《音频数字化》PPT名师优质课获奖市赛课一等奖课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,复制PPT文件，自学并完成以下内容：,1、声音数字化原理,2、声音数字化后其质量取决于哪些原因？,3、声音数字化所占用存放空间,4、声音压缩和常见声音文件格式：,第1页,声音数字化原理,声音是大自然恩赐，它使整个世界充满生机,声音是由物体,振动产生,，是一个,波,。,第2页,声波经过话筒转变为时间上连续电压波，电压波与引发电压波声波改变规律是一致所以能够,利用电压波来模拟声音信号,，这种电压波被称为-,模拟音频信号,(,如磁带、录像带上声音信号),播放时,音响设备将电压波传至,扬声器,，扬声器振动产生声音，从而将,模拟音频电信号,还原,为声音。,电压,0.3,0.2,0.1,00,-0.1,-0.2,-0.3,时间,第3页,因为计算机只能处理二进制数字信息，以,二进制数字来统计电压幅度,（声波），即转换为数字音频，才能被存放和处理,-声音数字化,电压,0.3,0.2,0.1,00,-0.1,-0.2,-0.3,时间,011,010,001,000,111,110,111,第4页,声音数字化,过程以下列图所表示：,模拟信号,数字信号,采样、量化、编码,第5页,(1).采样和量化,(c)采样信号,量化,（度量单位）,(a)模拟音频信号,(b)音频信号采样,数字化音频过程以下列图所表示。,电压,0.3,0.2,0.1,00,-0.1,-0.2,-0.3,011,010,001,000,111,110,111,时间,电压,0.3,0.2,0.1,00,-0.1,-0.2,-0.3,时间,时间,第6页,（2）编码(刻度),量化编码示意,采 样电压,采样电压,第7页,同一段声音进行采样时，,间隔时间越短,，,采样次数越多，采样越密集,，这么取得音频就越,靠近原始声音,真实面貌。,采样密集程度，可用每秒种采样次数,-,采样频率,单位：,HZ(1/秒),1000HZ=1000次/秒,第8页,1).采样频率：,指一秒钟时间内采样次数。,惯用采样频率有三种：,11.025KHz,(语音效果),-11025次/秒,22.05KHz,(音乐效果),-22050,次/秒,44.1KHz,(高保真效果如CD唱盘)-44100,次/秒,人耳听觉声音频率范围：20HZ20KHZ,采样定律：采样频率不应抵于声音信号最高频率两倍,当采样频率到达40KHZ以上时，人耳听觉认为数字音频已到达保真程度。-CD唱盘44.1KHZ,第9页,请同学们思索：,影响数字音频质量原因有哪些？,第10页,(,2).影响数字音频质量技术参数,数字音频质量取决于,采样频率、,量化位数,和,声道数,第11页,2).量化位数（,量化精度Y轴度量单位,）,描述每个采样点样值（电压值）二进制位数。,如：8位量化位数表示每个采样值能够用2,8,即256个不一样量化值之一来表示,惯用量化位数为8位、12位、16位。,0.1和0.11哪个更准确？,第12页,3).,声道数,每次对一个通道声波进行采样和量化为,单声道,；每次对两个通道声波进行采样和量化为称为,双声道（立体声），,它更能满足人们听觉需求。,伴随声道数增加，所占用存放容量也成倍增加。,第13页,小结：声音数字化质量,影响声音数字化质量三个原因,采样频率,量化位数,声道数,每秒钟采样次数,每个采样点用多少二进制位表示,声音通道个数,采样频率越高,声音质量越好,数据量也越大,量化位数越多,音质越好,数据量也越大,立体声比单声道表现力丰富，但数据量翻倍,11.025kHz,22.05kHz,44.1kHz,8位,16位,单声道,立体声,一,第14页,怎样计算数字音频文件存放量？,比如：,用44.1KHz采样频率进行采样，量化位数选取16位，则录制1秒立体声节目，其波形文件所需存放量为：,44100,1,1682=176400(字节)约176KB,第15页,实践：,1、假如CD音质采样频率为44.1KHZ，量化位数为16bit,那么4分钟CD双声道立体声音乐数据长度是多少？,176KB*240 约41.3MB,第16页,(3).,数字音频文件,存放量（字节B）,采样频率时间(S),量化位数/8声道数,-（换算为B）,总点数 每个点占用空间,第17页,ftp:/192.168.0.5,复制PPT文件，P19自学并完成以下内容：,4、声音压缩和常见声音文件格式：,第18页,数字音频文件格式,1.WAV文件图象：bmp,波形文件是由采样数据组成，其还原音质很好，但文件数据量很大。,2.MP3文件,MP3(MPEG Audio layer 3)是一个按MPEG标准声音压缩技术制作音频文件。,特点：优美音质,高压缩比(1:12),第19页,3.WMA文件,WMA,文件是,Windows Media,格式中一个子集，而,Windows Media,格式是由,Microsoft Windows Media,技术使用格式，包含音频、视频或脚本数据文件。,优势,：,在确保只有,MP3,文件二分之一大小前提下保持相同音质，也能够在线听,4。RA文件,在线音乐观赏（ra,rm,rmx）,依据网络带宽改变声音质量,第20页,.MIDI文件,-,乐器数字接口（,数字音乐国际标准,）,Musical Instrument Digital Interface,MIDI文件不是一段录好声音，而是统计,演奏乐器各种信息或指令，如用哪一个乐器，什么时候按某个键，力度怎么样等等，至于播放时发出声音，那是经过播放软件或者音源转换而成,。,播放MIDI文件就是按照统计合成音乐,第21页,46-竖琴,合成音色 2（温暖）,46-竖琴,合成音色 2（温暖）,第22页,优势,：数据量很小、修改方便(与WAV相比),1分钟MIDI文件 510KB 10M,不足,：缺乏重现真实自然音或语音,MIDI音乐可很好地到达原始乐器品质，并能模拟各种声音（包含非自然界声音）。,所以，MIDI 主要用于,原始乐器作品,、,流行歌曲演出,、,游戏音效及电子贺卡音乐,第23页,MIDI软件有各种类型，有MIDI播放软件、演奏软件和创作软件。,通常，大多数媒体播放器都能够播放MIDI音乐，如WINDOWS9598媒体播放器（Windows Media Player）,除了媒体播放器以外，MIDI演奏软件和创作软件都能够作为MIDI播放器使用，,大部分软件还能够,显示,MIDI音乐,乐谱（,五线谱或简谱）甚至,歌词,内容等信息，甚至,打印乐谱,第24页,常见声音文件存放格式,文件,格式,文件,大小,音 质,适用范围,WAV,大,音质好,通用性强 容量与音质成正比,讲解、音效,MP3,WMA,RA,MIDI,CDA,小 音质很好、文件小 对声卡要求低,压缩比：1：12,最小轻易修改 要求声卡性能高 多媒体作品、网络,小 在,压缩比和音质方面,都,超出了MP3,兼容软件多，,压缩比,1：18,小,音质教差，,流媒体 在线收听网络音乐最好一个格式,大 唱片格式，音质好 文件大，不能编辑 仅用于CD唱盘,流行于网络,第25页,2.2 音频压缩标准,声音制作是使用麦克风或录音机来产生，再由,声卡上模/数转换器,对模拟音频,采样,后，量化编码为一定字长二进制序列，并在,计算机内传输和存放,。在数字音频,回放,时，再由数字到模拟转化器(数/模转换器)解码可将二进制编码恢复成原始声音信号，经过音响设备输出。以下列图所表示。,输入音频信号,输出音频信号,编码器,传输/存放/编辑,解码器,声卡,A/D转换器,声卡,D/A转换器,计算机,第26页,数字波形文件（WAV）数据量大,，,必须采取数据压缩编码技术,。-便于储存、传输,为何能够压缩？,一是声音信号,存在着数据冗余,；,二是,利用人听觉特征来降低编码率,，人听觉含有一个强音能抑制一个同时存在弱音现象，这么就能够抑制与信号同时存在量化噪声；另外人耳对低频端比较敏感，而对高频端不太敏感，由此引出了“子带编码技术”。,第27页,音频压缩工具,豪杰超级解霸,3000,中,MP3,格式转换器,第28页,答案：D,1.以下采集波形声音（）质量最好,A.单声道、8位量化、22.05khz采样频率,B.双声道、8位量化、44.1khz采样频率,C.单声道、16位量化、22.05khz采样频率,D.双声道、16位量化、44.1khz采样频率,第29页,2数字音频采样和量化过程所用主要硬件是,。,(A)数字编码器,(B)数字解码器,(C)模拟到数字转换器（AD转换器）,(D)数字到模拟转换器（DA转换器）,答案：C,第30页,3以下采样频率中哪个是当前音频卡所支持,。,(A)20KHz,(B)11.025KHz,(C)10KHz,(D)50KHz,答案：B,第31页,答案：C,4音频卡是按,分类。,(A)采样频率,(B)声道数,(,C)采样量化位数,(D)压缩方式,第32页,习题：多媒体数据含有（）特点。,A.数据量大和数据类型多,B.数据类型间区分大和数据类型少,C.数据量大、数据类型多、数据类型间区分小、输入和输出不复杂,D.数据量大、数据类型多、数据类型间区分大、输入和输出复杂,答案：D,第33页,