数字音频及应用.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,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,*,5.3,数字音频及应用,波形声音的获取与播放,波形声音的获取与播放,声音由振动产生，通过空气进行传播,声音是一种波，它由许多不同频率的谐波组成,多媒体技术处理的声音主要是人耳可听见的音频信号：,话音或语音,(speech),，专指人的说话声音，带宽仅为,300,3400Hz,全频带声音,(,如音乐声、风雨声、汽车声等,),，其带宽可达到,20Hz,20kHz,aif(Audio Interchangeable File Format)苹果公司的声音文件,1 声音的重建：把声音从数字形式转换成模拟信号形式，由声卡完成,计算机输出声音分为两步：,波形声音的表示 与应用,pcm使用PCM编码的声音文件,（sound card）,声音信号数字化的过程：,数据量极小（比CD立体声少3个数量级，比MP3少3个数量级）,目前流行的主要有3个公司的流媒体技术：,语音的取样频率低，一般为8kHz,边下载边播放的流媒体技术,3 声音的效果处理：如混响、回声等,计算机模仿人把一段文字朗读出来，即把文字转换为语音（简称为 TTS）,数字化（取样、量化和编码）,乐谱在计算机中使用一种叫做MIDI的音乐描述语言来表示。,声音信号数字化的过程：,取样,量化,编码,声音信号的数字化,模拟声音信号,取 样,量 化,编 码,数字声音,011010011101,取样的目的是把时间上连续的信号转换成时间上离散的信号,量化是把每个样本从模拟量转换成为数字量,(8,位或,16,位整数表示,),将所有样本的二进制代码组织在一起，并进行数据压缩,波形声音的获取设备,声波转换为电信号,麦克风,（,microphone,）,声卡,（,sound card,）,模拟声音,数字声音,数字化（取样、量化和编码）,声卡既参与声音的获取，也负责声音的重建，它控制并完成声音的输入与输出。,声卡的功能,波形声音的获取与数字化,声音的重建与播放,MIDI,声音的输入,MIDI,音乐的合成与播放,声卡的主要功能,声音的重建,计算机输出声音分为两步：,1,声音的重建：把声音从数字形式转换成模拟信号形式，由声卡完成,2,声音播放,：将模拟声音信号经处理和放大后送到音箱,(,扬声器,),重建的模拟声音信号,数字声音,011010011101,插 值,数模转换,解 码,把压缩编码的数字声音恢复为压缩编码前的状态,把声音样本从数字量转换为模拟量,把时间上离散的一组样本转换成在时间上连续的模拟声音信号,波形声音的表示 与应用,波形声音的主要参数,数字波形声音是使用二进位表示的一种串行比特流，其数据按时间顺序进行组织，文件扩展名为,“,.wav,”,数字波形声音的主要参数有：,取样频率,：,语音的取样频率低，一般为,8kHz,全频带声音（如音乐）的取样频率高，一般为,44.1kHz,量化位数,：通常为,8,位、,12,位或,16,位,声道数,：单声道为,1,，双声道为,2,码率,(,比特率,),，每秒钟的数据量,数字波形声音码率的计算,未压缩时数字波形声音的码率计算公式,码率,=,取样频率,量化位数,声道数,例：,声音类型,声音信号带宽,(Hz),取样频率,(kHz),量化位数,(bits),声道数,未压缩时的,码率,数字语音,300,3 400,8,8,1,64 kb/s,CD,立体声,20,20 000,44.1,16,2,1411.2(kb/s),压缩编码之后数字波形声音的码率为：,压缩后的码率,=,未压缩时的码率,/,压缩倍数,数字波形声音的主要文件格式,.wav,波形声音文件,.pcm,使用,PCM,编码的声音文件,.,mp3,MPEG-1,层,3,编码的声音文件,.rm,，,.ra(RealAudio),RealNetworks,的流式声音文件,.wma,微软公司的流式声音文件,.aif(Audio Interchangeable File Format),苹果公司的声音文件,MIDI声音既可以是乐曲，也可以是歌曲,优化本地操作系统设置,声道数：单声道为1，双声道为2,语音的取样频率低，一般为8kHz,Real Networks公司的 Real Media（RealAudio和RealVideo）,MIDI是一种计算机合成的音乐，下列关于MIDI的叙述，错误的是_。,MIDI文件可以用媒体播放器软件进行播放,把声音样本从数字量转换为模拟量,流媒体就是一种允许在网络上让用户一边下载一边收看(听)音视频媒体的媒体分发(delivery)技术,什么是流媒体？,在因特网上收听,(,看,),音,(,视,),频节目的,2,种方式：,下载存储方式：先下载存储在计算机中，下载完毕后再播放（缺点：需要等待较长时间，并需要较大的存储容量）,流式传输方式,：边下载、边播放（优点：只需要下载一部分数据之后,就可以开始一边播放一边下载，等待时间短、存储需求小）,流媒体,就是一种允许在网络上让用户一边下载一边收看,(,听,),音视频媒体的,媒体分发,(delivery),技术,目前流行的主要有,3,个公司的流媒体技术：,Real Networks,公司的,Real Media,（,RealAudio,和,RealVideo,）,微软公司的,Windows Media Services,(WMA,、,WMV,和,ASF),苹果公司的,Quick Time,波形声音的编辑与播放,波形声音编辑软件的功能,主要功能：,1,录音,2,编辑声音：如声音剪辑、复制、调节音量,3,声音的效果处理：如混响、回声等,4,声音的格式转换,5,播放声音,数字声音,的参数,左声道,信号波形,右声道,信号波形,淡入,淡出,时间刻度,播放标尺,声音编辑软件的,典型用户界面,计算机合成声音,什么是计算机合成声音？,计算机合成声音就是计算机模仿人说话或演奏音乐,计算机合成声音有两类：,计算机合成语音,：,计算机模仿人把一段文字朗读出来，即把文字转换为语音（简称为,TTS,）,应用：有声查询、文稿校对、语言学习、语音秘书、自动报警、残疾人服务等,计算机合成音乐,：,计算机模拟各种乐器发声并按照乐谱演奏音乐,应用：计算机作曲、配器等,计算机合成音乐（,MIDI,）,音乐,合成器,音乐,MIDI,文件,媒体,播放器,MIDI,消息,计算机合成音乐需要三个要素：乐器、乐谱和“演奏员”,声卡上的音乐合成器能像电子琴一样模仿几十种不同的乐器发出声音，它按照,MIDI,消息合成出不同音色和音调的音符，通过扬声器播放出音乐来,乐谱在计算机中使用一种叫做,MIDI,的音乐描述语言来表示。使用,MIDI,描述的音乐称为,MIDI,音乐。一首乐曲对应一个,MIDI,文件，其文件扩展名为,.MID,或,.MIDI,媒体播放器软件相当于,“,演奏员,”,。播放,MIDI,音乐时，它先从磁盘上读入,.MID,文件，解释其内容，然后以,MIDI,消息的形式向,声卡,上的音乐合成器发出各种指令,MIDI,的优点：,数据量极小（比,CD,立体声少,3,个数量级，比,MP3,少,3,个数量级）,易于制作和编辑修改,可以与波形声音同时播放,MIDI,的不足：,只能合成音乐，不能合成歌曲和语言,音质与硬件设备相关,MIDI是一种计算机合成的音乐，下列关于MIDI的叙述，错误的是_。,A.同一首乐曲在计算机中既可以用MIDI表示，也可以用波形声音表示,B.MIDI声音在计算机中存储时，文件的扩展名为.mid,C.MIDI文件可以用媒体播放器软件进行播放,D.MIDI是一种全频带声音压缩编码的国际标准,关于声卡的叙述，下列说法正确的是_。,A.计算机中的声卡只能处理波形声音而不能处理MIDI声音,B.将声波转换为电信号是声卡的主要功能之一,C.声波经过话筒转换后形成数字信号，再输给声卡进行数据压缩,D.随着大规模集成电路技术的发展，目前多数PC机的声卡已集成在主板上,真题练习,D,D,人们的说话声音必须数字化之后才能由计算机存储和处理。假设语音信号 数字化时取样频率为16kHz，量化精度为16位，数据压缩比为2，那么每秒钟数字语音的数据量是_。A.16kB B.8kB C.2kB D.1kB,声卡是获取数字声音的重要设备，下列有关声卡的叙述中，错误的是 _。,A.声卡既负责声音的数字化，也负责声音的重建与播放,B.因为声卡非常复杂，所以只能将其做成独立的PCI插卡形,C.声卡既处理波形声音，也负责MIDI音乐的合成,D.声卡可以将波形声音和MIDI声音混合在一起输出,文件扩展名为WMA的数字媒体，其媒体类型属于_。,A.动画 B.音频 C.视频 D.图像,A,B,B,下列关于MIDI声音的叙述中，错误的是_。,A.MIDI声音的特点是数据量很少，且易于编辑修改,B.MID文件和WAV文件都是计算机的音频文件,C.MIDI声音既可以是乐曲，也可以是歌曲,D.类型为MID的文件可以由Windows的媒体播放器软件进行播放,音频文件的类型有多种，下列不属于音频文件类型的是_。A.WMA B.WAV C.MP3 D.BMP,与计算机能合成图像一样，计算机也能合成（生成）声音。计算机合成的 音乐其文件扩展名为_.,A.wav B.mid C.mp3 D.wma,C,D,B,网上在线视频播放，采用_技术可以减轻视频服务器负担。,A.边下载边播放的流媒体技术,B.P2P技术实现多点下载,C.提高本地网络带宽,D.优化本地操作系统设置,MP3音乐采用的声音数据压缩编码的国际标准是_中的第3层算法。,A,MPEG-1,