声音卡和音频信息.pptx

第一节 数字声音基础n声音是通过一定的介质传播的一种连续的机械波，物理学上称为声波。n声音的强弱与振幅相关，声调的高低与频率相关。n频率在2020KHZ的波叫音频波 小于20HZ的叫亚音波，大于20KHZ叫超音波 说话时频率范围为3003000HZ：SPEECH,VOICE 音乐波的范围为：1020,000HZ:AUDIO 人的听觉器官能感知的频率：人的听觉器官能感知的频率：2020,000Hz 人的发音器官发出的声音频率：人的发音器官发出的声音频率：803,400Hz 人的听觉器官能感知的声音幅度：人的听觉器官能感知的声音幅度：0130dB 2.1.2 声音质量的评价n区分声音质量通常用声音信号频率范围衡量。通常分为4级。n数字激光唱盘CD-DA，10Hz20kHz；n调频广播FM，20Hz15kHz；n调幅广播AM，50Hz7kHz；n电话的话音质量，200Hz3400Hz。n数字录音带DAT格式，101020,00020,000（采样频率高于（采样频率高于CDCD）n数字激光唱盘的声音质量最高，电话的话音质量最低。除了频率范围外，人们往往还用其它方法和指标来进一步描述不同用途的音质标准。n图声音频率范围图n5.1声道示意图7.1声道图2.2 数字化声音n把模拟声音信号变成数字信号由两个步骤完成：把模拟声音信号变成数字信号由两个步骤完成：(1)对连续的声音信号进行采样对连续的声音信号进行采样(2)将采样得到的连续幅度值进行量化将采样得到的连续幅度值进行量化n数字化：把时间和幅度连续的信号转换成离散数字化：把时间和幅度连续的信号转换成离散的数字信号的数字信号 连续时间的离散化通过采样连续时间的离散化通过采样(Sampling)，一，一般采用均匀采样般采用均匀采样(uniform sampling)连续幅度的离散化通过量化连续幅度的离散化通过量化(Quantization)，可采用线性量化，可采用线性量化,或非线性量化或非线性量化n 2.3 声音数字化的参量n2.3.1 乃奎斯特理论与采样频率设定 数字信号采样频率的大小由声音信号本身的最高频率决定，且采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样就能把数字声音还原为原来声音。目前通用的标准采样频率有：8k，11.025k，22.05k，16k，44.1k，和48k.用于激光唱盘音质采样2.3.2 采样精度（分辨率、解析度）n采样精度：每个采样值用多少位二进制数来表示，它反映出度量声音波形幅度值的精确程度。n例：8位可精确到1/28=1/256n声道数：表示所产生声音波形的个数，单声道1个，双声道和立体声2个（根源在早期激光唱盘）n存储容量=(采样频率khzX精度bitX通道数)/8 Byte/s主要声音文件格式：wav(windows系统用)Mp3(mpeg layer3)mid(MIDI)：windowsRm(realmedia):realnetworks流媒体Ra(realaudio)声音文件Snd和aif:apple及sgi工作站上的声音文件Au:sun和next公司声音文件，主要用于unix工作站2.4 声音卡2.4.1 声音卡的功能和技术指标n录制、编辑和回放数字声音文件n控制声音源的音量，混合后再数字化n在记录和回放数字声音文件时进行压缩和解压缩n通过采用语音合成技术，使计算机朗读文本n语音识别等2.4.2 声音卡技术指标n采样率和量化位数：44.1 khz,mpc level 1,2分别为8，16位nFM合成与波形表n兼容性n外围接口n音频压缩nDSP芯片n软件支持nFM合成：美国斯坦福大学john chowing发明20世纪70年代，是音乐工业的一次革命，FM的工作原理是傅里叶级数：任何波形都可被分解为若干个不同频率的正玄波。n内部包含信号发生器，振荡器，运算器等，受成本限制目前仅有4个正玄波合成声音，音色少，音质差。n波表合成：把各种真正的乐器声音录制下来，再进行数字化处理形成波形数据，然后将各种波形数据存储起来。发音时通过查表找到所选乐器的波形数据，然后经过调制、滤波、再合成等处理进行发声。2.4.3 声音卡的组成与工作原理工作原理n图，教材80页主要介绍n混合信号处理器n数字声音处理器n音乐合成器2.5 音频信号处理的特点2.5.1 模拟音频与数字音频的区别发声原理记录方式信号连续性信号精确度（动态范围）：模拟80db2.5.2 数字化的声音和音乐1、波形音频采样与量化声道存储量波形文件：.wav,人语在8位，11.025khz即可还原2、MIDI(musical instrument digital interface)标准:1982年达成协议，1988年提交midi制造商协会，成为数字音乐的国际标准。规定了乐器与计算机间，乐器间硬件联接和通信协议。文件：.mid，不对声音进行采样，而是记录每个音符的动作及长度等信息。存储量小，难以还原真实声音，价格昂贵。3、CD音频：一种数字化声音，以16位量化级，44.1khz采样的立体声，每片唱盘能记录约74分钟这种类型声音。2.6 音乐合成与MIDIn略音频编码简介n第三讲1n第三讲2声音处理软件nWin2000录音机nCooleditn音频格式转换家庭影院技术术语n1、杜比定向逻辑系统：是目前av功放具有的一种环绕声制式，其解码能将输入的两个声道信号解成左、中、右和环绕四个声道。四个声道配合播放时能产生较好的效果，特别是对移动目标如飞机、火车等效果明显nTHX系统：它是对上系统的改进，将一个声道的环绕声分离成相互独立的两个声道及增加了一个超低音声道。因此系统共有左、中、右、左环绕、右环绕、超低音。重放效果空间感强n杜比AC-3：是一种新的数字环绕声系统，意为音频感觉编码系统。据有6个独立的声道，即左、中、右、左环绕、右环绕、超低音（5.1声道）。效果极好，覆盖了整个音频，分离度和动态范围较大。