數(shù)字音頻處理技術(shù)1

第四講思考題第二章數(shù)字音頻處理技術(shù)（對(duì)應(yīng)書中第九章）2數(shù)字音頻處理技術(shù)基本概念

■

聲音概念

■聲音頻率分布

■

音質(zhì)與數(shù)據(jù)量

■

數(shù)字音頻文件的種類音頻數(shù)字化

■聲音的采樣量化■

采樣過程簡(jiǎn)介MIDI音頻■MIDI文件與WAV文件■MIDI音頻數(shù)字化

■MIDI音頻處理主要內(nèi)容

■計(jì)算機(jī)音樂處理聲音

■轉(zhuǎn)換采樣頻率

■GoldWave軟件

■設(shè)定編輯區(qū)域

■簡(jiǎn)單編輯

■使用剪貼板

■合成聲音■增加效果

■調(diào)整固有音量3數(shù)字音頻處理技術(shù)教學(xué)要求1.了解聲音的基本特點(diǎn)；2.了解聲音采樣、量化與編碼的處理過程；3．掌握數(shù)字音頻中采樣頻率、量化精度和聲道的概念；4.掌握數(shù)字音頻文件的存儲(chǔ)；5.掌握數(shù)字音頻文件數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法；6.掌握GoldWave的基本使用方法，能夠利用其采集、編輯和合成數(shù)字音頻；4

聲音概念基本概念●聲音定義聲音是振動(dòng)波，具有振幅、周期和頻率●聲音的質(zhì)量簡(jiǎn)稱音質(zhì)。音質(zhì)與頻率范圍成正比，頻率范圍越寬音質(zhì)越好聲音具有連續(xù)性和過程性，數(shù)據(jù)前后相關(guān)，數(shù)據(jù)量大，具有實(shí)時(shí)性●聲音的連續(xù)時(shí)基性幅度(s)周期振幅基線(t)低特質(zhì)高弱強(qiáng)●

聲音三要素(1)音調(diào)—(高低)(2)音強(qiáng)—(強(qiáng)弱)(3)音色—(特質(zhì))5聲音美學(xué)●影響聲音美感的因素

[1]清晰度——

錄制水平、載體材質(zhì)、采樣頻率、采樣位數(shù)

[2]噪音——

錄制本底噪聲、介質(zhì)附加噪聲

[3]音色——

混響時(shí)間、聲源特質(zhì)、MIDI、WAV、MP3[4]旋律——

作曲、演奏等音樂本身的屬性●聲音運(yùn)用

[1]語(yǔ)音采用單聲道，樂曲采用立體聲

[2]適當(dāng)添加聲音效果，彌補(bǔ)不足。例如混響時(shí)間、音調(diào)高低噪聲增加混響時(shí)間正常音色表現(xiàn)Stop6聲音頻率分布次聲波人耳可聽域超聲波<20Hz20～20,000Hz>20,000Hz女性語(yǔ)音150Hz～10,000Hz電話語(yǔ)音200Hz～3,400Hz調(diào)幅廣播(AM)50Hz～7,000Hz調(diào)頻廣播(FM)20Hz～15,000Hz高級(jí)音響10Hz～40,000Hz男性語(yǔ)音100Hz～9,000Hz聲源種類頻帶寬度7數(shù)字化聲音●聲音采樣

——聲音數(shù)字化(模/數(shù)轉(zhuǎn)換)聲音采樣1101110011001101把聲音(模擬量)按照固定時(shí)間間隔，轉(zhuǎn)換成有限個(gè)數(shù)字表示的離散序列●聲音重放

——聲音模擬化(數(shù)/模轉(zhuǎn)換)聲音重放11011100把數(shù)字化聲音轉(zhuǎn)換成模擬量，經(jīng)過音響單元重放出來●設(shè)備和軟件(1)聲音適配器(聲卡)8bit、16bit、…32bit￥80.00～800.00(2)聲卡驅(qū)動(dòng)軟件以及各種聲音處理軟件8聲音采樣●采樣頻率(HZ)

每秒鐘的采樣樣本數(shù)。只要采樣頻率高于聲波中最高頻率的二倍，就能從采樣信息中完全恢復(fù)出聲音波形。標(biāo)準(zhǔn)采樣頻率為11.025khz、22.05khz和44.1khz三種。

所謂量化就是把采樣值經(jīng)過量化器轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)。每個(gè)采樣值可以量化為8、16、24、32位二進(jìn)制數(shù)據(jù)?！窳炕?B)所謂采樣就是以固定時(shí)間間隔對(duì)連續(xù)聲波進(jìn)行采集得到離散的脈沖波形?！癫蓸恿炕暡颖军c(diǎn)脈沖波9聲音存儲(chǔ)

例如：采樣頻率為44.1khz,采樣精度為16bit,則一秒鐘立體聲音頻的數(shù)據(jù)量計(jì)算如下存儲(chǔ)量=44100x16x2/8=176.4kByte/s●示例存儲(chǔ)量=采樣頻率x采樣精度x聲道數(shù)/8單位為Bytes/s。采樣頻率單位為HZ采樣精度單位為位8是“位”轉(zhuǎn)化為“字節(jié)”數(shù)字音頻的存儲(chǔ)量決定于對(duì)模擬聲波的采樣頻率、采樣精度以及聲道數(shù)?！翊鎯?chǔ)●聲道數(shù)是指一次采樣聲音波形的個(gè)數(shù)。單聲道一次采樣一個(gè)聲音波形，雙聲道(立體聲)一次采樣兩個(gè)聲音波形。10●重放頻率(模擬量)與采樣頻率(數(shù)字量)的關(guān)系重放頻率＝采樣頻率÷2[例]采樣頻率為44,100Hz的數(shù)字音頻信號(hào)還原成聲音后，為22,050Hz數(shù)字音頻的音質(zhì)與數(shù)據(jù)量采樣頻率Hz數(shù)據(jù)長(zhǎng)度bit數(shù)據(jù)量／分鐘11,02580.66MB22,05081.32MB44,10082.64MB11,025161.32MB22,050162.64MB44,100165.29MB音質(zhì)評(píng)價(jià)低一般良好中良好優(yōu)秀應(yīng)用場(chǎng)合互聯(lián)網(wǎng)游戲樂曲提示語(yǔ)音朗讀語(yǔ)音優(yōu)秀●

應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)合和要求轉(zhuǎn)換適當(dāng)?shù)穆曇舨蓸宇l率?！?/p>

采樣頻率的轉(zhuǎn)換須使用相應(yīng)的軟件進(jìn)行。11.wav●WAVE(WaveformAudio)波形音頻文件

多媒體系統(tǒng)、音樂光盤制作，記錄物理波形，數(shù)據(jù)量大.cda●CDA(CDAudio)激光音頻文件

準(zhǔn)確記錄聲波，數(shù)據(jù)量大，經(jīng)過采樣，生成wav和mp3音頻文件.mid●MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)樂器接口文件

用于合成、游戲，記錄音符時(shí)值、頻率、音色特征，數(shù)據(jù)量小.mp3●mp3(MPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn))壓縮音頻文件

必須經(jīng)過解壓縮，數(shù)據(jù)量小●文件種類及特點(diǎn)數(shù)字音頻文件的種類12

CD聲音獲取●EasyCD-DAExtractor軟件(2)硬件環(huán)境

CPU：PentiumⅡ/500MHz

內(nèi)存：128MBCDROM：40x(或以上)(3)軟件環(huán)境：Windows98/Me/2000CD采樣軟件簡(jiǎn)介●軟件簡(jiǎn)介(1)作用：CD音樂采集CD音軌并轉(zhuǎn)換格式●EasyCD-DAExtractor軟件CD音樂●WAV格式波形音頻文件●MP3格式壓縮音頻文件13(1)插入CD音樂盤，隨后自動(dòng)列出CD音軌清單功能菜單CD音軌清單工具按鈕音量調(diào)節(jié)播放進(jìn)度調(diào)節(jié)WindowsMediaPlayer界面(2)

在CD音軌清單中選擇采樣的音軌Windows自帶的媒體播放器將曲目從CD復(fù)制到計(jì)算機(jī)中非常簡(jiǎn)便?！裨O(shè)備間的信號(hào)連接SPEAKERMICLINEIN1mV500mV聲卡機(jī)箱后背插頭:φ3.5mm/stereo14錄音●

使用“錄音機(jī)”獲取聲音(1)選擇“程序／附件／娛樂／錄音機(jī)”菜單，啟動(dòng)錄音機(jī)(2)單擊[錄音]按鈕，開始錄音

(錄音時(shí)間為60秒)15●(1)鼠標(biāo)左鍵雙擊任務(wù)欄右側(cè)圖標(biāo)(2)檢查“波形”是否被選擇—[√](4)選擇“錄音”選項(xiàng)(5)檢查:

錄音控制線路輸入麥克風(fēng)應(yīng)有[√](3)選擇“選項(xiàng)／屬性”(6)單擊[確定]按鈕錄音失敗的處理●[操作步驟]音質(zhì)與數(shù)據(jù)量16(2)選擇“文件／打開”(1)選擇“程序／附件／娛樂／錄音機(jī)”(3)選擇需轉(zhuǎn)換的音頻文件(4)單擊[打開]按鈕(6)單擊[開始轉(zhuǎn)換]按鈕(7)選擇屬性(采樣頻率)(10)選擇“文件／另存為”菜單，保存文件(5)選擇“文件／屬性”(8)單擊[確定]按鈕轉(zhuǎn)換采樣頻率●[操作步驟](9)如不滿意，可從步驟(2)重新開始17GoldWave軟件簡(jiǎn)介●軟件功能ECHOPITCHMIXSTOP音頻處理效果■波表顯示聲音數(shù)據(jù)，直觀、簡(jiǎn)捷■

為聲音增加各種效果(如回聲、機(jī)器聲等)■

編輯wav和mp3聲音(如刪除、粘貼、靜音等)■

合成聲音(把其他聲音與當(dāng)前聲音混合)■

所有編輯都可進(jìn)行STEREO／MONO聲道編輯■CPU:PentiumⅡ或以上■內(nèi)存:≮64MB■硬盤緩存:Windows\temp■

系統(tǒng):Windows98、2000、XP●軟件的工作環(huán)境18安裝與啟動(dòng)(1)進(jìn)入“GoldWave425”文件夾(2)運(yùn)行pgwave425.exe文件●雙擊快捷圖標(biāo)，啟動(dòng)GoldWave軟件播放控制器音頻編輯器菜單編輯工具左聲道右聲道軟件圖標(biāo)19(2)打開Flash模式→“總是”(3)臨時(shí)存儲(chǔ)→“內(nèi)存”(4)剪貼板→“GoldWave”(5)單擊[確定]按鈕設(shè)置軟件工作狀態(tài)(2)聲音窗口→“最大化”(3)初始放縮→“所有”(4)單擊[確定]按鈕●設(shè)置文件、內(nèi)存管理(1)選擇“選項(xiàng)／文件”●設(shè)置窗口顯示狀態(tài)(1)選擇“選項(xiàng)／窗口”20(1)選擇“文件／打開”(2)選擇聲音文件夾和文件名

(若是mp3，需等待片刻)(3)單擊[打開]按鈕調(diào)入聲音

設(shè)定編輯區(qū)域(1)鼠標(biāo)左鍵單擊波表,設(shè)定起點(diǎn)(2)鼠標(biāo)右鍵單擊波表,設(shè)定終點(diǎn)編輯區(qū)域●編輯區(qū)域主要用于局部編輯，并通過剪貼板進(jìn)行粘貼、合成等21左聲道右聲道播放控制器播放編輯區(qū)域聲音播放指定聲音停止錄音播放控制音量調(diào)整聲道平衡調(diào)整速度調(diào)整(不影響編輯結(jié)果)●無聲故障的處理(1)單擊(音量)圖標(biāo)，去掉“√”(2)參見“錄音失敗的處理”一節(jié)22●設(shè)定編輯區(qū)域(2)調(diào)整音量滑塊簡(jiǎn)單編輯單擊[Del]按鈕●刪除音樂片段●增加局部音量(1)單擊(更改)按鈕●靜音處理單擊(靜音)按鈕(3)單擊[確定]按鈕音量調(diào)整前音量調(diào)整后23●設(shè)定編輯區(qū)域使用剪貼板●獲取聲音單擊[Copy]按鈕(1)鼠標(biāo)左鍵單擊波表，確定粘貼開始位置●粘貼聲音(2)單擊[Paste]按鈕，插入式粘貼●生成新文件單擊[PNew]按鈕，生成新文件窗口●如內(nèi)存容量不足，可把臨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)置成硬盤24(2)單擊[Copy]按鈕，獲取聲音素材(5)鼠標(biāo)左鍵單擊波表，確定合成開始位置(1)在文件1中設(shè)定編輯區(qū)域(7)調(diào)整合成素材的音量合成聲音(4)打開文件2(6)單擊[Mix]按鈕●[操作步驟](8)單擊[確定]按鈕(3)關(guān)閉文件1●被合成的素材應(yīng)采樣頻率一致，格式相同25●設(shè)定編輯區(qū)域增加效果(1)單擊按鈕(2)調(diào)整延遲時(shí)間(3)調(diào)整回聲音量(4)設(shè)置回響效果

√—

無窮余音●制作回聲tVolume延遲時(shí)間ECHO原理(5)單擊[確定]按鈕26●設(shè)定編輯區(qū)域●淡入(1)單擊按鈕淡入淡出效果●(2)調(diào)整初始音量(3)單擊[確定]按鈕●淡出(1)單擊按鈕(2)調(diào)整減弱音量(3)單擊[確定]按鈕淡入過程淡出過程27(1)打開背景音樂(2)確定編輯區(qū)域調(diào)整固有音量(3)單擊[樣式]按鈕(4)鼠標(biāo)拖曳音量線(5)單擊[確定]按鈕音量低谷PlayStoptVolume音量調(diào)整原理背景音樂語(yǔ)音編輯區(qū)域28●[操作步驟](1)選擇“文件／另存為”(2)選擇保存地點(diǎn)(3)輸入文件名(4)選擇屬性(采樣頻率)(5)單擊[保存]按鈕保存聲音文件●關(guān)于注冊(cè)未注冊(cè)軟件只允許使用15天，每次啟動(dòng)提示注冊(cè)注冊(cè)方法：選擇“選項(xiàng)／注冊(cè)”，注冊(cè)碼(在regist_sn.txt文件中)●在設(shè)置文件屬性時(shí)，采樣頻率不能過低，否則失真29(1)什么是采樣？什么是量化？

(2)

音頻信號(hào)的頻率范圍大約多少？話音信號(hào)頻率范圍大約多少？

(3)

選擇采樣頻率為