫兹（Hz）为单位表示，描述了声波的频率。

人类可以听到的频率范围约为20Hz到20kHz，不同的生物和设备有着不同的频率感知范围。

3.音频幅度：音频幅度是指声音的强度或振幅。

它可以通过声音的声压级来表示，单位为分贝（dB）。

声压级越高，声音就越大；声压级越低，声音就越小。

4. 音频声道：音频声道是指音频信号的通道数量。

单声道（mono）只有一个通道，立体声（stereo）有两个通道，多声道（multi-channel）有三个或更多个通道。

5.音频采样率：音频采样率是指音频信号在单位时间内进行采样的次数。

它以赫兹（Hz）为单位表示，描述了数字音频的采样精度。

常见的采样率有44.1kHz和48kHz，高采样率可以提高音频的质量。

二、音频编码原理音频编码是将模拟音频信号转换为数字音频信号的过程。

在音频编码中，采样和量化是两个主要步骤。

1.采样：采样是将连续时间的模拟音频信号转换为离散时间的数字音频信号的过程。

采样率决定了采样的频率，即每秒钟采样的次数。

采样过程会将每个采样点的幅度值记录下来，形成一个采样序列。

2.量化：量化是将连续的模拟音频信号转换为离散的数字音频信号的过程。

它将每个采样点的幅度值映射到一个有限的数值范围内，通常使用固定的比特数来表示每个采样点的幅度。

3.压缩编码：为了减小数字音频的文件大小，音频信号通常会经过压缩编码的处理。

压缩编码可以通过去除信号中的冗余信息或者使用有损压缩算法来实现。

常见的音频压缩编码格式有MP3、AAC和FLAC等。

音频，英文是AUDIO，也许你会在录像机或VCD的背板上看到过AUDIO输出或输入口。

这样我们可以很通俗地解释音频，只要是我们听得见的声音，就可以作为音频信号进行传输。

有关音频的物理属性由于过于专业，请大家参考其他资料。

自然界中的声音非常复杂，波形极其复杂，通常我们采用的是脉冲代码调制编码，即PCM编码。

PCM通过采样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。

一、音频基本概念1、什么是采样率和采样大小（位/bit）。

声音其实是一种能量波，因此也有频率和振幅的特征，频率对应于时间轴线，振幅对应于电平轴线。

波是无限光滑的，弦线可以看成由无数点组成，由于存储空间是相对有限的，数字编码过程中，必须对弦线的点进行采样。

采样的过程就是抽取某点的频率值，很显然，在一秒中内抽取的点越多，获取得频率信息更丰富，为了复原波形，一次振动中，必须有2个点的采样，人耳能够感觉到的最高频率为20kHz，因此要满足人耳的听觉要求，则需要至少每秒进行40k次采样，用40kHz表达，这个40kHz就是采样率。

我们常见的CD，采样率为。

光有频率信息是不够的，我们还必须获得该频率的能量值并量化，用于表示信号强度。

量化电平数为2的整数次幂，我们常见的CD位16bit的采样大小，即2的16次方。

采样大小相对采样率更难理解，因为要显得抽象点，举个简单例子：假设对一个波进行8次采样，采样点分别对应的能量值分别为A1-A8，但我们只使用2bit的采样大小，结果我们只能保留A1-A8中4个点的值而舍弃另外4个。

如果我们进行3bit的采样大小，则刚好记录下8个点的所有信息。

采样率和采样大小的值越大，记录的波形更接近原始信号。

2、有损和无损根据采样率和采样大小可以得知，相对自然界的信号，音频编码最多只能做到无限接近，至少目前的技术只能这样了，相对自然界的信号，任何数字音频编码方案都是有损的，因为无法完全还原。

在计算机应用中，能够达到最高保真水平的就是PCM编码，被广泛用于素材保存及音乐欣赏，CD、DVD以及我们常见的WAV文件中均有应用。

音频入门知识声音的概念.1. 声音是一种机械振动状态的传播现象，它表现为一种机械被即声波。

产生声波的条件:a) 有作机械振动的物体：声源 b) 有能传播机械振功的弹性介质 声波示意（L. A. Rowe ）2.声波频率声压变化可以是周期性的和非周期性 频率概念循环（cycle）- 压缩/稀薄过程 频率（frequency）：每秒cycle 数，单位 hertz (Hz) 周期 – cycle 的持续时间 (1/frequency)声音信号一般由许多频率不同的信号组成，称为复合信号；而单一频率的信号称为分量信号时间幅度频率范围频率小于20Hz 一般称为次声波（subsonic)人的听觉器官能感知的声音频率范围约为20Hz～20kHz的信号称为音频(Audio)信号人发音器官发声频率约是80～3400Hz，但人说话的信号频率约为300～3000Hz，即话音(speech)信号高于20kHz的信号称为超声波 (ultrasonic)超声波及次声波一般不能引起人听觉器官的感觉，但可借助一些仪器设备进行观察和测量乐音与噪音1.一般乐音指具有确定的基频以及与该基频有较小整数倍关系的各阶谐频（harmonic tone）2.频率比基音高的所有分音统称泛音(over tone)，泛音的频率不必与基音成整数倍关系3.在主观上把令人不愉快或不需要的声音定义为噪音4.噪音的频谱较为复杂，具有无规则的振幅和波形的连续频谱声音三要素1.响度（音响）loudness到达人耳的声扰动振幅所产生的听觉的大小声振动能量是物理特性，可用声强（sound pressure）定义，单位:帕斯卡 (Pa)实用上通常都以对数方式的声压级 (sound pressure level)表示，单位:分贝(db)响度是主观量，不能用任何仪器正确地测量声音响度使用了以两个声强之比的对数为基础的相对标度，单位：宋（sone）2.音调（音高）pitch或tone人对声音刺激频率的主观判断与估量，称之为音调 (Pitch)，单位：美（Mel）Frequency是物理量，而音调是人的感觉听觉经验一般女生的声音比男生高较大物体振动的音调较低3.音色（音质）timber由其频谱决定: 不同乐器发出同一音高的乐音，仍然可以分辨可以把音色描述为音的瞬时横截面，即用谐音（泛音）的数目、强度、分布和相位来描述。

⾳频基础知识⼀.⾳频基础知识1.⾳频编解码原理数字⾳频的出现，是为了满⾜复制、存储、传输的需求，⾳频信号的数据量对于进⾏传输或存储形成巨⼤的压⼒，⾳频信号的压缩是在保证⼀定声⾳质量的条件下，尽可能以最⼩的数据率来表达和传送声⾳信息。

信号压缩过程是对采样、量化后的原始数字⾳频信号流运⽤适，当的数字信号处理技术进⾏信号数据的处理，将⾳频信号中去除对⼈们感受信息影响可以忽略的成分，仅仅对有⽤的那部分⾳频信号，进⾏编排，从⽽降低了参与编码的数据量。

数字⾳频信号中包含的对⼈们感受信息影响可以忽略的成分称为冗余，包括时域冗余、频域冗余和听觉冗余。

1.1时域冗余．幅度分布的⾮均匀性：信号的量化⽐特分布是针对信号的整个动态范围⽽设定的，对于⼩幅度信号⽽⾔，⼤量的⽐特数A．幅度分布的⾮均匀性据位被闲置。

B．样值间的相关性:声⾳信号是⼀个连续表达过程，通过采样之后，相邻的信号具有极强的相似性，信号差值与信号本⾝相⽐，数据量要⼩的多。

C．信号周期的相关性:声⾳信息在整个可闻域的范围内，每个瞬间只有部分频率成分在起作⽤，即特征频率，这些特征频率会以⼀定的周期反复出现，周期之间具有相关关系。

D．长时⾃我相关性:声⾳信息序列的样值、周期相关性，在⼀个相对较长的时间间隔也会是相对稳定的，这种稳定关系具有很⾼的相关系数。

E．静⾳:声⾳信息中的停顿间歇，⽆论是采样还是量化都会形成冗余，找出停顿间歇并将其样值数据去除，可以减少数据量。

1.2频域冗余．长时功率谱密度的⾮均匀性：任何⼀种声⾳信息，在相当长的时间间隔内，功率分布在低频部分⼤于⾼频部分，功率谱A．长时功率谱密度的⾮均匀性具有明显的⾮平坦性，对于给定的频段⽽⾔，存在相应的冗余。

B．语⾔特有的短时功率谱密度:语⾳信号在某些频率上会出现峰值，⽽在另⼀些频率上出现⾕值，这些共振峰频率具有较⼤的能量，由它们决定了不同的语⾳特征，整个语⾔的功率谱以基⾳频率为基础，形成了向⾼次谐波递减的结构。

音频基础知识及编码原理音频是指能够被人耳所听到的声音信号，其本质是一种机械波，通过空气或其他物质传播。

音频编码是将这种声音信号转化为数字信号的过程，使其能够被计算机处理和传输。

下面将介绍音频的基础知识以及音频编码的原理。

一、音频基础知识1.声音的特性声音由振动体产生，通过空气或其他介质以波的形式传播。

声音具有频率、振幅和波形等特性。

频率决定了声音的音调，振幅决定了声音的响度，波形决定了声音的音色。

2.声音的数字化声音的数字化是将连续的模拟声音信号转换为离散的数字信号的过程。

通过采样、量化和编码三个步骤完成。

采样是将连续的声音信号在时间上离散化，量化是将采样后的幅度值离散化，编码是将离散化的采样值和量化值转换为二进制码流。

二、音频编码原理1.基于脉冲编码调制（PCM）的编码PCM是一种常用的音频编码方式，它将声音信号的采样值转换为相应的二进制码。

PCM编码包括采样、量化和编码三个步骤。

采样率决定了每秒采样的次数，采样位数决定了每个采样点的量化级别，位深度决定了每个采样点的分辨率。

2.基于压缩编码的编码压缩编码是为了减小音频数据的存储空间和传输带宽而设计的一种编码方案。

常见的压缩编码标准有MP3、AAC、WMA等。

压缩编码通过去除不重要的音频信号，减小冗余信息的存储和传输量。

压缩编码分为有损压缩和无损压缩两种，有损压缩会对音频信号进行一定程度的失真，而无损压缩则能够完全恢复原始音频信号。

3.基于声学模型的编码基于声学模型的编码将人耳对声音的感知特性引入编码过程中，通过对声音的重建模拟来实现更高的压缩效率。

常见的基于声学模型的编码标准有Opus、AAC-ELD等。

这种编码方式可以根据人耳对声音细节的察觉程度来决定信号的重建，从而实现压缩效率的提升。

总结起来，音频编码是将声音信号转化为数字信号的过程，使其能够被计算机处理和传输。

常见的音频编码方式包括PCM编码、基于压缩编码的编码和基于声学模型的编码。

不同的编码方式有着不同的特点和应用场景，在实际使用中需要根据具体的需求来选择合适的编码方式。

一、基本概念1 比特率：表示经过编码（压缩）后的音频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，单位常为kbps。

2 响度和强度：声音的主观属性响度表示的是一个声音听来有多响的程度。

响度主要随声音的强度而变化，但也受频率的影响。

总的说，中频纯音听来比低频和高频纯音响一些。

3 采样和采样率：采样是把连续的时间信号，变成离散的数字信号。

采样率是指每秒钟采集多少个样本。

Nyquist采样定律：采样率大于或等于连续信号最高频率分量的2倍时，采样信号可以用来完美重构原始连续信号。

二、常见音频格式1. WAV格式，是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用程序广泛支持，压缩率低。

2. MIDI是Musical Instrument Digital Interface的缩写，又称作乐器数字接口，是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。

它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式，规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传输的协议，可以模拟多种乐器的声音。

MIDI文件就是MIDI格式的文件，在MIDI文件中存储的是一些指令。

把这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来。

3. MP3全称是MPEG-1 Audio Layer 3，它在1992年合并至MPEG规范中。

MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩。

应用最普遍。

4. MP3Pro是由瑞典Coding科技公司开发的，其中包含了两大技术：一是来自于Coding 科技公司所特有的解码技术，二是由MP3的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国Fraunhofer集成电路协会共同研究的一项译码技术。

MP3Pro可以在基本不改变文件大小的情况下改善原先的MP3音乐音质。

它能够在用较低的比特率压缩音频文件的情况下，最大程度地保持压缩前的音质。

5. MP3Pro是由瑞典Coding科技公司开发的，其中包含了两大技术：一是来自于Coding 科技公司所特有的解码技术，二是由MP3的专利持有者法国汤姆森多媒体公司和德国Fraunhofer集成电路协会共同研究的一项译码技术。

数字音频基础知识数字音频是通过数字化处理的音频信号。

它在现代音频行业中扮演了重要的角色，广泛应用于音乐制作、电视广播、电影制作、游戏开发等领域。

本文将介绍数字音频的基础知识，包括采样率、比特率、音频文件格式以及数字音频的应用。

一、采样率采样率是指单位时间内对音频信号进行采样的频率。

它以赫兹（Hz）为单位，表示每秒对音频信号进行多少次采样。

采样率越高，音频的还原质量越高，但同时也会增加文件大小。

常见的采样率有44.1kHz和48kHz，其中44.1kHz是CD音质的标准采样率。

二、比特率比特率是指单位时间内对音频信号进行编码的位数。

它以千比特每秒（kbps）或兆比特每秒（Mbps）为单位，表示单位时间内传输或存储的音频数据量。

比特率越高，音频的质量越高，但同时也会增加文件大小。

常见的比特率有128kbps和320kbps，其中128kbps是MP3音质的标准比特率。

三、音频文件格式音频文件格式是指存储音频数据的文件格式。

不同的文件格式对音频的存储方式和编码方式有所差异。

常见的音频文件格式包括WAV、MP3、AAC、FLAC等。

其中，WAV是无损音频格式，可以保持音频的原始质量；MP3是有损音频格式，通过压缩音频数据来减小文件大小；AAC是一种高级音频编码格式，具有更高的压缩比和更好的音质；FLAC是一种无损音频压缩格式，可以压缩音频文件大小而不损失音质。

四、数字音频的应用数字音频在各个领域都有广泛的应用。

在音乐制作领域，数字音频技术使得音乐制作过程更加便捷高效，同时保证了音质的高保真度。

在电视广播和电影制作领域，数字音频技术可以实现多声道环绕音效，提升观众的沉浸感。

在游戏开发领域，数字音频技术可以为游戏增添真实感和交互性，提升游戏的娱乐性和体验度。

此外，数字音频还应用于语音识别、语音合成、语音传输等领域。

结语：数字音频是现代音频行业不可或缺的一部分。

了解数字音频的基础知识对于从事音频相关领域的人士至关重要。

音频信号处理技术的基础知识教程音频信号处理技术是指对音频信号进行分析、增强、压缩、恢复等操作的技术。

它在音乐制作、语音识别、语音合成、音频传输等领域广泛应用。

本文将介绍音频信号处理技术的基础知识，包括音频信号的采样与量化、频域与时域表示、滤波与混响等内容。

一、音频信号的采样与量化音频信号是一种连续的模拟信号，为了在数字系统中进行处理，需要将其转换为离散的数字信号。

这个过程包括采样和量化两个步骤。

1. 采样：采样是指对模拟音频信号进行定时取样的过程。

采样定理规定了取样频率必须大于被采样信号中最高频率的两倍才能避免混叠失真。

常见的采样频率为44.1kHz和48kHz。

2. 量化：量化是指将取样到的连续数值映射为离散的数字量的过程。

量化分辨率决定了数字音频信号的动态范围，一般以位数表示，如16位或24位。

量化位数越高，动态范围越大，音频质量越好。

二、频域与时域表示音频信号可以通过频域和时域表示。

频域表示将信号表示为频率的函数，而时域表示将信号表示为时间的函数。

1. 频域表示：频域表示使用傅里叶变换将信号从时域转换为频域。

通过傅里叶变换，可以得到音频信号的频谱图，显示了信号中各个频率成分的强度。

常见的频域表示工具有快速傅里叶变换（FFT）和傅里叶级数展开。

2. 时域表示：时域表示直接展示音频信号在时间轴上的波形。

时域图像显示了音频信号的振幅随时间的变化。

常见的时域表示工具有波形图和时频图。

三、滤波与混响滤波和混响是音频信号处理中常用的两种技术，分别用于改变音频信号的频率响应和空间感。

1. 滤波：滤波是指通过改变音频信号的频率响应来改变音频信号的特性。

常见的滤波技术有低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波。

滤波可以用于去除噪音、调整音频的音色和频率等。

2. 混响：混响是指将音频信号加入具有一定延迟、强度和频率响应的残余信号，以模拟出不同的空间感。

不同的混响参数可以模拟出各种各样的环境，如音乐厅、教堂和演播室等。

音乐技术入门知识音频处理和音乐录制的基础技巧音乐技术入门知识：音频处理和音乐录制的基础技巧随着科技的不断发展，音乐技术在音频处理和音乐录制方面也取得了长足的进步。

无论是专业音乐制作人员还是普通爱好者，掌握一些音频处理和音乐录制的基础技巧都是非常重要的。

本文将介绍音乐技术入门的相关知识，并给出一些基础技巧供读者参考。

一、音频处理的基础技巧1. 声音的频率和音调调节声音是由不同频率的波形组成的。

低频率的声音较低沉，高频率的声音则较尖锐。

通过调节声音的频率和音调，可以改变声音的色彩和音质。

通常，音频处理软件中都提供了相关的声音处理调节功能，可以根据需要来调整频率和音调。

2. 音量的调整和均衡音量是音频处理中最基本的参数之一。

通过调整音频的音量，可以使其更加清晰或更加柔和。

此外，还可以进行音频均衡的调整，即对不同频率的声音进行自定义的增强或削弱，以达到更好的音质效果。

3. 混响效果的添加混响效果是一种常用的音频效果，可以使声音听起来更加自然，并增添一定的环境氛围。

音频处理软件通常都会提供多种混响效果供选择，可以根据音频的需要来添加不同的混响效果。

4. 噪音消除和音频修复噪音是音频处理中一种常见的问题，例如录音时的背景噪音、电源杂音等。

为了提高音频的质量，可以使用噪音消除功能来降低噪音的干扰。

此外，音频处理软件还提供了音频修复功能，可以修复或改善一些质量不佳的音频文件。

二、音乐录制的基础技巧1. 选择适当的录音设备音乐录制的第一步是选择适当的录音设备。

根据录制的需求，可以选择不同类型的麦克风和录音设备。

一般而言，专业音乐录制常使用成品麦克风，而家庭录音则可以选择便携式麦克风或者智能手机等设备。

2. 设置合适的录音环境良好的录音环境对音乐录制至关重要。

尽量选择无回响、噪音较小的环境，避免录音过程中的干扰。

可以在录音室内设置一些吸音材料，如海绵等，以改善录音环境。

3. 调整录音的音量和增益录音时需要注意调整录音的音量和增益。