第4讲—第二章_数字音频处理技术(1) 修改.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,*,第四讲,思考题,第二章 数字音频处理技术,（对应书中第九章）,2,数字音频处理技术,基本概念,声音概念,声音频率分布,音质与数据量,数字音频文件的种类,音频数字化,声音的采样量化,采样过程简介,MIDI,音频,MIDI,文件与,WAV,文件,MIDI,音频数字化,MIDI,音频处理,主要内容,计算机音乐,处理声音,转换采样频率,GoldWave,软件,设定编辑区域,简单编辑,使用剪贴板,合成声音,增加效果,调整固有音量,3,数字音频处理技术,教学要求,1.,了解声音的基本特点；,2.,了解声音采样、量化与编码的处理过程；,3,掌握数字音频中采样频率、量化精度和声道的概念；,4.,掌握数字音频文件的存储；,5.,掌握数字音频文件数据量的计算方法；,6.,掌握,Gold Wave,的基本使用方法，能够利用其采集、编辑和合成数字音频；,7.,了解,MIDI,的有关概念以及计算机音乐合成基本思想；,8.,掌握,WAVE,文件与,MIDI,文件的区别。,4,声音概念,基本概念,声音定义,声音是振动波，具有振幅、周期和频率,声音的质量,简称音质。音质与频率范围成正比，频率范围越宽音质越好,声音具有连续性和过程性，数据前后相关，数据量大，具有实时性,声音的连续时基性,幅度(,s),周期,振幅,基线,(,t),低,特质,高,弱,强,声音三要素,(1),音调,(,高低,),(2),音强,(,强弱,),(3),音色,(,特质,),5,声音美学,影响声音美感的因素,1,清晰度,录制水平、载体材质、采样频率、采样位数,2,噪音,录制本底噪声、介质附加噪声,3,音色,混响时间、声源特质、,MIDI,、,WAV,、,MP3,4,旋律,作曲、演奏等音乐本身的属性,声音运用,1,采用一个以上声源的场合，采用交叉或者响度区分的方法,2,语音采用单声道，乐曲采用立体声,3,适当添加声音效果，弥补不足。例如混响时间、音调高低,噪声,增加混响时间,正常,音色表现,Stop,6,声音频率分布,次声波,人耳可听域,超声波,20,000Hz,女性语音,150Hz,10,000Hz,电话语音,200Hz,3,400Hz,调幅广播,(AM),50Hz,7,000Hz,调频广播,(FM),20Hz,15,000Hz,高级音响,10Hz,40,000Hz,男性语音,100Hz,9,000Hz,声,源,种,类,频,带,宽,度,7,数字化声音,声音采样,声音数字化,(,模,/,数转换,),声音采样,11011100 11001101,把声音,(,模拟量,),按照固定时间间隔，转换成有限个数字表示的离散序列,声音重放,声音模拟化,(,数,/,模转换,),声音重放,11011100,把数字化声音转换成模拟量，经过音响单元重放出来,设备和软件,(1),声音适配器,(,声卡,)8bit,、,16bit,、,128bit,￥,80.00,800.00,(2),声卡驱动软件以及各种声音处理软件,8,声音采样,采样频率,(HZ),每秒钟的采样样本数。只要采样频率高于声波中最高频率的二倍，就能从采样信息中完全恢复出声音波形。标准采样频率为 11.025,khz、22.05khz,和44.1,khz,三种。,所谓量化就是把采样值经过量化器转换为数据。每个采样值可以量化为8、16、,24,、,32,位二进制数据。,量化,(B),所谓采样就是以固定时间间隔对连续声波进行采集得到离散的脉冲波形。,采样量化,声波,样本点,脉冲波,9,声音存储,例如：采样频率为44.1,khz,采样精度为16,bit,则一秒钟立体声音频的数据量计算如下,存储量=44100,x16x2/8=176.4kByte/s,示例,存储量=采样频率,x,采样精度,x,声道数/8,单位为,Bytes/s。,采样频率单位为,HZ,采样精度单位为位,8,是,“,位,”,转化为,“,字节,”,数字音频的存储量决定于对模拟声波的采样频率、采样精度以及声道数。,存储,声道数,是指一次采样声音波形的个数。单声道一次采样一个声音波形，双声道,(,立体声,),一次采样两个声音波形。,10,重放频率,(,模拟量,),与采样频率,(,数字量,),的关系,重放频率 采样频率,2,例,采样频率为,44,100Hz,的数字音频信号还原成声音后，为22,0,5,0,Hz,数字音频的,音质与数据量,采样频率,Hz,数据长度,bit,数据量分钟,11,025,8,0.66 MB,22,050,8,1.32 MB,44,100,8,2.64 MB,11,025,16,1.32 MB,22,050,16,2.64 MB,44,100,16,5.29 MB,音质评价,低,一般,良好,中,良好,优秀,应用场合,互联网,游戏,乐曲,提示语音,朗读语音,优秀,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。,11,.wav,WAVE(Waveform Audio),波形音频文件,多媒体系统、音乐光盘制作，记录物理波形，数据量大,.cda,CDA(CD Audio),激光音频文件,准确记录声波，数据量大，经过采样，生成,wav,和,mp3,音频文件,.mid,MIDI(Musical Instrument Digital Interface),乐器接口文件,用于合成、游戏，记录音符时值、频率、音色特征，数据量小,.mp3,mp3(MPEG,音频压缩标准,),压缩,音频文件,必须经过解压缩，数据量小,文件种类及特点,数字音频文件的种类,12,CD,声音获取,Easy CD-DA Extractor,软件,(2),硬件环境,CPU,：,Pentium/500MHz,内存：,128MB,CDROM,：,40 x(,或以上,),(3),软件环境：,Windows98/Me/2000,CD,采样软件简介,软件简介,(1),作用：,CD,音乐 采集,CD,音轨并转换格式,Easy CD-DA Extractor,软件,CD,音乐,WAV,格式波形音频文件,MP3,格式压缩音频文件,13,(1),插入,CD,音乐盘，随后自动列出,CD,音轨清单,功能菜单,CD,音轨清单,工具按钮,音量调节,播放进度调节,Windows Media Player,界面,(2),在,CD,音轨清单中,选择,采样的,音轨,Windows,自带的媒体播放器将曲目从,CD,复制到计算机中非常简便。,14,录音,使用“录音机”获取声音,(1),选择“程序附件娱乐,录音机”菜单，启动录音机,(2),单击,录音,按钮，开始录音,(,录音时间为,60,秒,),设备间的信号连接,SPEAKER,MIC,LINE IN,1mV,500mV,声卡,机箱后背,插头,:3.5mm/stereo,15,录制自然声，需要保证良好的信,噪比。应配备质量较好的声卡和,话筒。,录音时，注意控制输入信号的强,度，过高过低都会使音质不理想。,用话筒录音，连接线不宜过长。,如果使用无线话筒，则距离不宜,太远。,确定合适的采样频率。采样频率,越高，录制质量越好，但数据量,就大。,录音的技术问题,16,(1),鼠标左键双击任务栏右侧 图标,(2),检查,“,波形,”,是否,被选择,(4),选择,“,录音,”,选项,(5),检查,:,录音控制,线路输入,麦克风应有,(3),选择,“,选项属性,”,(6),单击,确定,按钮,录音失败的处理,操作步骤,音质与数据量,17,(2),选择“文件打开”,(1),选择“程序附件娱乐录音机”,(3),选择需转换的音频文件,(4),单击,打开,按钮,(6),单击,开始转换,按钮,(7),选择属性,(,采样频率,),(10),选择“文件另存为”菜单，保存文件,(5),选择“文件属性”,(8),单击,确定,按钮,转换采样频率,操作步骤,(9),如不满意，可从步骤,(2),重,新开始,18,GoldWave,软件简介,软件功能,ECHO,PITCH,MIX,STOP,音频处理效果,波表显示声音数据，直观、简捷,为声音增加各种效果,(,如回声、机器声等,),编辑,wav,和,mp3,声音,(,如删除、粘贴、静音等,),合成声音,(,把其他声音与当前声音混合,),所有编辑都可进行,STEREO,MONO,声道编辑,CPU:Pentium,或以上,内存,:64 MB,硬盘缓存,:Windowstemp,系统,:Windows98,、,2000,、,XP,软件的工作环境,19,安装与启动,(1),进入“,GoldWave425”,文件夹,(2),运行,pgwave425.exe,文件,双击快捷图标,，启动,GoldWave,软件,播放控制器,音频编辑器,菜单 编辑工具 左声道 右声道,软件图标,20,(,2),打开,Flash,模式,“,总是,”,(,3),临时存储,“,内存,”,(,4),剪贴板,“,GoldWave,”,(,5),单击,确定,按钮,设置软件工作状态,(,2),声音窗口,“,最大化,”,(,3),初始放缩,“,所有,”,(,4),单击,确定,按钮,设置文件、内存管理,(1),选择,“,选项文件,”,设置窗口显示状态,(1),选择,“,选项窗口,”,21,(1),选择“文件打开”,(2),选择声音文件夹和文件名,(,若是,mp3,，需等待片刻,),(3),单击,打开,按钮,调入声音,设定编辑区域,(1),鼠标左键单击,波表,设定起点,(2),鼠标右键单击,波表,设定终点,编辑区域,编辑区域主要用于局部编辑，并通过剪贴板进行粘贴、合成等,22,左声道 右声道,播放控制器,播放编辑区域声音 播放指定声音 停止 录音,播放控制,音量调整,声道平衡调整,速度调整,(,不影响编辑结果,),无声故障的处理,(1),单击,(,音量,),图标，去掉“,”,(2),参见“录音失败的处理”一节,23,设定编辑区域,(2),调整音量滑块,简单编辑,单击,Del,按钮,删除音乐片段,增加局部音量,(1),单击,(,更改,),按钮,静音处理,单击,(,静音,),按钮,(3),单击,确定,按钮,音,量,调,整,前,音,量,调,整,后,24,设定编辑区域,使用剪贴板,获取声音,单击,Copy,按钮,(1),鼠标左键单击波表，确定粘贴开始位置,粘贴声音,(2),单击,Paste,按钮，插入式粘贴,生成新文件,单击,PNew,按钮，生成新文件窗口,如内存容量不足，可把临时存储设置成硬盘,25,(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,合成声音,(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,26,设定编辑区域,增加效果,(1),单击 按钮,(2),调整延迟时间,(3),调整回声音量,(4),设置回响效果,无穷余音,制作回声,t,Volume,延迟时间,ECHO,原理,(5),单击,确定,按钮,27,设定编辑区域,淡入,(1),单击 按钮,淡入淡出效果,(2),调整初始音量,(3),单击,确定,按钮,淡出,(1),单击 按钮,(2),调整减弱音量,(3),单击,确定,按钮,淡入过程 淡出过程,28,(1),打开背景音乐,(2),确定编辑区域,调整固有音量,(3),单击,样式,按钮,(4),鼠标拖曳音量线,(5),单击,确定,按钮,音量低谷,Play,Stop,t,Volume,音量调整原理,背景音乐,语音,编辑区域,29,操作步骤,(1),选择,“,文件另存为,”,(2),选择保存地点,(3),输入文件名,(4),选择属性,(,采样频率,),(5),单击,保存,按钮,保存声音文件,关于注册,未注册软件只允许使用15天，每次启动提示注册,注册方法：选择,“,选项,注册,”,，注册码,(,在,regist_sn.txt文件中,),在设置文件属性时，采样频率不能过低，否则失真,30,(1),什么是采样？什么是量化？,(2),音频信号的频率范围大约多少？话音信号频率范围大约多少？,(3),选择采样频率为,22.050 kHz,和样本精度为,16,位的录音参数。在不采用压缩技术的情况下，计算录制,2,分钟的立体声需要多少,MB(,兆字节,),的存储空间,(1MB=1024,1024B),思考题,31,(1),利用,Windows Media Player,软件将音乐,CD,转换成,MP3,音频文件，并转换为,wav,文件名取,song-1.wav,。,(2),将,song-1.wav,的采样频率转换成,22,050Hz,8bit,，,并以,“,song-2.wav,”,为名字进行保存。,(3),利用,GOLDWAVE,软件对,song-2.wav,进行处理。,将音乐首空白去掉。,只保留乐曲第,1,乐段，其余删除，并在第,1,乐段的尾部进行淡出处理。,保存音频文件，文件名为,“,song-3.wav,”,。,上机练习,32,使用,GoldWave,软件合成素材,录入,wav,格式的语音,为语音添加回声,音频处理实验内容,调入乐曲,淡入淡出,调整音量,剪贴板,复制到剪贴板,关闭语音窗口,保存,合成,剪贴板,33,END,声音信号的获取与处理,内容：,包括录音、放音、改变音量、控制放音速度、倒放、添加回声等，添加声音文件到其它声音文件中，插入声音文件到文档中等。,要求：,掌握在,Windows 95/98,环境下录制、播放和编辑声音文件的方法。,写出实验报告。,上机实验,