1、hd8go hd88go sj93 oemgc 189288 hzp580 yjoem oemdg xcdnpx skfjk oemdg zhongtezc yanjigz zg-nsk ygcooper skf-zt nsk-zt fag-zt zhongtezc ntn-zt 189286 xcdnpx dgxcdn dgxcpx xcwxpx xunchi-px 0759mz lczx188 189287 oemfy jnxrt topbrightness ort-zc/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ ht

2、tp:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2 2頁頁/ /共共6868頁頁本章導讀 音頻信息處理技術是多媒

3、體信息處理的主要技術之一，音頻信息處理技術是多媒體信息處理的主要技術之一，它使計算機具備了錄音、聲音編輯、語音合成、聲音播放它使計算機具備了錄音、聲音編輯、語音合成、聲音播放等功能。在等功能。在MPC中，可以通過聲音傳遞信息、制造效果、中，可以通過聲音傳遞信息、制造效果、營造氣氛及演奏音樂等。目前的音頻信息處理技術主要包營造氣氛及演奏音樂等。目前的音頻信息處理技術主要包括模擬聲音信號的數字化、數據壓縮編碼、數字音效處理、括模擬聲音信號的數字化、數據壓縮編碼、數字音效處理、音頻文件存儲、傳輸、播放等內容。本章主要介紹聲音信音頻文件存儲、傳輸、播放等內容。本章主要介紹聲音信號及其數字化的基本概念、

4、音頻卡的組成及其工作原理、號及其數字化的基本概念、音頻卡的組成及其工作原理、數字音頻的采集與編輯、數字音頻的采集與編輯、MIDI音樂以及幾個常用的音頻處音樂以及幾個常用的音頻處理軟件等內容，并以理軟件等內容，并以Adobe Audition3.0版本為例，詳細版本為例，詳細介紹音頻信息編輯處理的具體方法。介紹音頻信息編輯處理的具體方法。hd8go hd88go sj93 oemgc 189288 hzp580 yjoem oemdg xcdnpx skfjk oemdg zhongtezc yanjigz zg-nsk ygcooper skf-zt nsk-zt fag-zt zhongte

5、zc ntn-zt 189286 xcdnpx dgxcdn dgxcpx xcwxpx xunchi-px 0759mz lczx188 189287 oemfy jnxrt topbrightness ort-zc/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ htt

6、p:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第3 3頁頁/ /共共6868頁頁本章主要內容本章主要內容4.1 4.1 音頻基礎知識音頻基礎知識 4.2 4.2 音質標準與評價音質標準與評價4.3 4.3 音頻的數字化與編碼音頻的數字化與編碼4.4 4.4 音頻卡音頻卡4.5 4.5 數字音頻的采集與編輯數字音頻的采集與編輯4.6 MIDI4.6 MIDI音樂音樂http

7、:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章

8、第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第4 4頁頁/ /共共6868頁頁4.1 4.1 音頻基礎知識音頻基礎知識4.1.1 4.1.1 聲音的物理特征聲音的物理特征 聲音是由物體振動產生的，并以聲波形式通過介質如聲音是由物體振動產生的，并以聲波形式通過介質如空氣、水、金屬等傳播。物理上，聲音可以用一條連續曲空氣、水、金屬等傳播。物理上，聲音可以用一條連續曲線來表示，線來表示，, ,如圖如圖4-1 4-1 。物體振動的最大位移稱為振幅。物體振動的最大位移稱為振幅A A，聲，聲波中兩個連續波峰或波谷之間的距離稱為周期波中兩個連續波峰或波谷之間的距離稱為周期T T，周期，周期的倒數的倒數1/T1

9、/T即為頻率即為頻率f f，以，以赫茲赫茲HzHz為單位，頻率為單位，頻率反映了單位時間反映了單位時間1 1秒物秒物體振動的次數。體振動的次數。圖圖4-1 4-1 聲波的振幅與頻率聲波的振幅與頻率TAt0http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:

10、/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第5 5頁頁/ /共共6868頁頁 聲音按頻率可分為三類：音頻、次聲、超聲聲音按頻率可分為三類：音頻、次聲、超聲 l 低于低于20Hz20Hz的聲音稱為次聲的聲音稱為次聲l 頻率范圍在頻率范圍在20Hz20Hz20kHz20kHz范范圍的可聽聲音稱為音頻，圍的可聽聲音稱為音頻， 其中人說話發出的語音信號的其中人說話發出的語音信號的頻率范圍是頻率

11、范圍是300Hz300Hz3kHz3kHzl 頻率高于頻率高于20kHz20kHz的稱為超音的稱為超音頻或超聲）頻或超聲）15 20 300 3k 20k 50k f(Hz)音頻信號音頻信號語音信號語音信號超聲信號超聲信號次聲信號次聲信號圖圖4-2 4-2 不同聲音信號的頻率范圍不同聲音信號的頻率范圍 可聽的音頻聲音又可分為語音、樂音、效果音、合可聽的音頻聲音又可分為語音、樂音、效果音、合成音、噪音聲等五種。成音、噪音聲等五種。 http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/

12、 http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第6 6頁頁/ /共共6868頁頁4.1.2 4.1.2 音頻三要素音頻三要素 音頻有三個主要屬性，分別是音調、音強

13、和音色，它們音頻有三個主要屬性，分別是音調、音強和音色，它們既反映了音頻信號的基本特征，也是人感受聲音信號的三個既反映了音頻信號的基本特征，也是人感受聲音信號的三個主要因素，因此又被稱為音頻三要素。主要因素，因此又被稱為音頻三要素。 音調：又稱音高，反映聲音的高低程度，由聲音信號的音調：又稱音高，反映聲音的高低程度，由聲音信號的頻率大小所決定。頻率越大，音調越高；頻率越小，音調越頻率大小所決定。頻率越大，音調越高；頻率越小，音調越低。低。 音強：又稱響度，反映聲音的大小或強弱，由振幅和聲音強：又稱響度，反映聲音的大小或強弱，由振幅和聲源距離共同決定。振幅越大，距離越小，音強響度越大。源距離共同

14、決定。振幅越大，距離越小，音強響度越大。 音色：又稱音質，反映聲音的品質，它由振動物體聲音色：又稱音質，反映聲音的品質，它由振動物體聲源的材料、構造、狀態等自身因素決定，表現為聲源的頻源的材料、構造、狀態等自身因素決定，表現為聲源的頻帶寬度。帶寬度。http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.n

15、tn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第7 7頁頁/ /共共6868頁頁4.1.3 4.1.3 數字音頻的三種形式數字音頻的三種形式 音頻Audio是指頻率在20Hz20kHz范圍內的可聽聲音，是多媒體信息中的一種媒體類型聽覺類媒體。 目前多媒體計算機中的音頻主要有波形音頻、CD音頻和MIDI音樂3種形式。1、波形音頻： 是由外部聲音源

16、通過數字化過程采集到多媒體計算機中的所有聲音形式。可通過編輯裁剪、合成、效果等）、編碼壓縮、存儲、傳輸以及還原播放等方式進行處理。在波形音頻中，有一類特殊的聲音需要特別提到，即人的語音。語音是波形聲音中人的說話聲音，具有內在的語言學、語音學的內涵。http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.nt

17、n- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第8 8頁頁/ /共共6868頁頁2 2、CDCD音頻音頻 CD- CD-音頻音頻CD-AudioCD-Audio是存儲在音樂是存儲在音樂CDCD光盤中的數字音光盤中的數字音頻，可以通過頻，可以通過CD-ROMCD-ROM驅動器讀取并采集到多媒體計算機系驅動器讀取并采集到多媒體計算機系統中，并以波形音

18、頻的相應形式存儲、傳輸和處理。統中，并以波形音頻的相應形式存儲、傳輸和處理。3 3、MIDIMIDI音樂音樂 也稱也稱MIDIMIDI音頻。它將音樂符號化并保存在音頻。它將音樂符號化并保存在MIDIMIDI文件中，文件中，并通過音樂合成器產生相應的聲音波形來還原播放。并通過音樂合成器產生相應的聲音波形來還原播放。 音頻是時間的函數，具有很強的前后相關性，所以實音頻是時間的函數，具有很強的前后相關性，所以實時性是音頻處理的基本要求。時性是音頻處理的基本要求。主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第9 9頁頁/ /共共6868頁頁4.1.4 4.1.4 數字音頻的

19、文件格式數字音頻的文件格式音頻文件通常分為兩大類：聲音文件音頻文件通常分為兩大類：聲音文件 和和 MIDI MIDI文件文件下表介紹幾種常用的音頻文件格式及后綴名：下表介紹幾種常用的音頻文件格式及后綴名：序號序號音頻文件名稱音頻文件名稱后綴名后綴名1 1WaveWave文件文件 .WAV .WAV 2 2AIFFAIFF文件文件 .AIF/.AIFF .AIF/.AIFF 3 3AudioAudio文件文件 .AU .AU 4 4 Sound Sound文件文件 .SND .SND 5 5VoiceVoice文件文件 .VOC .VOC 6 6 Mpeg Mpeg音頻文件音頻文件 .MP1/.

20、MP2/.MP3 .MP1/.MP2/.MP3 7 7RealAudioRealAudio文件文件 .RA/.RM/.RAM .RA/.RM/.RAM 8 8Windows Media AudioWindows Media Audio文件文件 .WMA/.ASF/.ASX/.WAX .WMA/.ASF/.ASX/.WAX 9 9MIDIMIDI文件文件 .MID/.RMI/.CMI/.CMF .MID/.RMI/.CMI/.CMF 1010ModuleModule文件文件 .MOD/.S3M/.XM/.MTM/.FAR/.KAR/ .MOD/.S3M/.XM/.MTM/.FAR/.KAR/ 主

21、講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1010頁頁/ /共共6868頁頁4.1.5 4.1.5 音頻處理工具軟件簡介音頻處理工具軟件簡介 音頻工具軟件在內容上主要指處理數字音頻和音頻工具軟件在內容上主要指處理數字音頻和MIDIMIDI樂譜樂譜的各種工具軟件，在功能上包括音頻采集、編輯、合成、編的各種工具軟件，在功能上包括音頻采集、編輯、合成、編碼壓縮以及碼壓縮以及MIDIMIDI樂譜的創作、編輯、發布等環節。樂譜的創作、編輯、發布等環節。 按照音頻處理的基本過程，通常可把音頻工具軟件分為：按照音頻處理的基本過程，通常可把音頻工具軟件分為： 1 1、MIDIMI

22、DI制作軟件制作軟件 2 2、音頻處理軟件、音頻處理軟件 3 3、音頻壓縮軟件、音頻壓縮軟件 4 4、音樂、音樂CDCD刻錄軟件刻錄軟件http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi-

23、http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1111頁頁/ /共共6868頁頁4.2 4.2 音質標準與評價音質標準與評價4.2.1 4.2.1 音質等級標準音質等級標準 音質是指音頻信號經傳輸、處理后所再現的聲音質量音質是指音頻信號經傳輸、處理后所再現的聲音質量保真度）。保真度）。等級等級頻率范圍頻率范圍音質音質高端高端DVDDVD0 048kHz48kHz頂級頂級標準標準DVDDVD0 024kHz24kHzCD-DACD-DA音質音質10Hz10

24、Hz20kHz20kHz高高FMFM廣播音質廣播音質20Hz20Hz15kHz15kHz較高較高AMAM廣播音質廣播音質50Hz50Hz7kHz7kHz中中電話音質電話音質200Hz200Hz3.4kHz3.4kHz低低http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http

25、:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1212頁頁/ /共共6868頁頁4.2.2 4.2.2 音質客觀評價音質客觀評價 客觀評價是指通過檢測儀器測量音頻信號的技術指標來進客觀評價是指通過檢測儀器測量音頻信號的技術指標來進行聲音質量評價，主要技術指標有：頻帶寬度、動態范圍和信行聲音質量評價，主要技術指標有：頻帶寬度、動態范圍和信噪比等。噪比等。 理論上，聲音信號是

26、由許多頻率不同的分量信號組合而理論上，聲音信號是由許多頻率不同的分量信號組合而成的復合信號，因此，聲音的頻帶寬度特指復合聲音信號的成的復合信號，因此，聲音的頻帶寬度特指復合聲音信號的頻率范圍，范圍越大，頻帶越寬，可包含的音頻信號諧波頻率范圍，范圍越大，頻帶越寬，可包含的音頻信號諧波越豐富，因而聲音質量就越高。越豐富，因而聲音質量就越高。 實際上，再現聲音特別是樂音的質量與所用的播放實際上，再現聲音特別是樂音的質量與所用的播放設備和場地條件有關。高質量的音頻信號要通過高品質的音設備和場地條件有關。高質量的音頻信號要通過高品質的音響設備在較好的音響環境中，才能再現出高質量的音響效果。響設備在較好的

27、音響環境中，才能再現出高質量的音響效果。對于音響設備而言，主要關注失真度、頻響、瞬態響應、信對于音響設備而言，主要關注失真度、頻響、瞬態響應、信噪比、聲道分離度、聲道平衡度等指標。噪比、聲道分離度、聲道平衡度等指標。 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1313頁頁/ /共共6868頁頁4.2.3 4.2.3 音質主觀評價音質主觀評價 主觀評價是指通過人聆聽各種聲音而產生的好惡感覺來進主觀評價是指通過人聆聽各種聲音而產生的好惡感覺來進行聲音質量評價。行聲音質量評價。 1 1、語音質量評價方法、語音質量評價方法 常用的主觀評價方法有：平均主觀分法，失真平均主

28、觀分常用的主觀評價方法有：平均主觀分法，失真平均主觀分法，判斷滿意度測量法等。法，判斷滿意度測量法等。 ITU-TP800 ITU-TP800標準中定義的標準中定義的MOSMOS，它將語音質量分為，它將語音質量分為5 5級，如級，如表所示：表所示：等級等級音質音質主觀感覺主觀感覺5 5優優未察覺失真未察覺失真4 4良良剛察覺失真，但不討厭剛察覺失真，但不討厭3 3中中察覺失真，稍微討厭察覺失真，稍微討厭2 2差差討厭，但不令人反感討厭，但不令人反感1 1劣劣極其討厭，令人反感極其討厭，令人反感主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1414頁頁/ /共共686

29、8頁頁 2 2、樂音質量評價、樂音質量評價 樂音音質的優劣取決于多種因素，如聲源特性、音響器樂音音質的優劣取決于多種因素，如聲源特性、音響器材的信號特性、聲場特性、聽覺特性等。因此，對音響設材的信號特性、聲場特性、聽覺特性等。因此，對音響設備再現的樂音音質的準確評價難度較大。備再現的樂音音質的準確評價難度較大。 主觀評價樂音音質，一般是通過再現樂音的響度、音調主觀評價樂音音質，一般是通過再現樂音的響度、音調和音色的變化及其組合來評價音質的，和音色的變化及其組合來評價音質的， 幾種典型的聽感：定位感幾種典型的聽感：定位感 ，空間感，空間感 ，層次感，層次感 ，厚度，厚度感感 ，立體感，立體感 。

30、除此之外，還有力度感、亮度感、臨場感、。除此之外，還有力度感、亮度感、臨場感、軟硬感、松緊感、寬窄感等許多評價音質的聽感。軟硬感、松緊感、寬窄感等許多評價音質的聽感。 http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ ht

31、tp:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1515頁頁/ /共共6868頁頁4.3 4.3 音頻的數字化與編碼音頻的數字化與編碼 計算機在處理音頻信號之前，必須將模擬的聲音信號數字化，形成數字音頻。具體過程包括：采樣、量化、編碼。4.3.1 4.3.1 采樣與采樣頻率采樣與采樣頻率 采樣是每間隔一段時間讀采樣是每間隔一段時間讀取一次聲音信號幅度，使聲音取一次聲音信號幅度，使聲音信號在時間上被離散化，如圖信號在時間上被離

32、散化，如圖4-24-2所示。采樣的主要參數是所示。采樣的主要參數是采樣頻率采樣頻率 。http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http

33、:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1616頁頁/ /共共6868頁頁 采樣頻率：是指將模擬聲音波形數字化時，每秒鐘所抽取聲波幅度樣本的次數，其計算單位是kHz(千赫茲)。如圖4-3是模擬聲音信號數字化時的采樣圖示。 一般來講，采樣頻率一般來講，采樣頻率越高聲音失真越小，用于越高聲音失真越小，用于存儲數字音頻的數據量也存儲數字音頻的數據量也越大。越大。 采樣頻率的高低是根采樣頻率的高低是根據聲音信號本身的最高頻據聲音信號本身的最高頻率和采樣定理決定的。率和采樣定理決定的。圖圖4-3 4-3 聲

34、音信號采樣聲音信號采樣主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1717頁頁/ /共共6868頁頁 采樣定理：在進行模擬采樣定理：在進行模擬/ /數字信號的轉換過程中，當采數字信號的轉換過程中，當采樣頻率樣頻率fsfs大于信號中最高頻率大于信號中最高頻率fmaxfmax的的2 2倍時，即倍時，即fs=2fmaxfs=2fmax，采樣之后的數字信號完整地保留了原始信號中的信息。采樣采樣之后的數字信號完整地保留了原始信號中的信息。采樣定理又叫奈奎斯特定理定理又叫奈奎斯特定理Nyquist theoryNyquist theory）。）。表表4-4 4-4 不同音質數

35、字音頻的常用采樣率不同音質數字音頻的常用采樣率采樣率采樣率音質音質頻率范圍頻率范圍8,000 Hz8,000 Hz電話電話0 04,000 Hz4,000 Hz11,025 Hz11,025 Hz低于低于AMAM廣播廣播0 05,512 Hz5,512 Hz22,050 Hz22,050 Hz接近接近FMFM廣播廣播0 011,025 Hz11,025 Hz32,000 Hz32,000 Hz優于優于FMFM廣播廣播0 016,000 Hz16,000 Hz44,100 Hz44,100 HzCD-DACD-DA0 022,050 Hz22,050 Hz48,000 Hz48,000 Hz標準

36、標準DVDDVD0 024,000 Hz24,000 Hz96,000 Hz96,000 Hz高端高端DVDDVD0 048,000 Hz48,000 Hzhttp:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ww

37、w.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第1818頁頁/ /共共6868頁頁4.3.2 4.3.2 量化與量化位數量化與量化位數 量化就是把采樣得到的聲音信號幅度轉換為數字值，是聲音信號在幅度上被離散化。 量化位數n定義了每個采樣點的數據范圍02n-1），也叫量化等級，量化等級的多少決定了聲音的動態范圍。圖圖4-4 4-4 量化位數與動態范圍量化位數與動態范圍 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術

38、第第1919頁頁/ /共共6868頁頁4.3.2 4.3.2 量化與量化位數量化與量化位數表表4-5 4-5 不同音質的量化位數、量化范圍、動態范圍不同音質的量化位數、量化范圍、動態范圍量化位數量化位數音質音質量化等級量化等級動態范圍動態范圍8 8位位電話電話25625648 dB48 dB1616位位CDCD65,53665,53696 dB96 dB2424位位DVDDVD16,777,21616,777,216144 dB144 dB3232位位頂級頂級4,294,967,2964,294,967,296192 dB192 dBhttp:/ http:/ http:/ http:/ ht

39、tp:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2020

40、頁頁/ /共共6868頁頁4.3.3 4.3.3 聲道聲道聲道個數是反映音頻數字化質量的另一個因素。聲道個數是反映音頻數字化質量的另一個因素。單聲道：采集聲音數據時，僅采集一個聲波的數據單聲道：采集聲音數據時，僅采集一個聲波的數據雙聲道立體聲）：采集兩個聲波數據雙聲道立體聲）：采集兩個聲波數據多聲道環繞立體聲）：采集兩個以上聲波數據多聲道環繞立體聲）：采集兩個以上聲波數據聲道數越多，再現出的音響效果就越好。聲道數越多，再現出的音響效果就越好。主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2121頁頁/ /共共6868頁頁4.3.4 4.3.4 音頻采樣的數據量音頻采

41、樣的數據量數字音頻的數據量主要取決于兩個因素：數字音頻的數據量主要取決于兩個因素：音質因素：由采樣頻率、量化位數和聲道數音質因素：由采樣頻率、量化位數和聲道數3 3個參個參數決定。數決定。時間因素：時間因素：單位時間的數據量可用下式表示：單位時間的數據量可用下式表示： fcbs8v= v= v v：為單位時間的數據量：為單位時間的數據量KbpsKbps）fcfc：為采樣頻率：為采樣頻率kHzkHz）b b：為量化位數：為量化位數bitbit）s s：為聲道數：為聲道數4.3.5 4.3.5 音頻數據編碼音頻數據編碼音頻數據壓縮方法分類音頻數據壓縮方法分類PCMPCM為脈沖調制編碼，為脈沖調制編

42、碼，DPCMDPCM為差分脈沖調制編碼，為差分脈沖調制編碼，ADPCMADPCM為自適應差分脈沖調制編碼為自適應差分脈沖調制編碼, ,VSELPVSELP為矢量和激勵線性預測編碼，為矢量和激勵線性預測編碼，MPLPCMPLPC為多脈沖激勵線性預測編碼，為多脈沖激勵線性預測編碼，CELPCELP為碼本激勵線性預測編碼。為碼本激勵線性預測編碼。主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2323頁頁/ /共共6868頁頁4.3.6 4.3.6 音頻編碼標準音頻編碼標準 1 1、一般語音音質的音頻壓縮標準、一般語音音質的音頻壓縮標準u特點：音質低，能聽到聲音就可以特點：

43、音質低，能聽到聲音就可以u運用：各類提示音運用：各類提示音u壓縮標準：壓縮標準：u CCITT A Law CCITT A Lawu CCITT Law CCITT Lawu 低采樣率或低量化位數的低采樣率或低量化位數的PCM PCM 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2424頁頁/ /共共6868頁頁2 2、電話音質的音頻壓縮標準、電話音質的音頻壓縮標準頻率范圍頻率范圍:300Hz:300Hz3.4kHz3.4kHz，用標準的，用標準的PCMPCM編碼。編碼。壓縮標準：壓縮標準： G G系列音頻壓縮標準系列音頻壓縮標準G G系列音頻壓縮標準利用的技術：

44、系列音頻壓縮標準利用的技術： 線性預測技術線性預測技術 矢量量化技術矢量量化技術 綜合分析技術綜合分析技術典型的算法：典型的算法： ADPCM ADPCM CELP CELP LD-CELP LD-CELP短時延碼本激勵線性預測短時延碼本激勵線性預測編碼）編碼） RPE-LTP RPE-LTP長時線性預測規則碼激勵）長時線性預測規則碼激勵） VSELP VSELP矢量和激勵線性預測編碼）矢量和激勵線性預測編碼）主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2525頁頁/ /共共6868頁頁標準標準參數說明參數說明G.711G.711PCMPCM編碼，采樣速率編碼，采

45、樣速率8kHz8kHz，量化位數，量化位數8Bit8Bit，比特流速率，比特流速率為為64kb/s64kb/s。使用非線性量化技術。使用非線性量化技術G.721G.721ADPCMADPCM編碼：每個數值差分用編碼：每個數值差分用4 4位編碼，采樣率為位編碼，采樣率為8kHz8kHz，比特流被轉換為比特流被轉換為32kbps32kbpsG.723G.723SB-ADPCMSB-ADPCM編碼（有損壓縮），比特流被轉換為編碼（有損壓縮），比特流被轉換為5.35.3 6.3kbps6.3kbps之間之間G.728G.728LD-CELPLD-CELP編碼，比特流被轉換為編碼，比特流被轉換為16kb

46、ps16kbps，帶寬限于，帶寬限于3.4kHz3.4kHz；音質與；音質與G.721G.721標準相當標準相當表表4-6 4-6 電話音質的音頻編碼標準電話音質的音頻編碼標準主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2626頁頁/ /共共6868頁頁3 3、 AM AM廣播音質的音頻壓縮標準廣播音質的音頻壓縮標準頻率范圍頻率范圍:50Hz:50Hz7kHz 7kHz 壓縮標準：壓縮標準：ITUITU制定的制定的G.722G.722標準標準 G.722G.722標準采用的算法：標準采用的算法：SB-ADPCMSB-ADPCM子帶子帶ADPCMADPCM）SB-A

47、DPCMSB-ADPCM算法：將現有的帶寬分成兩個獨立的算法：將現有的帶寬分成兩個獨立的子帶信道，使輸入信號進入濾波器組分成高子子帶信道，使輸入信號進入濾波器組分成高子帶信號和低子帶信號，然后分別進行帶信號和低子帶信號，然后分別進行ADPCMADPCM編編碼，最后進入混合器形成輸出碼流碼，最后進入混合器形成輸出碼流 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2727頁頁/ /共共6868頁頁4 4、高保真立體聲音頻壓縮標準、高保真立體聲音頻壓縮標準包括包括:CD-DA:CD-DA以上音質、以上音質、FMFM廣播音質廣播音質FMFM廣播音質頻率范圍廣播音質頻率范圍

48、:20Hz:20Hz15kHz 15kHz CD-DACD-DA音頻信號的頻率范圍：音頻信號的頻率范圍：50Hz50Hz20kHz 20kHz 壓縮標準：壓縮標準： 1 1MPEG1MPEG1，MPEG2MPEG2的的layer1layer1、2 2、3 3，MPEG MPEG 4 AAC4 AAC音頻編碼，杜比音頻編碼，杜比AC-3AC-3等。用于數字廣播、等。用于數字廣播、數字電視廣播、消費電子產品、音頻信息的存數字電視廣播、消費電子產品、音頻信息的存儲和下載等。儲和下載等。 2 2ITU-T G.722.1ITU-T G.722.1、3GPP AMR-WB+3GPP AMR-WB+和和3

49、GPP 2 4GV-WB 3GPP 2 4GV-WB 。用于像。用于像3G3G通信這樣的高音質通信這樣的高音質低碼率應用場合。低碼率應用場合。http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunch

50、i- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2828頁頁/ /共共6868頁頁4.4 4.4 音頻卡音頻卡 4.4.1 4.4.1 音頻卡的功能音頻卡的功能u 錄制和播放數字聲音文件錄制和播放數字聲音文件u 控制音量和混音效果控制音量和混音效果u 聲音文件的壓縮與解壓縮聲音文件的壓縮與解壓縮u MIDI MIDI接口與音樂合成接口與音樂合成 http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http

51、:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第2929頁頁/ /共共6868頁頁4.4.2 4.4.

52、2 音頻卡的組成與工作原理音頻卡的組成與工作原理圖圖4-6 4-6 音頻卡的一般組成與結構示意圖音頻卡的一般組成與結構示意圖DSPDSP音頻輸出音頻輸出放大器放大器麥克風麥克風MicMic線路輸入線路輸入Line inLine in音樂合成器音樂合成器系統總系統總線接口線接口CDCD輸入輸入混合信號混合信號處理器處理器MIDIMIDI與游與游戲接口戲接口系統總線系統總線放大器放大器http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- htt

53、p:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第3030頁頁/ /共共6868頁頁 音頻卡的主要功能部件：功率放大器、混合信號處理音頻卡的主要功能部件：功率放大器、混合信號處理器、器、DSPDSP數字信號處理器、

54、音樂合成器以及相關的外圍接口數字信號處理器、音樂合成器以及相關的外圍接口等。等。 聲音的合成與處理：由聲音的合成與處理：由DSPDSP數字聲音處理器、音樂合成數字聲音處理器、音樂合成器及器及MIDIMIDI接口控制器組成接口控制器組成, ,主要任務是完成聲波信號的模主要任務是完成聲波信號的模/ /數、數數、數/ /模轉換，利用調頻技術控制聲音的音調、音色和幅模轉換，利用調頻技術控制聲音的音調、音色和幅度。度。 混合信號處理器及功率放大器：內置數字混合信號處理器及功率放大器：內置數字/ /模擬混音器，模擬混音器，混音器的聲源可以是混音器的聲源可以是MIDIMIDI信號、信號、CDCD音頻、線性輸

55、入、話筒音頻、線性輸入、話筒以及以及PCPC機的揚聲器等，可以選擇輸入一個聲源或將幾個不機的揚聲器等，可以選擇輸入一個聲源或將幾個不同聲源進行混合錄音。同聲源進行混合錄音。 4.4.3 4.4.3 音頻卡的音頻卡的I/OI/O接口接口圖圖4-7 音頻卡的外圍接口連接示意圖音頻卡的外圍接口連接示意圖http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www

56、.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第3232頁頁/ /共共6868頁頁4.4.3 4.4.3 音頻卡的音頻卡的I/OI/O接口接口圖圖4-8 支持支持5.1環繞的聲卡插口環繞的聲卡插口http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ ht

57、tp:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第3333頁頁/ /共共6868頁頁4.5 4.5

58、數字音頻的采集與編輯數字音頻的采集與編輯 一般的數字音頻采集首先需要選擇和設置恰當的采樣參一般的數字音頻采集首先需要選擇和設置恰當的采樣參數，然后再開始錄音采集，最后再使用相應的編輯軟件對錄數，然后再開始錄音采集，最后再使用相應的編輯軟件對錄制的音頻數據進行剪輯和效果處理。制的音頻數據進行剪輯和效果處理。 4.5.1 4.5.1 錄音采集錄音采集 選擇采樣參數選擇采樣參數 調整輸入音頻的頻響調整輸入音頻的頻響 檢測輸入音頻的強度檢測輸入音頻的強度 開始錄音開始錄音http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ htt

59、p:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/ http:/www.ntn- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.xunchi- http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.ort- 主講人：楊帆主講人：楊帆第四章第四章 音頻信息處理技術音頻信息處理技術第第3434頁頁/ /共共6868頁頁圖圖4-9 4-9 設置錄音參數設置錄音參數1

60、 1、選擇采樣參數、選擇采樣參數 首先要根據實際情況選擇最佳的采樣參數，做到音質與首先要根據實際情況選擇最佳的采樣參數，做到音質與數據量的折中考慮，避免采樣過程中出現存儲空間不足的現數據量的折中考慮，避免采樣過程中出現存儲空間不足的現象發生。象發生。 CDCD音質、音質、電話質量電話質量收音質量收音質量Default Quality Default Quality http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/www.zg- http:/ http