音頻基礎(chǔ)知識(shí)大全

1、    音頻基礎(chǔ)知識(shí)大全    音頻基礎(chǔ)知識(shí)大全    類別：電子綜合                              &nbsp來源：樂其多音頻論壇  

2、;      &nbsp1、多媒體中的音頻處理技術(shù)        &nbsp多媒體涉及到多方面的音頻處理技術(shù)，如：音頻采集、語音編碼/解碼、文一語轉(zhuǎn)換、音樂合成、語音識(shí)別與理解、音頻數(shù)據(jù)傳輸、音頻一視頻同步、音頻效果與編輯等。其中數(shù)字音頻是個(gè)關(guān)鍵的概念，它指的是一個(gè)用來表示聲音強(qiáng)弱的數(shù)據(jù)序列，它是由模擬聲音經(jīng)抽樣（即每隔一個(gè)時(shí)間間隔在模擬聲音波形上取一個(gè)幅度值）量化和編碼（即把聲音數(shù)據(jù)寫成計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)格式）后得到的。計(jì)算機(jī)數(shù)字CD、數(shù)字磁帶（DAT）中存儲(chǔ)的都

3、是數(shù)字聲音。模擬一數(shù)字轉(zhuǎn)換器把模擬聲音變成數(shù)字聲音；數(shù)字一模擬轉(zhuǎn)換器可以恢復(fù)出模擬來的聲音。        &nbsp一般來講，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)語音輸出有兩種方法：一是錄音/重放，二是文一語轉(zhuǎn)換。第二種方法是基于聲音合成技術(shù)的一種聲音產(chǎn)生技術(shù)，它可用于語音合成和音樂合成。而第一種方法是最簡(jiǎn)單的音樂合成方法，曾相繼產(chǎn)生了應(yīng)用調(diào)頻（FM）音樂合成技術(shù)和波形表（wavetable）音樂合成技術(shù)。        &nbsp2、樂器數(shù)字接口MIDI的概念&

4、#160;       &nbsp現(xiàn)在我們用的最多的音頻名詞之一MIDI（musical instrument digital interface）是作為“樂器數(shù)字接口”的縮寫出現(xiàn)的，并用它來泛指數(shù)字音樂的國際標(biāo)準(zhǔn)。由于它定義了計(jì)算機(jī)音樂程序、合成器及其他電子設(shè)備交換信息和電子信號(hào)的方式，所以可以解決不同電子樂器之間不兼容的問題。另外，標(biāo)準(zhǔn)的多媒體PC平臺(tái)能夠通過內(nèi)部合成器或連接到計(jì)算機(jī)MIDI端口的外部合成器播放MIDI文件，利用MIDI文件演奏音樂，所需的存儲(chǔ)量最少。      &#

5、160;  &nbsp至于MIDI文件，是指存放MIDI信息的標(biāo)準(zhǔn)文件格式。MIDI文件中包含音符、定時(shí)和多達(dá)16個(gè)通道的演奏定義。文件包括每個(gè)通道的演奏音符信息：鍵通道號(hào)、音長、音量和力度（擊鍵時(shí)，鍵達(dá)到最低位置的速度）。由于MDDI文件是一系列指令，而不是波形，它需要的磁盤空間非常少；并且現(xiàn)裝載MIDI文件比波形文件容易的多。這樣，在設(shè)計(jì)多媒體節(jié)目時(shí)，我們可以指定什么時(shí)候播放音樂，將有很大的靈活性。在以下幾種情況下，使用MIDI文件比使用波形音頻更合適：需要播放長時(shí)間高質(zhì)量音樂，如想在硬盤上存儲(chǔ)的音樂大于4分鐘，而硬盤又沒有足夠的存儲(chǔ)容量；需要以音樂作背景音響效

6、果，同時(shí)從CD-ROM中裝載其它數(shù)據(jù)，如圖像、文字的顯示；需要以音樂作背景音響效果，同時(shí)播放波形音頻或?qū)崿F(xiàn)文一語轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)音樂和語音的同時(shí)輸出。         &nbsp3、常見的聲音文件格式         &nbsp再接下來我們介紹七種目前最為流行的多媒體聲音文件效果讓你認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)：         &nbspWAVE，擴(kuò)展名為WAV：該格式記錄聲音的波形，

7、故只要采樣率高、采樣字節(jié)長、機(jī)器速度快，利用該格式記錄的聲音文件能夠和原聲基本一致，質(zhì)量非常高，但這樣做的代價(jià)就是文件太大。         &nbspMOD，擴(kuò)展名MOD、ST3、XT、S3M、FAR、669等：該格式的文件里存放樂譜和樂曲使用的各種音色樣本，具有回放效果明確，音色種類無限等優(yōu)點(diǎn)。但它也有一些致命弱點(diǎn)，以至于現(xiàn)在已經(jīng)逐漸淘汰，目前只有MOD迷及一些游戲程序中尚在使用。        &nbspMPEG-3，擴(kuò)展名MP3：現(xiàn)

8、在最流行的聲音文件格式，因其壓縮率大，在網(wǎng)絡(luò)可視電話通信方面應(yīng)用廣泛，但和CD唱片相比，音質(zhì)不能令人非常滿意。        &nbspReal Audio，擴(kuò)展名RA：這種格式真可謂是網(wǎng)絡(luò)的靈魂，強(qiáng)大的壓縮量和極小的失真使其在眾多格式中脫穎而出。和MP3相同，它也是為了解決網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬資源而設(shè)計(jì)的，因此主要目標(biāo)是壓縮比和容錯(cuò)性，其次才是音質(zhì)。         &nbspCreative Musical Format，擴(kuò)展名CMF：Crea

9、tive公司的專用音樂格式，和MIDI差不多，只是音色、效果上有些特色，專用于FM聲卡，但其兼容性也很差。         &nbspCD Audio音樂CD，擴(kuò)展名CDA：唱片采用的格式，又叫“紅皮書”格式，記錄的是波形流，絕對(duì)的純正、HIFI。但缺點(diǎn)是無法編輯，文件長度太大。         &nbspMIDI，擴(kuò)展名MID：目前最成熟的音樂格式，實(shí)際上已經(jīng)成為一種產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其科學(xué)性、兼容性、復(fù)雜程度等各方面當(dāng)然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過本文前面介紹的所

10、有標(biāo)準(zhǔn)（除交響樂CD、Unplug CD外，其它CD往往都是利用MIDI制作出來的），它的General MIDI就是最常見的通行標(biāo)準(zhǔn)。作為音樂工業(yè)的數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)，MIDI能指揮各音樂設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，而且具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)格式，能夠模仿原始樂器的各種演奏技巧甚至無法演奏的效果，而且文件的長度非常小。         &nbsp總之，如果有專業(yè)的音源設(shè)備，那么要聽同一首曲子的HIFI程度依次是：         &nbsp原聲樂器演奏 &gt

11、; MIDI > CD唱片 > MOD > 所謂聲卡上的MIDI > CMF，而MP3及RA要看它的節(jié)目源是采用MIDI、CD還是MOD了。        &nbsp另外，在多媒體材料中，存儲(chǔ)聲音信息的文件格式也是需要認(rèn)識(shí)的，共有：WAV文件、VOC文件、MIDI文件、RMI文件、PCM文件以及AIF文件等若干種。         &nbspWAV文件：Microsoft公司的音頻文件

12、格式，它來源于對(duì)聲音模擬波形的采樣。用不同的采樣頻率對(duì)聲音的模擬波形進(jìn)行采樣可以得到一系列離散的采樣點(diǎn)，以不同的量化位數(shù)（8位或16位）把這些采樣點(diǎn)的值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，然后存入磁盤，這就產(chǎn)生了聲音的WAV文件，即波形文件。Microsoft Sound System軟件Sound Finder可以轉(zhuǎn)換AIF SND和VOD文件到WAV格式。         &nbspVOC文件：Creative公司波形音頻文件格式，也是聲霸卡（sound blaster）使用的音頻文件格式。每個(gè)VOC文件由文件頭塊（header b

13、lock）和音頻數(shù)據(jù)塊（data block）組成。文件頭包含一個(gè)標(biāo)識(shí)版本號(hào)和一個(gè)指向數(shù)據(jù)塊起始的指針。數(shù)據(jù)塊分成各種類型的子塊。如聲音數(shù)據(jù)靜音標(biāo)識(shí)ASCII碼文件重復(fù)的結(jié)果重復(fù)以及終止標(biāo)志，擴(kuò)展塊等。        &nbspMIDI文件：Musical Instrument Digital Interface（樂器數(shù)字接口）的縮寫。它是由世界上主要電子樂器制造廠商建立起來的一個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，以規(guī)定計(jì)算機(jī)音樂程序 電子合成器和其它電子設(shè)備之間交換信息與控制信號(hào)的方法。MIDI文件中包含音符定時(shí)和多達(dá)16個(gè)通道的樂器定義

14、，每個(gè)音符包括鍵通道號(hào)持續(xù)時(shí)間音量和力度等信息。所以MIDI文件記錄的不是樂曲本身，而是一些描述樂曲演奏過程中的指令。         &nbspRMI文件：Microsoft公司的MIDI文件格式，它可以包括圖片標(biāo)記和文本。        &nbspPCM文件：模擬音頻信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D變換）直接形成的二進(jìn)制序列，該文件沒有附加的文件頭和文件結(jié)束標(biāo)志。在聲霸卡提供的軟件中，可以利用VOC-HDR程序，為PCM格式的音頻文件加上文件頭，

15、而形成VOC格式。Windows的Convert工具可以把PCM音頻格式的文件轉(zhuǎn)換成Microsoft的WAV格式的文件。        &nbspAIF文件：Apple計(jì)算機(jī)的音頻文件格式。Windows的Convert工具同樣可以把AIF格式的文件換成Microsoft的WAV格式的文件。        &nbspDSP： 即Digital Signal Processing 數(shù)字信號(hào)處理.DSP技術(shù)在音調(diào)控制，失真效果器，Wah-wa

16、h踏板等模擬電子領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，DSP在模擬均衡和混響等多種效果上也能大顯身手 。通過電腦CPU或?qū)ｉT的DSP芯片都可以處理DSP 動(dòng)作，不同的是，專門的DSP芯片處理要比電腦CPU處理更優(yōu)化，速度更快 。         &nbsp采樣：把模擬音頻轉(zhuǎn)成數(shù)字音頻的過程，就稱作采樣，所用到的主要設(shè)備便是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter，即ADC。與之對(duì)應(yīng)的是數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，即DAC）。采樣的過程實(shí)際上是將通常的模擬音頻信號(hào)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼0和1，這些0和1便構(gòu)成了數(shù)字

17、音頻文件。采樣的頻率越大則音質(zhì)越有保證.由于采樣率一定要高于錄制的最高頻率的兩倍才不會(huì)產(chǎn)生失真，而人類的聽力范圍是20Hz20kHz，所以采樣頻率至少得是20k×240kHz以保證不產(chǎn)生低頻失真，這也是CD音質(zhì)采用44.1kHz(稍高于40kHz是為了留有余地)的原因。      信噪比：以dB計(jì)算的信號(hào)最大保真輸出與不可避免的電子噪音的比率。該值越大越好。低于75dB這個(gè)指標(biāo)，噪音在寂靜時(shí)有可能被發(fā)現(xiàn)。AWE64 Gold聲卡的信噪比是80dB，較為合理。SBLIVE更是宣稱超過120dB的頂級(jí)信噪比。總的說來，由于電腦里的高頻干擾太大，所以

18、聲卡的信噪比往往不令人滿意。但SBLIVE!提供了一個(gè)數(shù)字輸出口SPDIF，可繞過輸出時(shí)的模擬部分，極大地減少了噪音和失真，同時(shí)又極大地提高了動(dòng)態(tài)范圍和清晰度。         &nbspFM： Synthesis Frequency Modulation調(diào)配合成技術(shù)。FM發(fā)聲器的原理是先對(duì)音色本質(zhì)進(jìn)行研究計(jì)算之后再通過人工方式“模擬”(或合成)其頻率，使用調(diào)變波去調(diào)變載波，最終獲得不同的音色表現(xiàn)。該方法很難制出逼真的真實(shí)樂器音色，聽上去有很強(qiáng)的人工合成的痕跡。      &#

19、160;  &nbspGM：即通用MIDI標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)第一級(jí)（General MIDI system Level1），制定于1991年。在GS標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，規(guī)定了MIDI設(shè)備的最大同時(shí)發(fā)音數(shù)不得少于24個(gè)、鼓镲等打擊樂器作為一組單獨(dú)排列、128種樂器音色有統(tǒng)一的排列方式等。GM的音色排列方式基本上沿襲了GS標(biāo)準(zhǔn).它一推出便得到了全球MIDI廠商的一致支持，實(shí)現(xiàn)了MIDI設(shè)備間的交流。         &nbspXG：YAMAHA于1994年提出了自己的音源標(biāo)準(zhǔn)XG。XG在兼容GM的基礎(chǔ)上做了大幅

20、度的擴(kuò)展，能夠進(jìn)行“音色編輯”和自由發(fā)展不同層次的器材.具有強(qiáng)大的可擴(kuò)充性。同過其“庫方式”可選擇共480種音色。        &nbspSMPTE(The Society of Motion Picture and Television Engineers)。它是目前在影音工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用的一個(gè)時(shí)間碼概念.該碼用于設(shè)備間驅(qū)動(dòng)的時(shí)間同步，計(jì)數(shù)方式 ，主要參數(shù)格式是：Hours： Minutes ： Second ： Frames.其中SMPTE 24 Film Sync： 以每秒24幀的速度播放，通常用于電影工業(yè);SMPTE 30 Non-Drop： 該標(biāo)準(zhǔn)適用于音頻領(lǐng)域。        &nbsp音頻壓縮(Audio Compression).是指降低信號(hào)動(dòng)態(tài)以濾除噪聲和避免動(dòng)態(tài)過大的失真。通過不同的計(jì)算方式、忽略人耳不易察覺的頻段、或通過制造聽覺上的錯(cuò)覺，從而大幅度降低音頻數(shù)據(jù)的數(shù)量，卻令音質(zhì)基本不變甚至更好。        &#