聲音卡和音頻信息

聲音卡和音頻信息第1頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)數(shù)字聲音基礎(chǔ)聲音是通過一定的介質(zhì)傳播的一種連續(xù)的機(jī)械波，物理學(xué)上稱為聲波。聲音的強(qiáng)弱與振幅相關(guān)，聲調(diào)的高低與頻率相關(guān)。頻率在20~20KHZ的波叫音頻波

小于20HZ的叫亞音波，大于20KHZ叫超音波說話時(shí)頻率范圍為300~3000HZ：SPEECH,VOICE

音樂波的范圍為：10~20,000HZ:AUDIO

人的聽覺器官能感知的頻率：20～20,000Hz

人的發(fā)音器官發(fā)出的聲音頻率：80～3,400Hz

人的聽覺器官能感知的聲音幅度：0～130dB

第2頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.1.2聲音質(zhì)量的評(píng)價(jià)區(qū)分聲音質(zhì)量通常用聲音信號(hào)頻率范圍衡量。通常分為4級(jí)。數(shù)字激光唱盤CD-DA，10Hz~20kHz；調(diào)頻廣播FM，20Hz~15kHz；調(diào)幅廣播AM，50Hz~7kHz；電話的話音質(zhì)量，200Hz~3400Hz。數(shù)字錄音帶DAT格式，10～20,000（采樣頻率高于CD）數(shù)字激光唱盤的聲音質(zhì)量最高，電話的話音質(zhì)量最低。除了頻率范圍外，人們往往還用其它方法和指標(biāo)來進(jìn)一步描述不同用途的音質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。第3頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖聲音頻率范圍圖5.1聲道示意圖第4頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四7.1聲道圖第5頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.2數(shù)字化聲音把模擬聲音信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)由兩個(gè)步驟完成：

(1)對(duì)連續(xù)的聲音信號(hào)進(jìn)行采樣

(2)將采樣得到的連續(xù)幅度值進(jìn)行量化第6頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四數(shù)字化：把時(shí)間和幅度連續(xù)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號(hào)

連續(xù)時(shí)間的離散化通過采樣(Sampling)，一般采用均勻采樣(uniformsampling)

連續(xù)幅度的離散化通過量化(Quantization)，可采用線性量化,或非線性量化

第7頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.3聲音數(shù)字化的參量2.3.1乃奎斯特理論與采樣頻率設(shè)定數(shù)字信號(hào)采樣頻率的大小由聲音信號(hào)本身的最高頻率決定，且采樣頻率不應(yīng)低于聲音信號(hào)最高頻率的兩倍，這樣就能把數(shù)字聲音還原為原來聲音。目前通用的標(biāo)準(zhǔn)采樣頻率有：8k，11.025k，22.05k，16k，44.1k，和48k.用于激光唱盤音質(zhì)采樣第8頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.3.2采樣精度（分辨率、解析度）采樣精度：每個(gè)采樣值用多少位二進(jìn)制數(shù)來表示，它反映出度量聲音波形幅度值的精確程度。例：8位可精確到1/28=1/256聲道數(shù)：表示所產(chǎn)生聲音波形的個(gè)數(shù)，單聲道1個(gè)，雙聲道和立體聲2個(gè)（根源在早期激光唱盤）第9頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四存儲(chǔ)容量=(采樣頻率khzX精度bitX通道數(shù))/8Byte/s主要聲音文件格式：wav(windows系統(tǒng)用)Mp3(mpeglayer3)mid(MIDI)：windowsRm(realmedia):realnetworks流媒體Ra(realaudio)…聲音文件Snd和aif:apple及sgi工作站上的聲音文件Au:sun和next公司聲音文件，主要用于unix工作站第10頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.4聲音卡第11頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.4.1聲音卡的功能和技術(shù)指標(biāo)錄制、編輯和回放數(shù)字聲音文件控制聲音源的音量，混合后再數(shù)字化在記錄和回放數(shù)字聲音文件時(shí)進(jìn)行壓縮和解壓縮通過采用語音合成技術(shù)，使計(jì)算機(jī)朗讀文本語音識(shí)別等第12頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.4.2聲音卡技術(shù)指標(biāo)采樣率和量化位數(shù)：44.1khz,mpclevel1,2分別為8，16位FM合成與波形表兼容性外圍接口音頻壓縮DSP芯片軟件支持第13頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四FM合成：美國(guó)斯坦福大學(xué)johnchowing發(fā)明20世紀(jì)70年代，是音樂工業(yè)的一次革命，F(xiàn)M的工作原理是傅里葉級(jí)數(shù)：任何波形都可被分解為若干個(gè)不同頻率的正玄波。內(nèi)部包含信號(hào)發(fā)生器，振蕩器，運(yùn)算器等，受成本限制目前僅有4個(gè)正玄波合成聲音，音色少，音質(zhì)差。第14頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四波表合成：把各種真正的樂器聲音錄制下來，再進(jìn)行數(shù)字化處理形成波形數(shù)據(jù)，然后將各種波形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來。發(fā)音時(shí)通過查表找到所選樂器的波形數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過調(diào)制、濾波、再合成等處理進(jìn)行發(fā)聲。第15頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.4.3聲音卡的組成與工作原理第16頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四工作原理圖，教材80頁(yè)主要介紹混合信號(hào)處理器數(shù)字聲音處理器音樂合成器第17頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第18頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.5音頻信號(hào)處理的特點(diǎn)2.5.1模擬音頻與數(shù)字音頻的區(qū)別發(fā)聲原理記錄方式信號(hào)連續(xù)性信號(hào)精確度（動(dòng)態(tài)范圍）：模擬<80db第19頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.5.2數(shù)字化的聲音和音樂1、波形音頻采樣與量化聲道存儲(chǔ)量波形文件：.wav,人語在8位，11.025khz即可還原第20頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、MIDI(musicalinstrumentdigitalinterface)

標(biāo)準(zhǔn):1982年達(dá)成協(xié)議，1988年提交midi制造商協(xié)會(huì)，成為數(shù)字音樂的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定了樂器與計(jì)算機(jī)間，樂器間硬件聯(lián)接和通信協(xié)議。文件：.mid，不對(duì)聲音進(jìn)行采樣，而是記錄每個(gè)音符的動(dòng)作及長(zhǎng)度等信息。存儲(chǔ)量小，難以還原真實(shí)聲音，價(jià)格昂貴。第21頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、CD音頻：一種數(shù)字化聲音，以16位量化級(jí)，44.1khz采樣的立體聲，每片唱盤能記錄約74分鐘這種類型聲音。第22頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.6音樂合成與MIDI略第23頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四音頻編碼簡(jiǎn)介第三講1第三講2第24頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四聲音處理軟件Win2000錄音機(jī)Cooledit音頻格式轉(zhuǎn)換第25頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四家庭影院技術(shù)術(shù)語1、杜比定向邏輯系統(tǒng)：是目前av功放具有的一種環(huán)繞聲制式，其解碼能將輸入的兩個(gè)聲道信號(hào)解成左、中、右和環(huán)繞四個(gè)聲道。四個(gè)聲道配合播放時(shí)能產(chǎn)生較好的效果，特別是對(duì)移動(dòng)目標(biāo)如飛機(jī)、火車等效果明顯THX系統(tǒng)：它是對(duì)上系統(tǒng)的改進(jìn)，將一個(gè)聲道的環(huán)繞聲分離成相互獨(dú)立的兩個(gè)聲道及增加了一個(gè)超低音聲道。因此系統(tǒng)共有左、中、右、左環(huán)繞、右環(huán)繞