音頻技術(shù)的應(yīng)用講課

音頻技術(shù)的應(yīng)用講課第1頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月一、音頻的定義（1）Audio(音頻)，指人說話的聲音頻率，通常指300Hz-3400Hz的頻帶。

（2）指存儲(chǔ)聲音內(nèi)容的文件。

（3）在某些方面能指作為濾波的振動(dòng)。

人類能夠聽到的所有聲音都稱之為音頻，通常指20Hz-20Hz的頻帶。（它可能包括噪音、話聲、歌聲、樂器都、被電子設(shè)備錄制后播放的聲音等等）。第2頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月二、音頻技術(shù)的發(fā)展1）音頻技術(shù)現(xiàn)實(shí)生活中重要性音頻是人類接受信息的重要媒體，作為傳遞信息的一種方式，音頻在我們現(xiàn)實(shí)生活中占有重要位置。音頻技術(shù)的發(fā)展對(duì)我們電視節(jié)目中的音頻產(chǎn)生了很大的影響和提了更高的要求。（1）人類文化素質(zhì)的不斷提高（2）人類獲取聲音的方式不斷增多（3）新技術(shù)的不斷發(fā)展第3頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月二、音頻技術(shù)的發(fā)展2）音頻技術(shù)的發(fā)展（1）模擬到數(shù)字(2)AM、FM、衛(wèi)星、微波（3）單聲道、立體聲道、5.1聲道、音頻的三維化處理（長期以來，計(jì)算機(jī)的研究者們一直低估了聲音對(duì)人類在信息處理中的作用。當(dāng)虛擬技術(shù)不斷發(fā)展之時(shí)，人們就不再滿足單調(diào)平面的聲音，而更傾向于具有空間感的三維聲音效果。聽覺通道可以與視覺通道同時(shí)工作，所以聲音的三維化處理不僅可以表達(dá)出聲音的空間信息，而且與視覺信息的多通道的結(jié)合可以創(chuàng)造出極為逼真的虛擬空間，這在先在的多媒體系統(tǒng)中是極為重要的。這也是在媒體處理方面的重要措施。

第4頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月二、音頻技術(shù)的發(fā)展人類感知聲源的位置的最基本的理論是雙工理論，這種理論基于兩種因素：兩耳間聲音的到達(dá)時(shí)間差和兩耳間聲音的強(qiáng)度差。時(shí)間差是由于距離的原因造成，當(dāng)聲音從正面?zhèn)鱽?，距離相等，所以沒有時(shí)間差，但若偏右三度則到達(dá)右耳的時(shí)間就要比左耳約少三十微秒，而正是這三十微秒，使得我們辨別出了聲源的位置。強(qiáng)度差是由于信號(hào)的衰減造成，信號(hào)的衰減是因?yàn)榫嚯x而自然產(chǎn)生的，或是因?yàn)槿说念^部遮擋，使聲音衰減，產(chǎn)生了強(qiáng)度的差別，使得靠近聲源一側(cè)的耳朵聽到的聲音強(qiáng)度要大于另一耳。

第5頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月二、音頻技術(shù)的發(fā)展基于雙工理論，同樣地，只要把一個(gè)普通的雙聲道音頻在兩個(gè)聲道之間進(jìn)行相互混合，便可以使普通雙聲道聲音聽起來具有三維音場(chǎng)的效果。這涉及到以下有關(guān)音場(chǎng)的兩個(gè)概念：音場(chǎng)的寬度和深度。

音場(chǎng)的寬度利用時(shí)間差的原理完成，由于現(xiàn)在是對(duì)普通立體聲音頻進(jìn)行擴(kuò)展，所以音源的位置始終在音場(chǎng)的中間不變，這樣就簡化了我們的工作。要處理的就只有把兩個(gè)聲道的聲音進(jìn)行適當(dāng)?shù)难訒r(shí)和強(qiáng)度減弱后相互混合。由于這樣的擴(kuò)展是有局限性的，即延時(shí)不能太長，否則就會(huì)變?yōu)榛匾簟?/p>

第6頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月二、音頻技術(shù)的發(fā)展音場(chǎng)的深度利用強(qiáng)度差的原理完成，具體的表現(xiàn)形式是回聲．音場(chǎng)越深，則回音的延時(shí)就越長．所以在回音的設(shè)置中應(yīng)至少提供三個(gè)參數(shù)：回音的衰減率、回音的深度和回音之間的延時(shí)。同時(shí)，還應(yīng)該提供用于設(shè)置另一通道混進(jìn)來的聲音深度的多少的選項(xiàng)。第7頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(1)聲速C聲速與溫度的關(guān)系式為：

C=Co√ˉ1+t/273m/s式中Co為溫度攝氏O°時(shí)的聲速，其值為331.4m/s。經(jīng)計(jì)算，在溫度為15°C時(shí)的聲速為340m/s。第8頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(2)聲波的頻率F聲波的頻率是指聲源在一秒鐘內(nèi)所振動(dòng)的次數(shù)，或是空氣中分子在一秒鐘內(nèi)疏密變化的次數(shù)。當(dāng)聲源振動(dòng)的頻率在20Hz–20000Hz時(shí)，人耳可以聽到有聲音的感覺。我們把這段頻率范圍稱作音頻。低于20Hz的聲音稱為超低頻（或稱次聲波），高于20000Hz的聲音稱為超音頻（或稱超聲波）。第9頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)

人們往往把音頻頻率范圍20Hz–20kHZ分為四個(gè)頻段，即：低頻段（20—150HZ）:能夠表現(xiàn)音樂的低頻成分，使欣賞者感受到強(qiáng)勁有力的動(dòng)感。中低頻（150—500HZ）:能夠表現(xiàn)單個(gè)打擊樂器在音樂中的表現(xiàn)力，是低頻中表達(dá)力度的部分。中高頻段（500—5000HZ）:主要表達(dá)演唱者或語言的清淅度及弦樂的表現(xiàn)力。高頻段（5000—20kHZ）:主要表達(dá)音樂的明亮度，但過多會(huì)使聲音發(fā)破。第10頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(3)聲波的周期T當(dāng)聲源完成一次振動(dòng)，空氣分子形成一次疏密變化所經(jīng)歷的時(shí)間稱為一個(gè)周期。聲波的周期即是聲波頻率的倒數(shù)。

可用式T=1/f來表示。第11頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(4)聲波的波長聲波振動(dòng)一個(gè)周期，所傳播的路程稱為聲波的波長。聲波的傳播速度、頻率及波長三者之間的關(guān)系可用下式來表示：

C=fλ或λ=C/f第12頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(5)聲波的振幅聲波的振幅是指空氣分子疏密變化的位移大小。如果聲波是一種正弦波時(shí)，其最大值與零之間的值叫峰值。最大正值與負(fù)值之間的值叫峰–峰值（p-p值）。均方根（有效值rms）是為研究這些值進(jìn)行有意義的平均，它最接近于人耳所感覺到的聲音信號(hào)的大小。

均方根（有效值）=0.707x峰值第13頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(6)聲波的相位聲波的相位是指波形的周期內(nèi)從起始點(diǎn)至波峰、波谷或任意一點(diǎn)之間的度數(shù)來表示。如果兩個(gè)相同波的相位移為180度時(shí)，一個(gè)波的波峰與另一個(gè)波的波谷相重合。這時(shí)把這兩個(gè)波組合在一起時(shí)，波形會(huì)消失。這種現(xiàn)象叫做相位抵消。常見的梳狀濾波效應(yīng)就是因?yàn)橛上辔坏窒默F(xiàn)象而引起的。在用多支話筒拾取聲音時(shí)，如果話筒擺放不當(dāng)，也會(huì)因這種相位抵消的現(xiàn)象而聽到有一種既空洞而又奇怪的感覺。(7)聲波的基波與諧波一般來講，頻率最低的叫基音（又叫基頻），其他與基音成整數(shù)倍數(shù)的叫諧音（又叫諧頻）。第14頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(8)聲波的包絡(luò)鑒別聲音音質(zhì)的另一個(gè)特征即為聲波的包絡(luò)。每一件樂器產(chǎn)生它自己的包絡(luò)特性，這一包絡(luò)特征與音色一起決定了一件樂器的的主觀音質(zhì)。聲波的包絡(luò)即是聲波波形的強(qiáng)度變化的曲線。它由三部分組成：聲建立、持續(xù)期和衰減期。每個(gè)部分都有三個(gè)變量：持續(xù)時(shí)間、振幅和隨時(shí)間變化的振幅。第15頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(9)人耳對(duì)聲音感覺的三要素a.音強(qiáng)（響度）：音強(qiáng)（響度）是人耳對(duì)聲音強(qiáng)弱的感覺程度。雖然響度與衡量聲音強(qiáng)弱的聲壓有一定關(guān)系，但與聲壓的大小并不完全一致。（SPL:SoundPressureLevel聲壓級(jí)是響度的傳統(tǒng)表達(dá)方法，其單位是dB。）將某一頻率的聲音與1kHz的聲音比較，當(dāng)兩者響度一樣時(shí)，1kHz聲音的聲壓級(jí)就是該聲音的響度級(jí)。若此聲音聽起來與1kHz的聲壓級(jí)0dB一樣響，則該聲音的響度級(jí)為0Phon（宋）。b.音調(diào)：人耳對(duì)聲音高低的感覺。它與聲音的頻率有關(guān)，但并不成正比例關(guān)系，而是與頻率的對(duì)數(shù)值有關(guān)。c.音色：音色主要決定于聲音的頻譜結(jié)構(gòu)第16頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(10)人耳的聽覺特性a.掩蔽效應(yīng)：當(dāng)在聆聽一個(gè)聲音的同時(shí)，由于被另一個(gè)較強(qiáng)聲音的掩蓋而聽不到原來聲音時(shí)的這種現(xiàn)象稱為掩蔽效應(yīng)。b.雙耳效應(yīng):c.哈斯效應(yīng):哈斯效應(yīng)，也叫居(領(lǐng))先效應(yīng)。是雙聲源系統(tǒng)的一個(gè)效應(yīng)，兩個(gè)聲源中的的一個(gè)聲源延時(shí)時(shí)間在5至35毫秒以內(nèi)時(shí)，聽音者感覺聲音來自先到達(dá)的聲源，另一個(gè)聲源好像并不存在。若延時(shí)為5毫秒，則感覺聲音逐步向先到的音箱偏移；若延時(shí)為30至50毫秒，則可感覺有一個(gè)滯后聲源存在。第17頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月三、聲音的基礎(chǔ)知識(shí)(11)人耳的定位機(jī)理a.兩耳聽覺上的強(qiáng)度差；b.聲波到達(dá)兩耳時(shí)的時(shí)間差；c.外耳（耳廓）的作用。第18頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月四、音質(zhì)評(píng)價(jià)所謂聲音的質(zhì)量，是指經(jīng)傳輸、處理后音頻信號(hào)的保真度。目前，業(yè)界公認(rèn)的聲音質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為4級(jí)，即：

數(shù)字激光唱盤CD-DA質(zhì)量，其信號(hào)帶寬為10Hz～20kHz；調(diào)頻廣播FM質(zhì)量，其信號(hào)帶寬為20Hz～15kHz；調(diào)幅廣播AM質(zhì)量，其信號(hào)帶寬為50Hz～7kHz；電話的話音質(zhì)量，其信號(hào)帶寬為200Hz～3400Hz?？梢?，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。第19頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月四、音質(zhì)評(píng)價(jià)音質(zhì)的評(píng)價(jià)分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)（1）所謂主觀評(píng)價(jià)，即是通過人耳對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象的聲音的主觀感受進(jìn)行評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)術(shù)語：a.清晰度：對(duì)語言而言，指可懂度高；對(duì)音樂而言，有細(xì)節(jié)、透明、清澈、不混濁。有寬而平直的頻響，敏捷的時(shí)間響應(yīng)，非常低的失真和噪聲。清晰的反義詞為“模糊”、“混濁”。b.明亮度：聲音明亮、活躍。有較強(qiáng)的高頻成分，諧波相對(duì)于基波而言較強(qiáng)。明亮的反義詞為“灰暗”。第20頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月四、音質(zhì)評(píng)價(jià)音質(zhì)的評(píng)價(jià)分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)c.豐滿度：聽感溫暖、舒適、有彈性。有好的低頻特性，但沒有過多的低頻擴(kuò)展，在100至300Hz附近有足夠的電平。豐滿的反義詞為“單薄”。d.柔和度：聽感悅耳、柔順、舒服。高頻和中高頻沒有被夸大，或者被適當(dāng)衰減，聽起來沒有鋒利、焦躁的感覺。柔和的反義詞為“尖利”、“生硬”。e.平衡度：對(duì)節(jié)目聲音的三大組成部分而言，它們之間的音量要有一定的比例關(guān)系；對(duì)音樂而言，各聲部的比例要協(xié)調(diào)；對(duì)立體聲而言，其左右聲道的一致性較好。它的反義詞為“不平衡”。第21頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月四、音質(zhì)評(píng)價(jià)音質(zhì)的評(píng)價(jià)分為主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)f.力度：聲音的聽感堅(jiān)實(shí)有力。有良好的瞬態(tài)響應(yīng)，有足夠的動(dòng)態(tài)再現(xiàn)。在20-100Hz之間的響應(yīng)良好。它的反義詞為“平淡”、“力度差”。g.空間感：體現(xiàn)聲源所處的廳堂的感覺真實(shí)、活躍。有一種令人愉快的混響量。高頻響應(yīng)可擴(kuò)展至15或20kHz。h.現(xiàn)場(chǎng)感：能使人感到聲源就在你面前發(fā)出的那種感覺，也就是“身臨其境”的感覺。中高音部的提升有助于加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)感。i.立體感：對(duì)于立體聲而言，聲象分布連續(xù)、定位精確、有寬度感、方位感和縱深感。第22頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月四、音質(zhì)評(píng)價(jià)（2）所謂客觀評(píng)價(jià)，即是通過各種有關(guān)的音頻測(cè)試儀器對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象的主要物理性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試評(píng)價(jià)，不同的被測(cè)對(duì)象可以有不同的指標(biāo)測(cè)試項(xiàng)目?？陀^評(píng)價(jià)的結(jié)果并不能代表音質(zhì)評(píng)價(jià)的全部，它僅是評(píng)價(jià)內(nèi)容的一部分?？傊阡浿乒?jié)目和技術(shù)質(zhì)量檢驗(yàn)中，是根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，把主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)的結(jié)果綜合考慮音質(zhì)的評(píng)價(jià)。在音頻技術(shù)質(zhì)量獎(jiǎng)評(píng)選中（例如全國“金帆獎(jiǎng)”），是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，將可觀測(cè)試結(jié)果與主觀評(píng)價(jià)相結(jié)合，采用分級(jí)評(píng)分的辦法進(jìn)行評(píng)定。新規(guī)定是主觀評(píng)價(jià)分占80％，客觀評(píng)價(jià)分占20％。第23頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月五、混響時(shí)間混響時(shí)間是評(píng)定建筑物聲音質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。通常以延續(xù)聲音減弱到初始強(qiáng)度100萬分之一所需的時(shí)間，即在房間內(nèi)建立了一個(gè)穩(wěn)態(tài)的聲音信號(hào)后，突然關(guān)斷此信號(hào)此信號(hào)，房間內(nèi)聲壓級(jí)由原來穩(wěn)態(tài)狀況跌落60分貝所需要的時(shí)間，稱為“混響時(shí)間”。第24頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月六、常用的音頻單位（1）模擬及數(shù)字音頻系統(tǒng)的相對(duì)電平和聲壓級(jí)dB(分貝）為表示相對(duì)功率或幅度電平的標(biāo)準(zhǔn)單位，用dB表示。也用于PPM表刻度指示值.功率分貝10×log10P1/P0電壓分貝20×log10V1/V0dBm以1毫瓦為基準(zhǔn)值，以分貝表示的絕對(duì)功率電平，m是毫瓦的代號(hào)。0dBm相當(dāng)于0.775V（有效值）的正弦波電壓施加在600歐姆標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載產(chǎn)生1毫瓦的功率。第25頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月六、常用的音頻單位此單位僅適用于負(fù)載阻抗固定為600歐姆的系統(tǒng)。關(guān)于電平和聲壓級(jí)的一些常用基本度量單位dBu:以0.775v(有效值）為基準(zhǔn)電壓時(shí)的電壓電平單位。表示為：dBu=20lg(v/0.775v)dBV：以1V為基準(zhǔn)電壓時(shí)的電壓電平單位。dBFS:數(shù)字音頻信號(hào)的電平單位。0dBFS等于“滿刻度”的數(shù)字音頻參考電平?！皾M刻度”是指轉(zhuǎn)換器可能達(dá)到“數(shù)字過載”之前的最大可編碼模擬信號(hào)電平。dBspl：聲音的聲壓級(jí)單位。0dBspl=2x10-5Pa第26頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月六、常用的音頻單位（2）模擬音頻系統(tǒng)的相對(duì)電平和聲壓級(jí)VU表：音量單位表，它反映人對(duì)聲音聽感的強(qiáng)弱。對(duì)于1kHz的正弦信號(hào)，0VU=1.228V,對(duì)應(yīng)于+4dBuPPM：峰值節(jié)目表，它能指示出聲音信號(hào)的峰值。對(duì)于1kHz的正弦信號(hào)，PPM表的0dB處的靈敏度為+6dBu(1.55V)第27頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月六、常用的音頻單位（3）VU表、PPM表、DPPM表的特點(diǎn)與使用VU表是目前使用最廣的一種音量表,它采用平均值檢波器并按簡諧信號(hào)的有效值確定刻度。只能指示信號(hào)的準(zhǔn)平均值，而不能指示信號(hào)的峰值。因此，當(dāng)電路過載引起信號(hào)失真時(shí)，VU表往往指示不出來，而PPM表和DPPM表不存在只個(gè)問題。PPM表是一種用來測(cè)量聲音信號(hào)的準(zhǔn)峰值音量表，它使用了峰值檢波器，積分時(shí)間約10ms,可獲得得盡可能高的幅度。DPPM表是檢測(cè)數(shù)字目音頻信號(hào)峰值的檢測(cè)儀表，能精確指示出信號(hào)的峰值。所以PPM表，DPPM表作為監(jiān)測(cè)音頻節(jié)目電平時(shí)比VU表更為優(yōu)越。但是PPM表，DPPM表的指示不能表示信號(hào)的向度，而人的耳朵對(duì)聲音的向度感覺更接近于VU表，而不是峰值表。第28頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月六、常用的音頻單位綜合看，放音時(shí)用VU表較好，錄音時(shí)VU表與峰值表并用更為合適。節(jié)目制作播出中允許超出額定電平的次數(shù)規(guī)定為：語言節(jié)目一般每分鐘有1-2次，最多不超過8次。音樂節(jié)目一般每三分鐘有1-2次，最多不超過5次。

模擬音頻節(jié)目語言電平-7～-3dB最大不超過0dB節(jié)目音樂電平-7～0dB最大不超過+3dB數(shù)字音頻節(jié)目語言電平最大值≤-12dBFS節(jié)目音樂電平最大值≤-6dBFS第29頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備1.傳聲器（話筒和其它）傳聲器的分類很多，主要有以下4種（1）根據(jù)接收聲波的原理分類：可分為聲壓式和壓差式兩大類。（2）按能量轉(zhuǎn)換分類：有電動(dòng)式傳聲器（動(dòng)圈傳聲器、鋁帶傳聲器等）、電容式傳聲器、電磁式傳聲器、半導(dǎo)體式傳聲器、壓電式傳聲器。第30頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備1.傳聲器（話筒和其它）（3）根據(jù)傳聲器指向特性：可分為無指向性傳聲器、雙指向性傳聲器、單指向性傳聲器。（4）按使用場(chǎng)合分類：普通傳聲器，立體聲傳聲器，近講傳聲器，佩戴式傳聲器、無線傳聲器，測(cè)量用傳聲器。目前用的最多的傳聲器是：動(dòng)圈式傳聲器和電容式傳聲器。第31頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備1.傳聲器（話筒和其它）動(dòng)圈傳聲器的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，工作穩(wěn)定，價(jià)格較低，頻率響應(yīng)特性較好等。電容式傳聲器：頻率響應(yīng)好，失真小，躁聲低，靈敏度高，音色柔和等特點(diǎn)。早期使用的傳聲器大都是無指向性傳聲器，現(xiàn)在指向性傳聲器已經(jīng)逐步取代了無指向性傳聲器，主要是因?yàn)橹赶蛐詡髀暺髂芤种圃曷暫吐暦答?，所以傳聲器的指向特性在使用中越來越被重視。傳聲器的性能指?biāo)：靈敏度，頻率響應(yīng)，輸出阻抗，指向性，相位，躁聲。第32頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備2.調(diào)音臺(tái)調(diào)音臺(tái)是音頻節(jié)目制作和播出系統(tǒng)的中心設(shè)備，廣泛應(yīng)用于節(jié)目的制作與播出。調(diào)音臺(tái)的分類：根據(jù)用途的不同可分為：播出調(diào)音臺(tái)、錄制調(diào)音臺(tái)、擴(kuò)聲調(diào)音臺(tái)；根據(jù)信號(hào)處理方式的不同分為：模擬調(diào)音臺(tái)、數(shù)控模擬調(diào)音臺(tái)、數(shù)字調(diào)音臺(tái)；根據(jù)信號(hào)輸出方式的不同分為：單聲道調(diào)音臺(tái)、雙聲道調(diào)音臺(tái)、多聲道調(diào)音臺(tái)；根據(jù)節(jié)目種類的不同可分為：音樂調(diào)音臺(tái)、語言調(diào)音臺(tái)等。第33頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備2.調(diào)音臺(tái)模擬調(diào)音臺(tái)的技術(shù)指標(biāo)：增益，頻率特性，非線性失真，躁聲。數(shù)字調(diào)音臺(tái)的核心是運(yùn)算速度較高的專用數(shù)字信號(hào)處理（DSP）器件，具體功能由廠家編制的專門軟件實(shí)現(xiàn)，數(shù)字調(diào)音臺(tái)主要有以下一些特征：1、經(jīng)過音頻信號(hào)處理環(huán)節(jié)后的音頻信號(hào)沒有劣化；2、由于硬件的高度集成化，操作部分可以實(shí)現(xiàn)簡單化，小型化。3、由于音頻信號(hào)在數(shù)字調(diào)音臺(tái)內(nèi)是數(shù)字化傳輸，因此可以方便地和其他外部設(shè)備一起構(gòu)成數(shù)字化系統(tǒng)。第34頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備2.調(diào)音臺(tái)數(shù)字調(diào)音臺(tái)選購：信噪比(S/N)：調(diào)音臺(tái)工作時(shí)自身產(chǎn)生的噪音(其實(shí)音頻設(shè)備工作時(shí)都會(huì)產(chǎn)生一定的噪音，無非是噪音大小的問題)，選購時(shí)，將試聽用調(diào)音臺(tái)直接連接擴(kuò)大器-揚(yáng)聲器，將所有電位器全部歸零，如果臺(tái)子帶低通濾波的，切到Off，帶-20db衰減的，切到Off，帶分路開關(guān)的，切到On，再把所有推子衰減至-∞，打開功放開關(guān)，把功放輸出開至最大。分別依此將調(diào)音臺(tái)的總推子，分推子推至0db位置，再把增益開關(guān)Gain調(diào)大，和先前沒推推子時(shí)的噪音作比較，噪音變化的量也就是調(diào)音臺(tái)的本噪。聽一下是否在你的忍受范圍內(nèi)。更保險(xiǎn)的可以拿另一張臺(tái)子來，在不推推子，不加大增益的條件下，比較一下噪音大小。在測(cè)試一的基礎(chǔ)上，在調(diào)音臺(tái)的平衡輸入，非平衡輸入，輔助輸入輸出端各插上一信號(hào)線(不要連接任何器材)測(cè)試，接地不良的調(diào)音臺(tái)會(huì)發(fā)出可觀的噪音。

第35頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備2.調(diào)音臺(tái)信號(hào)分離度：也就是串音，在測(cè)試一的基礎(chǔ)上在調(diào)音臺(tái)的某一路接入一信號(hào)源如CD并播放信號(hào)，步驟同上，只是推分推子時(shí)不要推接入信號(hào)的那一路(但可以適當(dāng)增大信號(hào)的輸入增益)，用此法測(cè)試，有些臺(tái)子(在這就不點(diǎn)名了)的串音現(xiàn)在都可以做背景音樂了。如果你準(zhǔn)備買的是低端產(chǎn)品，盡量不要選擇自帶效果和自帶7段(或5段)均衡的臺(tái)子。效果差不說，還會(huì)比不帶的有更大的噪音。由于進(jìn)口品牌的逐步國產(chǎn)化，大家熟悉的如Soundcraft，Behringer，YAMAHA等的價(jià)格不會(huì)比國產(chǎn)品牌貴多少，且人家的電路設(shè)計(jì)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量售后服務(wù)(視當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商有異)也要優(yōu)于國產(chǎn)品牌，所以，不是不支持民族工業(yè)，而是人家確實(shí)做的比你好。不推薦選購國產(chǎn)品牌第36頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備3.數(shù)字音頻工作站是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，以硬磁盤為主要記錄載體，一個(gè)集計(jì)算機(jī)、多軌錄音機(jī)、非線性編輯、調(diào)音臺(tái)、效果器等功能一體的數(shù)字音頻系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字音頻技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)字音頻工作站已廣泛應(yīng)用到廣播中心的節(jié)目制作、播出、管理以及系統(tǒng)控制的各個(gè)環(huán)節(jié)，成為廣播播控中心數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的關(guān)鍵設(shè)備之一。第37頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備數(shù)字音頻工作站的構(gòu)成及原理：目前音頻工作站的種類繁多，但究其本質(zhì)，一般都由計(jì)算機(jī)、音頻處理卡和功能軟件3大部分構(gòu)成。原理：音頻信號(hào)通過模擬/數(shù)字采樣，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)據(jù)文件，然后由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，完成各種功能。根據(jù)不同的要求，音頻數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)格式也不相同。在以音樂及精品節(jié)目制作為主的工作站中，基本采用不壓縮的PCM格式，而在以播出為主的系統(tǒng)中，為了提高單位容量的存儲(chǔ)率，減輕數(shù)據(jù)流對(duì)音頻工作站系統(tǒng)的壓力，在保證音質(zhì)的情況下，往往采用數(shù)據(jù)壓縮格式。第38頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備3.數(shù)字音頻工作站音頻工作站的主要功能：1．具有符合專業(yè)要求的節(jié)目處理能力2．錄音、放音與合成功能3．先進(jìn)的剪輯功能4．?dāng)?shù)字效果處理功能第39頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備4.磁帶錄音機(jī)磁帶錄音機(jī)利用磁帶錄音技術(shù)將聲音電信號(hào)通過磁頭裝置轉(zhuǎn)換成變化的磁場(chǎng)，并以剩磁的形式保存在磁帶上，重放時(shí)再通過磁頭裝置將磁帶上的剩磁信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音電信號(hào)。磁帶錄音機(jī)的分類：按聲道可分為：單聲道、雙聲道和多聲道三種按功能可分為：放音機(jī)、錄音機(jī)。按結(jié)構(gòu)可分為：開盤式、卡式和盒式錄音機(jī)。性能指標(biāo)：磁帶速度，抖動(dòng)率，額定輸出電平，輸入靈敏度，頻率響應(yīng)，放音信躁比。第40頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備5.DAT數(shù)字磁帶錄音機(jī)DAT數(shù)字磁帶錄音機(jī)分為固定磁頭方式（S-DAT）和旋轉(zhuǎn)磁頭方式（R-DAT）。旋轉(zhuǎn)磁頭數(shù)字錄音機(jī)（R-DAT）是20世紀(jì)70年代在錄像機(jī)的基礎(chǔ)上，采用PCM編碼發(fā)展而來的，是目前比較常用的類型，有2軌DAT和多軌DAT。它在數(shù)字傳輸、記錄和重放的過程中，信號(hào)基本不失真，因此用它多次復(fù)制仍可保持原有的品質(zhì)。與CD機(jī)相比，DAT比CD的高音更寬、低音更清晰。第41頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備6.MD磁光盤機(jī)MD系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，數(shù)據(jù)壓縮的原理是：建立在聲音的幅度掩蔽與時(shí)間掩蔽效應(yīng)上的，去除因掩蔽效應(yīng)而無實(shí)際聽音意義的冗余和不相關(guān)信息，可以節(jié)省相當(dāng)一部分存儲(chǔ)空間。MD使用了數(shù)據(jù)緩沖技術(shù)，防震性很好，使用也很方便。第42頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備7.CD機(jī)/DVD機(jī)/VCD機(jī)CD激光唱機(jī)的特點(diǎn)：（1）保真度高，因?yàn)椴捎玫氖菙?shù)字錄音，其采樣頻率較高，失真?。?）信躁比高（3）搜索方便。因?yàn)橛玫氖羌す馐丈涑梢蕴S的搜索，直接跳到你所要的位置。（4）由于不用機(jī)械唱針，沒有機(jī)械接觸，可以采用浮動(dòng)式驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，避免了機(jī)械抖晃，增加了保真度。（5）唱片記錄密度高第43頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備7.CD機(jī)/DVD機(jī)/VCD機(jī)VCD：主要采用MPEG-1的壓縮方法來壓縮圖象，聲音格式采用44.1KHZ取樣頻率，16bit取樣值，雙聲道，MPEG-1layerⅡ，224KB/S的壓縮方式。DVD光盤特點(diǎn)：大容量，高音質(zhì)，高兼容性DVD機(jī)可以兼容播放CD和VCD光盤。第44頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月七、常用的音頻設(shè)備8.監(jiān)聽設(shè)備一、揚(yáng)聲器二、音響三、耳機(jī)9.監(jiān)測(cè)指示設(shè)備10.固態(tài)存儲(chǔ)器件第45頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用一、聲音效果器的原理及應(yīng)用1、動(dòng)態(tài)處理器—壓限器（限制器）擴(kuò)展器（噪聲門）2、聲源的動(dòng)態(tài)范圍指的是在某一指定的時(shí)間內(nèi)，聲源產(chǎn)生的最大聲壓級(jí)（SPLmax）與最小聲壓級(jí)（SPLmin）之差。其表達(dá)式如下：

動(dòng)態(tài)范圍（DR）=（SPLmax—SPLmin）3、設(shè)備的動(dòng)態(tài)范圍是指其最大不失真電平與其固有噪聲電平之差第46頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用二、壓限器1、壓限器的原理第47頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用2、壓限器的工作參數(shù)：壓縮門限和壓縮比建立時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間建立時(shí)間：該參量表示當(dāng)檢測(cè)輸入信號(hào)超過壓縮門限后，壓縮器由未壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)換到壓縮狀態(tài)的速度。一般該值是指壓縮器增益開始下降到最終值（增益不再下降的增益值）的63%時(shí)所需的時(shí)間。大多數(shù)的專業(yè)壓縮器可以從零點(diǎn)幾ms至幾百 ms連續(xù)可調(diào)?；謴?fù)時(shí)間：由于一般的節(jié)目信號(hào)電平是變化的，不可能總是在壓縮門限以上，當(dāng)信號(hào)電平降到壓縮門限之下時(shí)，壓縮器增益將提高，恢復(fù)到單位增益狀態(tài)?；謴?fù)時(shí)間表示的是壓縮器由壓縮狀態(tài)轉(zhuǎn)變到不壓縮狀態(tài)的速度，一般恢復(fù)時(shí)間可以從幾十ms到幾s連續(xù)可調(diào)。第48頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用3、建立時(shí)間及恢復(fù)時(shí)間對(duì)音質(zhì)的影響建立時(shí)間影響的是聲音包絡(luò)的音頭，而聲音的音頭攜帶有反映聲音明亮度和沖擊感的中、高頻成分。如果建立時(shí)間比較長，就意味著在壓縮之前有更多的峰值信號(hào)可通過，這樣就保持了聲音音頭的沖擊感和明亮度。但是，建立時(shí)間長，將會(huì)產(chǎn)生漏壓縮現(xiàn)象，使得本該壓縮的峰值被放過去了，這對(duì)于防止瞬態(tài)的信號(hào)峰值所引起的失真和保護(hù)擴(kuò)聲設(shè)備是不利的。第49頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用恢復(fù)時(shí)間對(duì)聲音包絡(luò)的影響，主要表現(xiàn)在聲音包絡(luò)衰減過程或音尾。壓縮的效果是增加了高電平信號(hào)成分的比例，恢復(fù)時(shí)間越短，越多的低電平信號(hào)被提升到較高的電平，但是在提升低電平信號(hào)或響度的同時(shí)，也將噪聲信號(hào)提升了，使得噪聲電平會(huì)隨著壓縮器的工作狀態(tài)的變化而變化，也就是產(chǎn)生了噪聲起伏或噪聲喘息。如果恢復(fù)時(shí)間越短，噪聲喘息也就明顯。由于在恢復(fù)時(shí)間內(nèi)，壓縮器的增益仍是小于1的，所以它仍處在壓縮狀態(tài)，所以短的恢復(fù)時(shí)間將有助于使信號(hào)較快地脫離壓縮狀態(tài)，避免產(chǎn)生誤壓縮現(xiàn)象。反之，如果加長恢復(fù)時(shí)間，雖然它使噪聲喘息現(xiàn)象減弱，但對(duì)低于壓縮門限的信號(hào)產(chǎn)生的誤壓縮就會(huì)明顯了。第50頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用4、壓限器的應(yīng)用（1）用來彌補(bǔ)由于聲源與傳聲器的位置變化而產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)改變（2）可以使一個(gè)樂器的不同音域的音量相同（3）利用壓縮來提高節(jié)目的響度（4）利用壓縮器還可消除齒音造成的咝聲（5）利用壓縮器產(chǎn)生“聲上聲”的效果，這時(shí)也將壓縮器稱為畫外音壓縮器（6）擴(kuò)聲時(shí)用來保護(hù)設(shè)備（7）現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播時(shí)用來自動(dòng)控制動(dòng)態(tài)5、立體聲壓縮時(shí)的連鎖問題6、關(guān)于分段壓縮第51頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用三、噪聲門1、噪聲門的工作原理第52頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用2、噪聲門的工作參數(shù)（1）擴(kuò)展比是反映噪聲門對(duì)低電平信號(hào)或噪聲的衰減能力大小的參量，一般以輸入信號(hào)的變化量與輸出信號(hào)的變化量之比來表示。（2）擴(kuò)展門限或噪聲門門限是表明噪聲門產(chǎn)生擴(kuò)展動(dòng)作時(shí)輸入電平高低的參量。（3）增益下降幅度是表明噪聲門對(duì)低于門限信號(hào)的衰減幅度的參量第53頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用2、噪聲門的工作參數(shù)（4）噪聲門的建立時(shí)間是指，當(dāng)信號(hào)由低于門限設(shè)定的電平變到高于門限電平時(shí)，噪聲門由關(guān)掉狀態(tài)轉(zhuǎn)換到打開狀態(tài)的速度的參量。（5）恢復(fù)時(shí)間是指當(dāng)信號(hào)由高于門限設(shè)定的電平改變到低于門限電平時(shí)，在保持時(shí)間過后以多快的速度將門關(guān)閉的參量。（6）保持時(shí)間所規(guī)定的時(shí)間是，當(dāng)信號(hào)由高于門限變到低于門電平后，噪聲門繼續(xù)維持其處于打開狀態(tài)的時(shí)間。第54頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用3、噪聲門的應(yīng)用降低噪聲方面的應(yīng)用效果方面的應(yīng)用（1）加“緊”松弛或較軟的鼓，或者用來“軟化”太硬的低音鼓（2）加強(qiáng)打擊樂的沖擊感，除去過多的吊釵聲（3）將“遠(yuǎn)的”聲音拉近（4）將單聲道信號(hào)模擬成立體聲（5）擴(kuò)展節(jié)目的動(dòng)態(tài)范圍（6）減小舞臺(tái)傳聲器的聲回授（7）利用外部鍵控信號(hào)，軟化較硬的節(jié)奏聲

第55頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用4、噪聲門參數(shù)設(shè)定對(duì)音質(zhì)的影響（1）擴(kuò)展比、增益下降幅度和擴(kuò)展門限對(duì)音質(zhì)的影響（2）建立時(shí)間對(duì)聲音音質(zhì)的影響（3）保持時(shí)間對(duì)音質(zhì)的影響（4）恢復(fù)時(shí)間對(duì)音質(zhì)的影響第56頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用四、均衡器1、均衡器的類型與參量2、使用均衡器的注意事項(xiàng)（1）均衡與樂器發(fā)音頻譜的關(guān)系（2）均衡與電平的關(guān)系（3）極端的均衡與相移的關(guān)系（4）提升均衡與衰減均衡的使用（5）寬頻帶均衡與窄頻帶均衡的使用（6）使用均衡的時(shí)機(jī)第57頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用四、均衡器3、均衡的作用（1）改善音質(zhì)（2）制作特殊的聲音效果（3）突出某一聲道上的聲音（4）彌補(bǔ)傳聲器擺放帶來的問題（5）減小噪聲的泄漏（6）補(bǔ)償?shù)软懬€的影響（7）利用均衡來進(jìn)行滿意的縮混第58頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用五、聽覺激勵(lì)器1、聽覺激勵(lì)器原理第59頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用2、聽覺激勵(lì)器的應(yīng)用（1）利用聽覺激勵(lì)器，可以在處理信號(hào)的中、高頻成分中加入根據(jù)從原有聲音信號(hào)再生出來的諧波成分，而這些再生的諧波成分中有些可能是原信號(hào)中不存在的，從而使聲音的明亮度、力度及清晰度都能得到加強(qiáng)，有時(shí)這種效果也可以通過均衡器的中、高頻段的提升來得到，但是均衡器只能加強(qiáng)原來聲音中已有的頻率成分，而不能產(chǎn)生新的頻率成分。（2）當(dāng)樂器演奏者及歌唱者在演奏和演唱力度較大的樂段時(shí)，諧波會(huì)比較豐富，但在力度較小的樂段時(shí)，就會(huì)失去共鳴，使聲音單薄，造成單色不統(tǒng)一。使用聽覺激勵(lì)器后，可在聲音輕時(shí)，增加諧波成分，使細(xì)節(jié)部分聲音清晰，而對(duì)較強(qiáng)的聲音，由于諧波已較豐富，可由限幅器限制諧波的輸出，所以無論聲音信號(hào)強(qiáng)弱，都可使音色比較一致。第60頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用2、聽覺激勵(lì)器的應(yīng)用（3）在錄制有樂隊(duì)伴奏的獨(dú)唱時(shí)，如果樂隊(duì)的聲音較強(qiáng)，會(huì)將歌聲掩蔽，產(chǎn)生“壓唱”的感覺，如果將樂隊(duì)的聲音壓低，又將會(huì)影響其氣氛。這時(shí)，如對(duì)歌聲使用聽覺激勵(lì)器進(jìn)行處理，則可以在不減小樂隊(duì)的伴奏的情況下，使歌聲突出出來，同時(shí)總體的輸出電平也不會(huì)提高很大。（4）使用聽覺激勵(lì)器來處理鼓等打擊樂器，可以使打擊樂器的音色更加豐滿，渾厚有力。由于一些打擊樂器是噪音類的樂器，諧波不是基音的整數(shù)倍，所以聽起來音色混濁，而經(jīng)過激勵(lì)器處理之后，加入了與基音成整數(shù)倍的泛音，所以音色就會(huì)變得豐滿、清晰有力了。第61頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用2、聽覺激勵(lì)器的應(yīng)用（5）在多聲道分期錄音時(shí)，由于每件樂器大多是單獨(dú)演奏的，對(duì)力度有時(shí)會(huì)掌握得不準(zhǔn)確。在錄音合成時(shí)，對(duì)力度不足的樂段，可以用聽覺激勵(lì)器來加入奇次諧波，來提高這一樂段的力度。（6）在進(jìn)行擴(kuò)聲時(shí)，用聽覺激勵(lì)器處理聲音后，可使聲音清晰，但并不會(huì)使輸出電平提高很多，而人耳主觀感覺聲音變響了，所以它并不會(huì)加大聲反饋。第62頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用六、延時(shí)器與混響器1、延時(shí)器的參數(shù)（1）延時(shí)時(shí)間（2）反饋（3）調(diào)制第63頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用第64頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用2、延時(shí)器的應(yīng)用（1）聲像的配置（2）聲源的加倍（3）模擬初次反射聲與直達(dá)聲的時(shí)間間隔（4）產(chǎn)生回聲效果（5）長延時(shí)的應(yīng)用（6）同步延時(shí)的應(yīng)用（7）鑲邊或輪緣（8）合唱效果（9）在擴(kuò)聲中，采用延時(shí)器來提高清晰度第65頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用3、混響器（1）人工混響器的種類（2）數(shù)字混響器的參數(shù)a.混響時(shí)間b.高頻信號(hào)的混響比例c.擴(kuò)散d.初始延時(shí)或預(yù)延時(shí)e.混響延時(shí)f.反射聲密度g.效果電平與直達(dá)聲電平的比例第66頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用第67頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月八、聲音效果器的原理及應(yīng)用3、混響器的應(yīng)用（1）利用混響器使聲音更加豐滿（2）利用混響器，使聲音更具臨場(chǎng)感和空間感（3）關(guān)于自然的混響與人工混響的配合（4）關(guān)于混響時(shí)間、混響電平與直達(dá)聲電平與音色的關(guān)系第68頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)（一）數(shù)字聲頻基礎(chǔ)聲頻數(shù)字化的優(yōu)點(diǎn)：1、極高的抗干擾能力；2、幾乎無損地記錄或復(fù)制；3、極低的失真；4、更大的動(dòng)態(tài)范圍；采樣定理：一個(gè)在頻譜上不包含大于頻率fm的分量的有限頻帶的信號(hào)，可以由對(duì)該信號(hào)以不大于1/（2fm）的時(shí)間間隔進(jìn)行采樣值唯一地確定。簡言之，要想不失真地從數(shù)字化的信號(hào)中恢復(fù)出原信號(hào)，那么最低的采樣頻率應(yīng)該大于信號(hào)中最高頻率的兩倍。第69頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)第70頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)過采樣的優(yōu)點(diǎn)第71頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)量化：對(duì)模擬信號(hào)采樣值的幅度以一定的單位進(jìn)行度量，并以其整數(shù)倍的數(shù)值來表示的過程。均勻量化和非均勻量化均勻量化的數(shù)字系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍DR=6x比特?cái)?shù)+常數(shù)常見系統(tǒng)的采樣頻率聲頻系統(tǒng)采樣頻率（kHz)電話8CD44.1PCM錄音機(jī)44.056,44.1FM廣播節(jié)目傳送32R-DAT32,44.1,48DVTR96SACD2822.4第72頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)什么是采樣精度？因?yàn)閿?shù)字信號(hào)，它是用一堆數(shù)字來描述原來的模擬信號(hào)，所以它要對(duì)原來的模擬信號(hào)進(jìn)行分析，我們知道所有的聲音都有其波形，數(shù)字信號(hào)就是在原有的模擬信號(hào)波形上每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次“取點(diǎn)”，賦予每一個(gè)點(diǎn)以一個(gè)數(shù)值，這就是“采樣”，然后把所有的“點(diǎn)”連起來就可以描述模擬信號(hào)了，很明顯，在一定時(shí)間內(nèi)取的點(diǎn)越多，描述出來的波形就越精確，這個(gè)尺度我們就稱為“采樣精度”。我們最常用的采樣精度是44.1kHz/s。它的意思是每秒取樣44100次，之所以使用這個(gè)數(shù)值是因?yàn)榻?jīng)過了反復(fù)實(shí)驗(yàn)，人們發(fā)現(xiàn)這個(gè)采樣精度最合適，低于這個(gè)值就會(huì)有較明顯的損失，而高于這個(gè)值人的耳朵已經(jīng)很難分辨，而且增大了數(shù)字音頻所占用的空間。

第73頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)一般為了達(dá)到“萬分精確”，我們還會(huì)使用48k甚至96k的采樣精度，實(shí)際上，96k采樣精度和44.1k采樣精度的區(qū)別絕對(duì)不會(huì)象44.1k和22k那樣區(qū)別如此之大，我們所使用的CD的采樣標(biāo)準(zhǔn)就是44.1k，目前44.1k還是一個(gè)最通行的標(biāo)準(zhǔn)，有些人認(rèn)為96k將是未來錄音界的趨勢(shì)。采樣精度提高應(yīng)該是一件好事，可有時(shí)我也想，我們真的能聽出96k采樣精度制作的音樂與44.1k采樣精度制作的音樂的區(qū)別嗎？普通老百姓家里的音響能放出他們的區(qū)別嗎？

第74頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)什么是比特率？比特率是大家常聽說的一個(gè)名詞，數(shù)子錄音一般使用16比特，20比特，24比特制作音樂，什么是“比特”？我們知道聲音有輕有響，影響輕響的物理要素是振幅，作為數(shù)碼錄音，必須也要能精確表示樂曲的輕響，所以一定要對(duì)波形的振幅有一個(gè)精確的描述，“比特”就是這樣一個(gè)單位，16比特就是指把波形的振幅劃為216即65536個(gè)等級(jí)，根據(jù)模擬信號(hào)的輕響把它劃分到某個(gè)等級(jí)中去，就可以用數(shù)字來表示了。和采樣精度一樣，比特率越高，越能細(xì)致地反映樂曲的輕響變化。20比特就可以產(chǎn)生1048576個(gè)等級(jí)，表現(xiàn)交響樂這類動(dòng)態(tài)十分大的音樂已經(jīng)沒有什么問題了。第75頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)剛才提到了一個(gè)名詞“動(dòng)態(tài)”，它其實(shí)指的是一首樂曲最響和最輕的對(duì)比能達(dá)到多少，我們也常說“動(dòng)態(tài)范圍”，單位是dB，而動(dòng)態(tài)范圍和我們錄音時(shí)采用的比特率是緊密結(jié)合在一起的，如果我們使用了一個(gè)很低的比特率，那么我們就只有很少的等級(jí)可以用來描述音響的強(qiáng)弱，我們當(dāng)然就不能聽到大幅度的強(qiáng)弱對(duì)比了。動(dòng)態(tài)范圍和比特率的關(guān)系是；比特率每增加1比特，動(dòng)態(tài)范圍就增加6dB。所以假如我們使用1比特錄音，那么我們的動(dòng)態(tài)范圍就只有6dB，這樣的音樂是不可能聽的。第76頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)16比特時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍是96dB。這可以滿足一般的需求了。20比特時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍是120dB，對(duì)比再強(qiáng)烈的交響樂都可以應(yīng)付自如了，表現(xiàn)音樂的強(qiáng)弱是綽綽有余了。發(fā)燒級(jí)的錄音師還使用24比特，但是和采樣精度一樣，它不會(huì)比20比特有很明顯的變化，理論上24比特可以做到144dB的動(dòng)態(tài)范圍，但實(shí)際上是很難達(dá)到的，因?yàn)槿魏卧O(shè)備都不可避免會(huì)產(chǎn)生噪音，至少在現(xiàn)階段24比特很難達(dá)到其預(yù)期效果。第77頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)基本的音頻數(shù)字化處理包括以下幾種：

不同采樣率、頻率、通道數(shù)之間的變換和轉(zhuǎn)換。其中變換只是簡單地將其視為另一種格式，而轉(zhuǎn)換通過重采樣來進(jìn)行，其中還可以根據(jù)需要采用插值算法以補(bǔ)償失真。

針對(duì)音頻數(shù)據(jù)本身進(jìn)行的各種變換，如淡入、淡出、音量調(diào)節(jié)等。

通過數(shù)字濾波算法進(jìn)行的變換，如高通、低通濾波器。

第78頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)（二）常用的數(shù)字音頻接口信號(hào)格式AES/EBU(AES3):雙聲道的專業(yè)數(shù)字聲頻接口標(biāo)準(zhǔn)。其1幀由兩個(gè)子幀構(gòu)成，每個(gè)子幀由32比特組成：字頭（4比特），聲頻數(shù)據(jù)（24比特）和VUCP數(shù)據(jù)（4比特）(a)字頭X,Y,Z：分別表示通道A和B，以及塊的起始(A通道）(b)聲頻數(shù)據(jù)：24比特，如果使用16比特，則只使用后16比特，之前的比特位為0，或?qū)⑶?比特用于輔助數(shù)據(jù)樣本通常采用XLR型物理接口來傳輸AES3數(shù)字信號(hào),它可以自同步。第79頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)第80頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)MADI(AES10):多聲道聲頻數(shù)字接口,它是AES3協(xié)議的擴(kuò)展。它可以用1根帶BNC終端的電纜傳輸56個(gè)聲頻通道信號(hào)，但要加1根主同步信號(hào)線。ADAT:它是Alesis多聲道（8個(gè)通道）光學(xué)數(shù)字接口。TDIF:它是Tascam多聲道（8個(gè)聲道）數(shù)字接口格式，使用25針D型物理接口端子S/PDIF:雙聲道的民用數(shù)字聲頻接口標(biāo)準(zhǔn)。它與AES3很相似，但也有區(qū)別。比如有SCMS，狀態(tài)比特也不相同。第81頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)AES11數(shù)字音頻基準(zhǔn)信號(hào)(DARS)AES11-1997標(biāo)準(zhǔn)是錄音室操作中數(shù)字音頻設(shè)備的同步化標(biāo)準(zhǔn)。AES11也可以看成不出現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)的AES3信號(hào)，故也稱為AES3黑場(chǎng)設(shè)備必須在頻率和相位兩方面都同步，并且SMPTE時(shí)間碼也是同步的。兩臺(tái)設(shè)備互聯(lián)時(shí)采樣頻率必須一致，且發(fā)送和接收到的信號(hào)同時(shí)開始。傳輸獨(dú)立的同步信號(hào),如WordClock。多臺(tái)設(shè)備互聯(lián)時(shí)，為了同步必須有一頻率穩(wěn)定性很好的公共時(shí)鐘。單獨(dú)的字時(shí)鐘以星形結(jié)構(gòu)傳輸。SDI(standarddigitalinterface)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口：一根BNC電纜來傳送數(shù)字信號(hào)。第82頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)（三）常用的數(shù)字音頻信號(hào)的文件格式a.WAV：是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式，它符合RIFF（PIFFResourceInterchangeFileFormat）文件規(guī)范，它是資源互換文件格式規(guī)定的最常用的文件類型；它有時(shí)也稱為RIFFWAV。WAV用于未壓縮的8-，12-，和16-比特聲頻文件，聲音可以是單聲道的，也可以是多聲道的，采樣率可以是包括44.1kHz在內(nèi)的多種形式。b.AIFF：AIFF(.aif)聲頻交換文件格式源自Macintosh計(jì)算機(jī)，同時(shí)也用于PC和其他類型計(jì)算機(jī)。格式包括插入通道的數(shù)目，采樣的大小，采樣頻率等信息，以及素材聲頻數(shù)據(jù)。AIFF-C（壓縮的）（或AIFC）文件格式是針對(duì)壓縮文件的AIFF版本。第83頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)（三）常用的數(shù)字音頻信號(hào)的文件格式c.RealAudio（.ra）主要適用于在網(wǎng)絡(luò)上的在線音樂欣賞，現(xiàn)在大多數(shù)的用戶仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem，所以典型的回放并非最好的音質(zhì)。有的下載站點(diǎn)會(huì)提示你根據(jù)你的Modem速率選擇最佳的Real文件?，F(xiàn)在real的文件格式主要有這么幾種：有RA（RealAudio）、RM（RealMedia，RealAudioG2）、RMX（RealAudioSecured），還有更多。這些格式的特點(diǎn)是可以隨網(wǎng)絡(luò)帶寬的不同而改變聲音的質(zhì)量，在保證大多數(shù)人聽到流暢聲音的前提下，令帶寬較富裕的聽眾獲得較好的音質(zhì)。第84頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)（三）常用的數(shù)字音頻信號(hào)的文件格式d.MP3格式誕生于八十年代的德國，所謂的MP3也就是指的是MPEG標(biāo)準(zhǔn)中的音頻部分，也就是MPEG音頻層。根據(jù)壓縮質(zhì)量和編碼處理的不同分為3層，分別對(duì)應(yīng)“*.mp1"/“*.mp2”/“*.mp3”這3種聲音文件。需要提醒大家注意的地方是：MPEG音頻文件的壓縮是一種有損壓縮，MPEG3音頻編碼具有10：1~12：1的高壓縮率，同時(shí)基本保持低音頻部分不失真，但是犧牲了聲音文件中12KHz到16KHz高音頻這部分的質(zhì)量來換取文件的尺寸，相同長度的音樂文件，用＊.mp3格式來儲(chǔ)存，一般只有＊.wav文件的1/10，而音質(zhì)要次于CD格式或WAV格式的聲音文件。由于其文件尺寸小，音質(zhì)好；所以在它問世之初還沒有什么別的音頻格式可以與之匹敵，因而為＊.mp3格式的發(fā)展提供了良好的條件。直到現(xiàn)在，這種格式還是風(fēng)靡一時(shí)，作為主流音頻格式的地位難以被撼動(dòng)。但是樹大招風(fēng)，MP3音樂的版權(quán)問題也一直是找不到辦法解決，因?yàn)镸P3沒有版權(quán)保護(hù)技術(shù)，說白了也就是誰都可以用。

第85頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月九、數(shù)字聲頻技術(shù)（三）常用的數(shù)字音頻信號(hào)的文件格式MP3格式壓縮音樂的采樣頻率有很多種，可以用64Kbps或更低的采樣頻率節(jié)省空間，也可以用320Kbps的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到極高的音質(zhì)。我們用裝有FraunhoferIISMpegLyaer3的MP3編碼器（現(xiàn)在效果最好的編碼器）MusicMatchJukebox6.0在128Kbps的頻率下編碼一首3分鐘的歌曲，得到2.82MB的MP3文件。采用缺省的CBR（固定采樣頻率）技術(shù)可以以固定的頻率采樣一首歌曲，而VBR（可變采樣頻率）則可以在音樂“忙”的時(shí)候加大采樣的頻率獲取更高的音質(zhì)，不過產(chǎn)生的MP3文件可能在某些播放器上無法播放。我們把VBR的級(jí)別設(shè)定成為與前面的CBR文件的音