聲音的數(shù)字化

聲音的數(shù)值化李俊華模擬量與數(shù)字量

時(shí)間速度2數(shù)值量在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱為數(shù)字量。例如：

用電子電路記錄從自動(dòng)生產(chǎn)線上輸出的零件數(shù)目時(shí)，每送出一個(gè)零件便給電子電路一個(gè)信號(hào)，使之記1，而平時(shí)沒有零件送出時(shí)加給電子電路的信號(hào)是0，所以能記數(shù)?？梢?，零件數(shù)目這個(gè)信號(hào)無論在時(shí)間上還是在數(shù)量上都是不連續(xù)的，因此它是一個(gè)數(shù)字量。最小的數(shù)量單位就是1個(gè)。1模擬量在時(shí)間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號(hào)叫模擬信號(hào)。

例如：汽車在剎車過程中，速度是

從某個(gè)值減速到零，在變化過程中

時(shí)間上和速度上的值是連續(xù)變化的。時(shí)間數(shù)量思考2?人們聽到的聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的波通過介質(zhì)（空氣）傳到人耳的結(jié)果，是模擬信號(hào)。而計(jì)算機(jī)中是用二進(jìn)制存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，只能識(shí)別兩個(gè)值，0和1，計(jì)算機(jī)中所用信息是數(shù)字量。但我們計(jì)算機(jī)經(jīng)常要處理聲音信號(hào)，我們?cè)鯓影炎匀唤缋锏穆曇暨@種模擬量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)里數(shù)字量呢？思考1？

我們計(jì)算機(jī)只能存儲(chǔ)和識(shí)別“0”和“1”，那么我們計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是模擬量還是數(shù)值量呢？傳感器傳感器：作用是進(jìn)行能量方式的轉(zhuǎn)換,將各種物理量的變化轉(zhuǎn)換成電流或電壓的變化形式.常見的傳感器有聲音傳感器（話筒）、溫度傳感器(空調(diào))、光敏傳感器(數(shù)碼相機(jī)自動(dòng)感光設(shè)備)、紅外傳感器(報(bào)警器)、距離傳感器(倒車?yán)走_(dá))等.通過對(duì)它們獲得的電流或電壓形式的模擬信號(hào)進(jìn)行采樣和量化,變?yōu)閿?shù)字形式的數(shù)值信號(hào),計(jì)算機(jī)就可以存儲(chǔ)和處理這些信息了.錄制聲音的過程話筒ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器電信號(hào)數(shù)字量過程：采樣量化聲波電信號(hào)（模擬量形式轉(zhuǎn)換）存儲(chǔ)數(shù)字量信息ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程過程：音頻信號(hào)通過和實(shí)現(xiàn)模擬量的數(shù)字化（1）采樣：把時(shí)間域或空間域的連續(xù)量轉(zhuǎn)化成離散量的過程。一般都是每隔相等的一小段時(shí)間采樣一次，其時(shí)間間隔稱為采樣周期。采樣點(diǎn)采樣頻率：每秒鐘采樣點(diǎn)的次數(shù)。（單位：HZ）采樣頻率越大，聲音越真實(shí)，自然。但數(shù)據(jù)量就越多。采樣量化8,000Hz-電話所用采樣率,對(duì)于人的說話已經(jīng)足夠22,050Hz-無線電廣播所用采樣率32,000Hz-miniDV數(shù)碼視頻camcorder、DAT(LPmode)所用采樣率44,100Hz-音頻CD,也常用于

MPEG-1

音頻（VCD,SVCD,MP3）所用采樣率47,250Hz-商用PCM

錄音機(jī)所用采樣率48,000Hz-miniDV、數(shù)字電視、DVD、DAT、電影和專業(yè)音頻所用的數(shù)字聲音所用采樣率50,000Hz-商用數(shù)字錄音機(jī)所用采樣率96,000或者192,000Hz-

DVD-Audio、一些LPCMDVD

音軌、BD-ROM（藍(lán)光盤）音軌、和

HD-DVD

（高清晰度DVD）音軌所用所用采樣率

ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換過程（2）量化：把幅度上連續(xù)取值（模擬量）的每一個(gè)樣本轉(zhuǎn)換為離散值（數(shù)字值）表示，因此量化過程又是也稱為A/D轉(zhuǎn)換（模數(shù)轉(zhuǎn)換）量化級(jí)數(shù)越大，量化位數(shù)也就越大，聲音的質(zhì)量越好,占電腦的存儲(chǔ)空間也越多。1001聲道

聲道(SoundChannel)是指聲音在錄制或播放時(shí)在不同空間位置采集或回放的相互獨(dú)立的音頻信號(hào)，所以聲道數(shù)也就是聲音錄制時(shí)的音源數(shù)量或回放時(shí)相應(yīng)的揚(yáng)聲器數(shù)量。常見的有單聲道，雙聲道（立體聲），四聲道環(huán)繞和5.1聲道環(huán)繞。數(shù)字化聲音存儲(chǔ)量計(jì)算：

聲音存儲(chǔ)量=采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r間／8單位：字節(jié)1.錄制聲音的過程如圖所示話筒ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器其中ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的作用是（

）A．將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)

B．將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)

C．對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大

D．對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行壓縮2.小王通過Windows附件中的“錄音機(jī)”程序錄制自己的聲音，這一過程實(shí)現(xiàn)了（

）A.圖像識(shí)別B.模數(shù)轉(zhuǎn)換C.語音識(shí)別D.格式轉(zhuǎn)換想一想：哪個(gè)聲音文件音質(zhì)佳，哪個(gè)聲音文件占的存儲(chǔ)空間更大？sound1.wavsound2.wav3以下硬件設(shè)備中,能完成聲音數(shù)字化的設(shè)備為(

)耳機(jī)話筒聲卡音響聲道數(shù)量化位數(shù)采樣頻率/8(單位：字節(jié)B)22*1000存儲(chǔ)量=*

16*2*10(單位：位bit)10秒鐘如下的聲音文件

存儲(chǔ)量=16*1000*16*2*10/8(單位：字節(jié)B)10秒鐘如下的聲音文件，請(qǐng)問所占的存儲(chǔ)空間是多少？請(qǐng)你算一算聲道數(shù)量化位數(shù)采樣頻率5小王將5秒的單聲道音頻“朗誦．wav”和10秒的單聲道音頻“配樂．wav”合成為10秒的雙聲道音頻“配樂詩朗誦．wav”，三個(gè)音頻均使用相同采樣頻率和量化位數(shù)，關(guān)于3個(gè)文件的存儲(chǔ)容量，下列描述正確的是(

)A．“配樂詩朗誦．wav”與“配樂．wav”相同B．“配樂詩朗誦．wav”與“朗誦．wav”相同C．“配樂詩朗誦．wav”約等于“配樂．wav”的2倍D．“配樂詩朗誦．wav”約等于“朗誦．wav”與“配樂．wav”之和【解析】本題考查音頻文件存儲(chǔ)空間與各參數(shù)之間的關(guān)系。三個(gè)音頻均使用相同采樣頻率和量化位數(shù)，故存儲(chǔ)容量與時(shí)間和聲道數(shù)有關(guān)。配樂詩朗誦．wav為雙聲道，時(shí)間為10秒，因此存儲(chǔ)容量關(guān)系為：“配樂詩朗誦．wav”＝2倍“配樂．wav”＝4倍“朗誦．wav”?！敬鸢浮緾6聲音的數(shù)字化通過采樣與量化來實(shí)現(xiàn),如圖,其中圖a和圖b分別表示的是對(duì)同一段聲音采用不同頻率進(jìn)行采樣的示意圖。下列敘述正確的是(

)A.圖a的采樣頻率高,數(shù)字化后的數(shù)據(jù)量大B.圖b的采樣頻率高,數(shù)字化后的數(shù)據(jù)量大C