第2章--声音素材的编辑与制作实例.pptx

第,2,章 声音素材的编辑与制作实例,单击此处编辑母版标题样式,#,声音素材的编辑与制作实例,多媒体技术与应用立体化教程,第,2,章,周德富 魏国生 主编唐晔 符晓生 副主编,目录,2.1,多媒体,中的音频信息,2.2,多媒体数据压缩编码技术,2.4,音频文件的播放,2.3,音频信息的获取与编辑,2.5,音频文件格式的转换方法,2.6,MIDI,与音乐合成,2.7,数码录音笔,内容提要,声,音媒体技术和格,式,常,用的压缩编码技,术,音,频信息的获取与编,辑,MIDI,与音乐合,成,音,乐格式文件的转换方法,声音,是携带信息的重要媒体，它与图像、视频、字幕等有机地结合在一起，共同承载着,制作者所要表达的思想和感情，因此多媒体音频技术是多媒体技术的一个主要分支,。,在,多媒体,应用,系统中可以通过声音直接表达或传递信息、制造某种效果与气氛、演奏音乐等。只要为计,算机,装上“耳朵”（麦克风），就能让计算机听到和理解人们的讲话，实现语音识别；为计算,机安,上“嘴巴”（扬声器），就能让计算机“讲话”和“唱,歌”,。,2.1,多媒体中的音频信息,2.1.1,声音媒体,声音,是由物体振动引发的一种物理现象,。,波,形声音,语音,音,乐,音调,音,强,音强,音,色,2.1.2,音频信号的数字化技术,当,把模拟声音变成数字声音时，需要在时间轴上，每隔一个固定时间间隔对波形曲线的,振幅,进行一次取值，称为采样，采样的时间间隔称为采样周期。,数字,音频是一个数据序列，在时间上是断续的。用数字表示音频幅度时，只能把无穷多,个电压,幅度用有限个数字表示。把某一幅度范围内的电压用一个数字表示，称为量化。,采样,量化的结果是用所得到的数值序列表示原始的模拟声音信号，这就是将模拟声音,信号数字化,的基本过程，如图,2.1,所示。,图,2.1,数字,声音是通过采样技术进行记录的。采样就是将模拟量表示的音频电信号转换成由许,多二,进制数,1,和,0,组成的数字音频文件。采样过程所用的主要硬件是模拟,/,数字转换器（,A/D,转换,器），由它完成音频信号的采样工作。在数字声音回放时，再由,D/A,转换器将数字信号,转换,为原始电信号。声卡的主要部分之一就是,A/D,和,D/A,转换器及其相应的电路。,2.1.3,数字音频质量,数字,音频质量的好坏主要取决于采样频率、取样大小、声道数等几个因素。,1,采样频率,采样频率,，又称取样频率。它是将模拟的声音波形转换为数字声音时，每秒钟所抽取声,波幅,度样本的次数,。,采样频率,越高，则经过离散数字化的声波越接近于其原始的波形，也就意,味着,声音的保真度越高，声音的质量越好。目前通用的标准采样频率有,11.025kHz,、,22.05kHz,、,44.1kHz,。,2,取样大小,取样,大小，又称量化位数。它是每个采样点能够表示的数据范围。,量化,位数的大小决定了声音的动态范围，即被记录和重放的声音最高与最低之间的差值。,3,声道数,声道,数是指所使用的声音通道的个数，它表明声音记录只产生一个波形（即单音或单声道,）还,是两个波形（即立体声或双声道）。立体声听起来要比单音丰满优美，但需要两倍于单音,的存,储空间。,2.1.4,常用的数字音频文件格式,在,计算机数字音频制作与处理系统中，存储、传输、处理数字音频信息的文件格式有多种,，这,些文件格式根据是否采用有损压缩方式存储音频数据分为无损压缩格式和有损压缩格,式,。,1,WAV,格式,2,AIFF,格式,3,APE,格式,4,ASF/ASX/WAX/WMA,格式文件,5,MP3,格式,6OggVorbis,格式,7,Midi,格式文件,2.2,多媒体数据压缩编码技术,数据压缩,编码是一项十分关键的多媒体技术，是多媒体数据库、多媒体通信、数字化电,视,的关键技术。,2.2.1,常用的压缩编码技术,常用,的压缩编码方式有波形编码、音频参数编码、混合编码,3,种。,1,波形编码方式,波形,编码方式针对声音波形进行编码，使重建音频波形保持原波形的形状。,PCM,（脉,冲编,码调制）是最简单最基本的编码方法。,2,音频参数编码方式,音频,参数编码方式是对音频数字信号进行分析，提取其特征参数，然后再进行编码，使,重建,音频保持原音频的特性，故又称参数编码。,3,混合编码方式,混合,编码方式是将上述两种编码算法很好地结合起来，使在较低的码率（,4.8kbit/s,9.6kbit/s,）上得到较高的音质。典型的混合编码方式有：码本激励线性预测编码（,CELP,）、,多脉,冲激励线性预测编码（,MPLPC,）等。,音频,信号能进行压缩编码的基本依据有两个，一是声音信号中存在很大的冗余度，通过,识别,和去除这些冗余度，便能达到压缩编码率的目的；二是人的听觉具有一个强音能抑制一个,同时,存在的弱音现象，这样就可以抑制与信号同时存在的量化噪声。,2.2.2,预测编码技术,预测编码,是统计冗余数据压缩理论的三个重要分支之一，它的理论基础是现代统计学和,控制,论。在这些理论与技术的基础上形成了一个专门用于压缩冗余数据的预测编码技术,。,预测编码,的基本方法是首先建立数学模型，利用以往的样本值对新的样本值进行预测；然后将样本,的实,际值与其预测值相减得到一个误差值；最后对这个误差值信号进行编码。,预测编码,方法分线性预测编码方法和非线性预测编码方法。线性预测编码方法也称差分,脉冲,编码调制法（,Differential Pulse Code Modulation,，,DPCM,）。,2.2.3,JPEG,压缩编码技术,JPEG,压缩标准定义了两种基本压缩编码方案，一种采用无失真的预测编码方案，另一,种是,有失真的变换编码方案。,无,失真的预测编码方案的基本思想是先对输入图像进行差分脉冲编码调制（,DPCM,）,压缩,，再进一步用编码压缩得到压缩数据。无失真的编码器一般采用哈夫曼（,Huffman,）编码,对,DPCM,的压缩数据进行进一步的压缩。,有失,真的变换编码方案是基于局部区域的离散余弦变换（,DCT,），图,2.2,所示的是基,于,DCT,顺序工作方式的,JPEG,编码的完整工作过程框图，这个过程可以描述为：将原始图像,首先,分割成,88,的数据块，接着使用基于,DCT,的方法分别对每个数据块进行正交变换，再,对,DCT,系数进行量化，并对量化后的系数分别编码。,图,2.2,解码,过程是编码过程的逆过程，图,2.3,所示的是基于,DCT,顺序工作方式的,JPEG,解码,的完,整工作过程框图。,图,2.3,2.3,音频信息的获取与编辑,要,获取音频信息，需要首先通过声音数字化接口的录音设备将声音直接或转录到有音频,卡的,计算机中。实际上，这个方法就是将模拟声音信号经过采样、量化进行数字化的过程。,有了,音频文件后，通常还需要进行降噪、修剪、添加效果、多音轨混合等编辑操作，这,样才,能最终获得我们所需的文件。,2.3.1,获取音频所需的硬件设备,音频,卡上一般都有线性输入插孔（,Line-in,）、话筒输入插孔（,Microphone,，,MIC,）、线性输出插孔（,Line-out,）、扬声器输出插孔（,Speaker,）、游戏端口,/MIDI,插孔Game Port/MIDI,）等插孔，其连接示意图如图,2.4,所示。,图,2.4,音频,卡的功能主要包括以下,3,个部分。,1,录制与播放,录制,是将外部的声音信号通过音频卡录入计算机，并以文件的形式进行保存的过程，其,信号,源可以选择话筒输入或线性输入两种方式。,2,编辑与合成处理,编辑,与合成处理是对声音文件进行多种特殊效果的处理，包括倒播、增加回音、饶舌、,淡入,与淡出、交换声道、声音由左向右移位或声音由右向左移位等。,3,MIDI,MIDI,是乐器数字接口的国际标准，它规定了电子乐器与计算机之间进行数据通信的协议,，以,便保证双方的数据传输。通过软件的应用，可以直接从计算机上对外部电子乐器进行控制,和操,作。,2.3.2,使用,Windows,的录音机录制声,音,下面,介绍利用,Windows,环境提供的录音机，以话筒作为输入源录音的方法，其具体操,作如下,。,图,2.5,图,2.6,图,2.7,图,2.8,图,2.9,图,2.10,图,2.11,2.3.3,使用,Audition CS6,录制和编辑声音,Audition,是美国,Adobe,公司出品的一个界面直观实用且功能强大的音乐编辑软件，能高,质量,地完成录音、编辑、合成等多种任务，只要拥有它和一台配备了声卡的计算机，也就等于,同时,拥有了一台多轨数码录音机、一台音乐编辑机、一台专业合成器。,双击,Audition CS6,图标，启动,Audition CS6,程序并进入其工作界面，如图,2.12,所示。,图,2.12,1,录制音频,Windows,提供的录音机，功能较为简单，而且只能录制,1,分钟以内的声音，若要录制,长度,超过,1,分钟的声音信息，就需要选择功能更强的其他音频处理软件。,图,2.13,图,2.14,图,2.15,剪辑音频,剪辑,音频就是按照用户的需要对音频进行适当的剪裁，将不需要,的部,分删除，其具体操作如下。,图,2.16,图,2.17,图,2.18,3,降噪效果,如果,录音现场有无法抑制的噪声，这样录出的音频文件中就会有,很多,噪声，从而影响声音的效果，这时就需要使用降噪效果来进行处理,，其,具体操作如下。,图,2.19,图,2.20,4,标准化,直接录制,出来的音频文件的音量可能会过大或过小，这时就需要,调整,音频的音量大小，,Audition CS6,中可以调整音量的效果有很多，其,中标,准化效果是一个既简单又很实用的效果，实用标准化效果调整音量,的具,体操作如下。,图,2.21,图,2.22,图,2.23,5,图示均衡器,Audition,CS6,中提供了,3,种图示均衡器，分别是,10,段、,20,段、,30,段,图示均衡器，选择菜单,【,效果,】/【,滤波与均衡,】,菜单命令，在弹,出的,子菜单中选择相应的命令即可，,3,种均衡器的使用方法相同，只是,频段,数目不同而已。下面介绍图示均衡器的使用方法，其具体操作如下。,图,2.24,2.4,音频文件的播放,Windows,Media Player,是,Microsoft,公司开发的一个功能强大且易于使用的媒体播放机。,使用,Windows Media Player,，不仅能播放各种音频和视频文件，而且能播放流式,Windows,Media,文,件。流式,Windows Media,文件是通过网络传输的音频、视频或混合型多媒体文件,。,MediaPlayer,支持智能传输，它能监视网络情况并自动进行调整，以确保接收和播放处于最佳状态。,1,播放媒体文件,图,2.25,图,2.26,2,调整,SRS WOW,效果,Windows,Media Player,集成有,SRS WOW,音频增强技术，通过它,可添,加重低音和动态范围来提高音频内容的质量,。,TruBass,功能则改进,了低,音效果，模拟大型扬声器的效果，加宽了“声音的环绕效果”，使,人感,到声音是从远处的扬声器传来的，从任何方向均可听到美妙的音乐。,图,2.27,3,调整视频设置,播放,视频文件时，如果要调整视频设置，,在,Windows,Media Player,窗口中单击鼠标右键，,在弹,出的快捷菜单中选择,【,增强功能,】【,视,频设,置,】,命令，在打开的视频设置窗口中，可,以拖,曳滑块来调整视频的亮度、对比度、色调和饱,和度，如图,2.28,所示。,图,2.28,4,在“媒体库”和“正在播放”之间切换,Windows,Media Player,有“媒体库”和“正在播放”两种模式，“正在播放”模式是播,放机,的默认模式。,图,2.29,5,播放,CD,CD,存放的是数字化的音乐节目。播放,CD,时，只需将,CD,插到光盘驱动器中，,Windows Media,Player,就会自动启动并进行播放。,播放,CD,时，,Windows Media Player,会从网上尽可能收集该,CD,的有关信息，包括,艺术家的,姓名和曲目标题等。,图,2.30,6,翻录,CD,可以,将曲目从,CD,翻录到硬盘上，这样做的好处是可以在各,CD,之间,或各,CD,上的歌曲之间轻松转换，而无需更换,CD,。还可以创建播,放列,表，以便对要播放的曲目进行安排。,翻录,CD,曲目时，可以将其压缩，以免占用过多的硬盘空间。,图,2.31,图,2.32,7,将媒体文件添加到“媒体库”中,将,媒体文件添加到“媒体库”中的方法如下。通过翻录音乐的方法将音乐,CD,中的曲目复制到硬盘并添加到“媒体库”中。选择,【,文件,】/【,打开,】,菜单命令，在打开的对话框中打开要添加的媒体文件。选择,【,文件,】/【,添加到库中,】/【,添加文件,】,菜单命令，在弹出的对话框中找到要,添加,的媒体文件。将媒体文件从,Windows,资源管理器拖放到“媒体库”窗口中。,8,创建播放列表,使用,“媒体库”可以将,CD,曲目及与文件或广播电台等的链接添加到播放列表中。播放列表使用户可以将不同媒体内容集中在一起并按指定的顺序播放。,2.5,音频文件格式的转换方法,2.5.1,使用格式工厂转换音频格式,格式,工厂是一款全功能媒体格式转换软件，几乎支持所有的常用,的媒,体格式，可以对视频、音频、图片、,CD/VCD/DVD,光盘等内容进,行格,式转,换,。,图,2.33,图,2.34,图,2.35,2.5.2,使用,Audition CS6,转换音频格式,使用,Audition CS6,的批处理功能也可以快速实现音频格式的转换,，其,具体操作如,下,。,图,2.36,图,2.37,2.6,MIDI,与音乐合成,2.6.1,什么是,MIDI,MIDI,是音乐与计算机结合的产物。,MIDI,（,Musical Instrument Digital Interface,）是,“乐器数字接口”,的英文缩写，它是指数字乐器与计算机连接的接口，是直接插入在计算机端口上,的一,个小部件，通过它可以使数字乐器与计算机相互“沟通”信息。,MIDI,的特点是将演奏数字音乐的全部动作过程以信息文件记录下来。例如，音色、音符,、延,时、音量、力度等信息，所以其数据量相当小。它以乐谱的形式展示出来，而乐谱实际上,就是,由描述演奏过程的符号组成的。,为了,使数字乐器与计算机之间配合默契，也为了使各个厂商生产的设备可以被不同的计,算机,接收与处理，在,20,世纪,80,年代，由几家电子乐器厂商共同制定了一个,MIDI,接口标准，即“,GM,标,准（,General MIDI,）”。,MIDI,标准主要由两部分组成：一是规定了与设备相连的硬件标准，不同厂家的电子乐,器与,计算机连接的缆线和硬件；二是规定了,MIDI,数据的格式和硬件上传输信息的编码方式，,及从,一个装置传送数据到另一个装置的通信协议。无论厂家如何开发自己的产品，其基本设计,必须,参照这套,MIDI,标准。,2.6.2,音乐合成,在,多媒体计算机的音频卡中，应用了两种常见的音乐合成技术。,1,调频（,FM,）合成技术,FM,合成技术是使高频振荡波的频率按调制信号规律变化的一种调制方式。采用不同调,制波,频率和调制指数，就可以方便地合成具有不同频谱分布的波形，再现某些乐器的音色。这,种合,成技术由,YAMAHA,公司将它应用到,PC,的声卡中。其特点是能创造出丰富多彩的、真实,乐器,所不具备的音色，缺点是失真较大。,2,波表（,Wave Table,）合成技术,波,表合成技术是将各种真实的乐器声音录制下来，并保存在一个波形表格中。播放时根,据,MIDI,文件记录的乐谱信息向波形表格发出指令，然后从中找出对应的声音信息，经过合成,后回,放出来。由于它采用的是真实乐器的采样所以效果自然要好于调频合成法。,2.7,数码录音笔,数码,录音笔是通过数字存储的方式来记录音频信息的一种工具。通常来说，录音笔的体,积比,较小，形状大小类似于传统的钢笔，携带方便，并且配有用于固定的卡子。,2.7.1,录音笔的工作原理,数码,录音笔通过对模拟信号的采样、编码将模拟信号通过数模转换器转换为数字信号，,并进,行一定的压缩后进行存储。,2.7.2,录音笔的特点,1,重量轻、体积小,2,连续录音时间长,3,与计算机连接方便，即插即用,4,非机械结构，使用寿命长,5,安全可靠，可进行保密设计,录音,笔与其他录音设备的对比如表,2.1,所示。,表,2.1,录音笔与其他设备的对比,2.7.3,录音笔的性能指标,1,标准录音时间,录音,时间的长短与录音笔支持的声音文件存储规格有关，目前常见的有长时间录音（,Long,Play,，,LP,）、标准录音（,Standard Play,，,SP,）、高质量录音（,High Quality,，,HQ,）,3,种基本模式。,标准,录音时间是指在,SP,模式下录音笔内存支持的最长录音时间。,录音时间,的长短是数码录音笔最重要的技术指标，也是广大的消费者购买时关注最多的,地方,之一,。,长,时间录音模式下，压缩率高，是通过牺牲了一定的音质的情况下来延长录音的长度，,一般,可以将录音的时间长度延长,80%,左右。,标准,录音模式下的压缩率不高，音质比较好，录音时间适中。,高质量,录音模式下的压缩率十分低，音质非常好，但容量比较大，一般在对音质要求较,高的,场合使用，如为重要讲话做存档式的记录等。,2,最大录音数,由于,数码录音笔能够录音的时间很长，而且在绝大多数的情况下，它的存储容量不可能,一次,用完，因此数码录音笔一般提供几个文件夹，每个文件夹中可以存储几十个甚至上百个文件。,用户,可以将每一段录音命名后，以文件的形式进行存储，并且可以根据内容进行分类，存储,在不,同的文件夹中，方便查找和管理。,最大,录音数（条）是录音笔可以创建的最大的信息文件数目，最大录音条数越多，就,能创,建越多的文件。为了方便管理，一般的数码录音笔都支持多文件夹。,3,随机内存,随机,内存即内置内存，数码录音笔都是采用内置的闪存来存储录音信息，理论上可以经,受上,百万次的反复擦写。闪存可以说是数码录音笔中最贵的部件，当然，容量越大，价格就越贵,，录,音时间也就越长。,4,频率响应,频率响应,是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率,的变,化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象，这种声压和相位与频率的相关联的,变化,关系（变化量）称为频率响应，频率响应范围是最低有效声音频率到最高有效声音频率之,间的,范围，单位为赫兹（,Hz,）。,5,电池使用时间,数码,录音笔的电池使用时间是指使用原装电池能达到的录音的最长时间用电池作为,电源,，不仅更换简单，而且携带方便、操作灵活。,2.7.4,数码录音笔的使用,一般来说,，数码录音笔的操作都十分简单，类似于传统录音机的操作，包括录制、停止,、播,放、快进、快退等按键。在录音时通常只需要按下“录音”键即可录制。,1,SONY ICD-SX45,录音笔的主要参数,2,使用,Digital Voice Editor,下载和转换录制好的声音,ICD-SX45,可以通过,USB,接口连接到计算机上，接好之后启动,Digital Voice Editor 3,，,其,界面如图,2.38,所示，在界面左边是录音笔内的文件结构和内容，右边是计算机的文件结,构和,内,容，这,种形式很像我们使用的,FTP,工具，一边是远程，另一边是本地。,图,2.38,Digital,Voice Editor 3,默认的文件保存格式是,DVF,格式，很多音频播放软硬件并不能很,好地,支持该格式，所以将音频文件转换成一个比较通用的格式是很现实的问题,。,而,Digital,VoiceEditor,3,本身也提供了这样的功能，其具体操作如下。,图,2.39,图,2.40,2.7.5,WAV,文件的处理,通过,Digital Voice Editor,，我们可以将录音笔录制的声音文件下载并转换成,WAV,格式,，,该格式是音频信息的原始格式，也就是说，这种格式的音频质量是最好的，但是其弊端在于,体积,过大,。,录音,笔录制几十分钟的音频信息，转换成,WAV,格式之后就要占据几百兆的空间，,这显,然限制了其使用的方便性，解决这个问题的一个办法就是将这个,WAV,文件转换成体积更小,，与,各种便携音频播放器兼容性极高,的,MP3,格式。,图,2.41,图,2.42,谢 谢,!,多媒体技术与应用立体化教程,海量图书方便查询,免费申请样书,下载配套资源,优惠购书,成为作者,更多,样书申请和资源下载,需求，请登录人邮教育社区（,),囊括各大品类，您想要的应有尽有,教师免费申请样书，,我们将安排快递迅速送达,教学视频、,PPT,课件、教学案例、,习题答案、模拟试卷等丰富资源,免费下载,教师可以申请最低折扣,学生直接优惠购买图书,欢迎写文章投稿，我们强大的编辑团队将为您提供专业和高效的编辑出版服务,