數字音視頻技術

DigitalAudio&Video2024/1/13數字音視頻技術

第四講教學內容：

音頻資源的獲取及編輯

1、數字錄音；

2、數字音頻的獲取；

3、數字音頻的格式及其轉換；

4、數字音頻編輯及音效處理。2024/1/13數字音視頻技術第四講教學目標：

1、了解數字錄音系統；

2、掌握數字音頻的獲取；

3、掌握數字音頻的格式及其轉換；

4、掌握數字音頻編輯及音效處理。2024/1/13音頻資源的獲取及編輯第一節數字錄音話筒（麥克風）等音頻信號源音頻處理器調音臺、話筒放大器、效果器、均衡器等錄音機或音頻工作站功率放大器錄音原理框圖2024/1/13一、模擬錄音(一)、模擬錄音。雙聲道錄音機：專業開盤磁帶錄音機可分成兩類，即演播室安裝型和便攜式磁帶錄音機。對于演播室中采用的錄音機，一般具備線路電平的平衡輸人和輸出（傳聲器輸人），走帶控制機構，編輯功能，耳機監聽插孔，磁帶計數器（通常是以實時時間來指示），帶速選擇和帶盤尺寸選擇，電平指示儀表（通常為VU表）等功能。這種錄音機可以處理高電平的輸人信號（至少+20dB,或大約8V的電平信號），以便減小輸人信號過載的可能性，輸入阻抗至少為10K歐姆，輸出阻抗低于100歐姆，接人的負載阻抗可以低至600歐姆。通常這種錄音機可接人遙控單元，以便能在調音臺上控制錄音機的走帶。除此之外，還有輸人和輸出電平、偏磁和均衡控制等功能。2024/1/13(一)、模擬錄音。雙聲道錄音機所使用的磁帶寬度一般都為四分之一英寸（6.35mm），它在四分之一英寸寬度內記錄下兩條磁跡，為了取得最大的聲道間隔離度，要在兩條磁跡間留下一定寬度的保護帶。根據保護帶寬度的不同，有NAB和DIN兩種磁跡分布格式。寬保護帶的為NA13格式，而較窄保護帶的為DIN格式。便攜式專業開盤錄音機主要用于非演播室的外出錄音。所以它有其自身的特點，比如已具有線路和傳聲器電平的平衡輸人，幻象供電和A-B供電功能，可以記錄時間碼和影視制作要求的提示信號，另外它可以用電池進行長時間工作。2024/1/13(一)、模擬錄音。多聲道模擬磁帶錄音機多聲道錄音機可以在一定寬度的磁帶上記錄多條磁跡。目前專業用的多聲道錄音機（模擬）多為16或24聲道的，它采用的磁帶多數為2英寸寬。由于磁帶很重，所以對多聲道錄音機的傳動機構要求較嚴格。另外由于聲道數很多，所以錄音機的校準就比較困難、繁瑣，現在使用的多聲道錄音機均采用計算機控制，調校也比較方便。多聲道錄音機除了具備雙聲道錄音機的一些基本功能以外如自動重復放音或自動定位能力，實時計數器可以進行編程，的信號段落進行重復放音。在進行多聲道錄音時，還有其固有的特點，比以便在縮混預演時對指定常常要進行同步錄音。即演員聽著在多聲道錄音機已記錄的信號同步地演奏或演唱記錄的內容，如果重放的信號來白放音磁頭，而新記錄的內容是由錄音磁頭記錄的，那么在新、舊節目信號間就會產生記錄延時，這一延時是由錄、放磁頭間的空間距離造成的，歌唱演員聽著已錄好的三個聲道的伴奏進行演唱。為了解決這一問題，現在的多聲道錄音機采用選同步技術，它是在進行同步錄音時，將已錄信號聲道上的錄音頭作為放音磁頭來使用，這樣便解決了由于錄音磁頭的磁縫較寬。2024/1/13(一)、模擬錄音。所以這時錄音磁頭重放出的聲音音質（此時也稱為同步磁頭）要比放音磁頭重放的音質差、但用來做提示是完全可以的。為了使同步重放的音質盡可能好，它們均配有自己的均衡，但是在縮混（縮混mixing也就是混音，在音樂的后期制作中，把各個音軌進行后期的效果處理，調節音量然后最終縮混導出一個完整的音樂文件。）時，還是采用放音磁頭來放音，實際使用中有時利用選同步進行“并聲道”的處理。磁帶錄音機傳動機構的優良與否，直接影響其電氣性能。專業用的磁帶錄音機大多為開盤式的三電動機驅動方式的錄音機，電動機大多采用直流驅動的，這樣可以使傳動機構的性能更好。2024/1/13(二)、模擬音頻錄放原理磁帶錄像機的工作原理與磁帶錄音機大致相同，都是通過電磁轉換把聲音信號或圖像信號記錄到磁帶上去，并利用磁頭去磁化磁帶，把所記錄的信號以剩磁的形式儲存在磁帶上，重放時也都是利用磁頭與磁帶的相對運動，在磁頭線圈中還原成電信號。所不同的是錄像機在結構上遠比錄音機復雜得多1、磁性記錄與重放原理2024/1/13磁化過程與磁化曲線(a)鐵磁物質遠離磁體(b)受磁場作用被磁化(c)與磁體分離保留磁性(d)磁化曲線2024/1/131、磁性記錄與重放原理HB0BrHc-HcBmaxHBr0(1)、磁記錄原理磁性物質的磁化—磁滯現象2024/1/13B0BrHc-Hc硬磁材料HB0Hc-HcBr軟磁材料2024/1/13圖a軟、硬磁性材料的磁滯回線圖b磁帶結構示意圖2024/1/13圖磁記錄過程示意圖2024/1/13圖磁帶上的剩磁與磁頭上正旋電流i(t)的關系2024/1/13圖磁記錄中的失真現象2024/1/132、音頻信號的均衡與降噪f輸出3930Hz錄音頻率補償特性錄音放大偏磁電路錄音頻率補償電路(1)、錄放過程的頻率特性及均衡記錄過程的頻率特性及預校正2024/1/13超音頻振蕩器ALC+Ec錄音放大電路(1)、錄放過程的頻率特性及均衡2024/1/13(2)、重放過程的頻率特性和均衡fdB6dB/oct高頻損失重放頻率特性3180

s鐵帶120

s鉻帶70

sfdB重放頻率補償2024/1/1370

s轉換+Ec重放電路及頻率補償2024/1/13(3)、降噪系統噪聲來源背景噪聲：電路噪聲：晶體管、電阻、電容的熱噪聲及電機對磁頭的影響。磁帶噪聲：磁粉顆料的大小及勻度及走帶速度的不均勻引起。調制噪聲：調幅噪聲：磁性材料及厚度不均勻產生調頻噪聲：走帶速度不均勻產生的抖晃引起2024/1/13(3)、降噪系統特點：噪聲主要由記錄和重放過程中產生。噪聲主要集中在高頻區，人耳對高頻噪聲也特別敏感。杜比降噪系統杜比—A降噪系統：記錄時對不同電平的信號在不同的四個頻段進行不同的提升，重放時再進行相對應的壓縮。#2024/1/13(3)、降噪系統噪聲頻響特性記錄前有用信號提升重放后壓縮杜比—B降噪系統記錄前對信號的高頻進行提升，重放后再對高頻進行相應的壓縮2024/1/13(3)、降噪系統AMP1HPFAMP2AMP4AMP3已處理信號待錄信號AMP1INVERTERHPFAMP2AMP3AMP4恢復信號重放信號2024/1/133、磁帶錄音機的轉換部件與整機性能消音頭：縫隙大，線圈粗，電阻小錄音頭：縫隙較窄，有后隙放音頭：縫隙更窄，普及型錄音機錄音頭與放音頭用同一磁頭(1)、磁頭的結構與性能結構：2024/1/13(1)、磁頭的結構與性能結構磁頭性能靈敏度錄音靈敏度：以315Hz為參考頻率記錄磁通達到基準磁平(25x10-8Wb/m2)所需的錄音電流放音靈敏度：用基準磁平重放時放音磁頭產生的感生電動勢（開路電壓）2024/1/13(1)、磁頭的結構與性能結構磁頭頻響錄音頻響：保持輸入信號不變，記錄各頻率的信號，再用基準磁頭放音，測出各頻率的輸出信號。放音頻響：用錄有各種頻率的頻響測試帶重放各頻率的輸出信號電平。錄放頻響：用同一磁頭對各頻率信號錄音后再放音測出頻率的輸出電平。2024/1/13(2)、磁帶的構造與性能磁性層帶基2)種類：普通帶（Normal)（鐵帶

-Fe2O3)鉻帶（CrO2)鐵鉻帶（Fe2O3-CrO2)鐵鈷帶（Fe2O3-Co)金屬帶（Fe,Co等）#1)磁帶的結構2024/1/13(2)、磁帶的構造與性能3180

s120s

-Fe2O370

sCrO2f3)磁帶的性能a相對靈敏度：在最佳偏磁電流下磁帶的錄放輸出電平相對于基準帶錄放電平的dB差值。b頻率特性2024/1/13(2)、磁帶的構造與性能c信號偏磁噪聲比在參考磁平下磁帶的輸出電平與磁帶不錄信號，但經過消音頭和偏磁錄音頭生所產生的噪聲電平的dB差。d最大輸出電平：在不超過規定諧波失真（3%）時最大重放輸出電平與額定輸出電平的dB差。e復印比：有用信號的輸出電平與被復印信號電平的dB差值。2024/1/13(3)、驅動機構壓帶輪主導軸收帶盤供帶盤消音磁頭錄放磁頭慣性輪壓帶輪與主導軸驅動磁帶運動慣性輪超穩速作用#磁帶運行傳動機構磁帶穩速傳動機構2024/1/13(3)、驅動機構直接驅動：壓帶輪電機磁帶主導軸主導軸的驅動方式2024/1/13(3)、驅動機構電機電機靠輪壓帶輪主導軸橡膠輪靠輪驅動2024/1/13(3)、驅動機構電機電機帶輪傳動帶磁帶飛輪主導軸壓帶輪傳動帶驅動2024/1/13(3)、驅動機構電機電機靠輪過輪飛輪主導軸壓帶輪磁帶過橋輪驅動2024/1/13(3)、驅動機構磁頭壓帶輪主導軸主導軸傳動帶電機隔離環雙壓帶輪驅動2024/1/13(3)、驅動機構卷帶輪收帶輪供帶輪供帶盤壓帶輪主導軸磁帶卷帶機構2024/1/13(4)、制動機構當按停止鍵后對卷帶輪和供帶輪止動自停機構：當磁帶走完后能自動停止2024/1/13二、數字錄音數字錄音不會出現磁帶錄音造成的雜音，其音源品質非常高。如此出色的性質取決于二進制數字信號只有0、1兩種狀態，無論外界的干擾多強，只要不影響0、1這兩種數字的識別，最后就都可以通過整形電路將干擾去除，完全地復原成為無雜音的原始訊號。2024/1/13三、常見的錄音設備1、磁帶式數字錄音設備典型設備：Alesis錄音機系列M20數字多軌磁帶錄音機數字磁帶錄音機是運用數字技術進行記錄和重放的磁帶錄音機。它可分為旋轉磁頭式和固定磁頭式兩類。旋轉磁頭式是利用一個脈沖編碼調制(PCM)處理器把模擬聲頻信號變為數字信號后轉換為偽視頻信號，再用U-matic或專業用VHS錄像機進行記錄。固定磁頭式大多是多軌機，有兩聲道12軌機和16聲道、24聲道、32聲道機，又分為PD格式和DASH格式，彼此不能兼容。2024/1/131、磁帶式數字錄音設備小型盒帶旋轉磁頭數字錄音機(DAT)是把PCM處理器與旋轉磁頭記錄器合而為一的機種。它的體積較小，有便攜型可供流動錄音用。小型盒帶固定磁頭數字錄音機(DCC)是一種帶盒大小與普通帶盒一樣，也可以重放普通模擬盒帶的數字錄音機。它采用精密自適應子頻帶編碼(PASC)系統，利用人耳聽覺特征，大大壓縮了碼率。數字磁帶錄音機的動態范圍、信噪比都在90dB以上，無抖晃，頻響為20Hz～20KHz，音質優美。2024/1/132、磁光盤類數字錄音設備磁光盤（magneto-opticaldisc,MOdisc），它的讀取方式是基于克爾效應（KerrEffect）。磁光盤由對溫度敏感的磁性材料制成。Sony推出的用于音樂的MiniDisc，實際上就是一種小型化的磁光盤。磁光盤在80年代初研制開發，從1989年開始投入使用，它是傳統的磁盤技術與現代的光學技術結合的產物。隨著PC機硬件設備的迅速換代升級，用戶對移動存儲設備都提出了更高的要求，MO因此進入市場。MO驅動器采用光磁結合的方式來實現數據的重復寫入，MO盤片大小類似三寸軟盤，可重復讀寫一千萬次以上。同時MO盤片還帶有保護殼，因此MO在多方面的性能上都要強于CD-R/RW。它的存儲容量，要比軟盤大得多，一般3英寸軟盤的存儲容量為1.44MB，而磁光盤的存儲容量，可達到幾百MB，如常見的一種磁光盤，容量為230MB。2024/1/13三、常見的錄音設備3、硬盤類數字錄音設備2024/1/13三、常見的錄音設備4、錄音筆2024/1/13三、常見的錄音設備5、聲卡2024/1/13四、話筒的特性與適用場合（一）、錄音用麥克風。1、麥克風的工作原理按照能量轉換的不同，常用的傳聲器有動圈式和電容式兩種傳聲器。2024/1/132、話筒的分類Ⅰ、按能量轉換的物理效應可分為動圈式與電容式話筒。2024/1/13話筒的分類ⅡⅡ、按指向性的不同可分為無指向性、雙指向性、心形指向性及銳心形指向性話筒。2024/1/13話筒的分類ⅡⅡ、按指向性的不同可分為無指向性、雙指向性、心形指向性及銳心形指向性話筒。2024/1/13話筒的分類ⅡⅡ、按指向性的不同可分為無指向性、雙指向性、心形指向性及銳心形指向性話筒。2024/1/132、話筒的分類Ⅲ、按話筒與音頻處理的連接方式可分為有線和無線。2024/1/133、傳聲器的性能指標(1)、靈敏度。(2)、最大輸入聲壓級。(3)、最大輸出電平。(4)、頻率響應。(5)、輸出阻抗。(6)、方向性。2024/1/13話筒的主要性能指標示例AT3060心型幻象供電真空管話筒2024/1/13話筒的主要性能指標示例AT3060心型幻象供電真空管話筒2024/1/13話筒的主要性能指標示例心型幻象供電真空管話筒●以經典的真空管暖音色作話筒前置放大工作。●只需DC48V的幻象供電工作，無需專用的供電設備或音頻線。●具備大型收音振膜的心形指向電容收音元件，能提供低噪聲、高靈敏度、及平滑流暢的音色。●所使用的真空管都經精心挑選及作個別測試，在壽命及工作表現上均保證達到最高狀態。●特別設計的防震架組合，能有效減低對真空管的機械性震動。●精密的機械加工，表層鍍鎳的銅制外殼，以及原聲的隔音元件提供了增強收音振膜的穩定性和最佳的靈敏度。●大型耦合變壓器，能提供出色的低頻線性響應。●藝術級的設計和制造技術以確保達到A-T一貫嚴格的耐用性要求和可靠性標準。●隨機附件中包括附AT8458專用防震架和保護袋。2024/1/13話筒的主要性能指標示例固定式充電背板，大型永久極性電容收音頭指向特性心型單指向性頻率響應50-16，000Hz開通靈敏度-32dB(25.1mV)re1Vat1Pa輸入阻抗400Ω最高輸入音量134dBSPL,1kHz于1%總諧波失真噪聲17dBSPL訊噪比77dB,以1kHz于1Pa動態范圍117dB,1kHz于最高輸入聲壓幻象供電48VDC，3mA耗電電流重量540g尺寸170.5mm長×52.0mm最大直徑輸出連接頭整合式卡農3針公頭附屬品專用防震架、保護袋

2024/1/132、揚聲器的分類(1)、按工作原理不同。電動式揚聲器、電磁式揚聲器、靜電式揚聲器、壓電式揚聲器。(2)、按振膜形狀不同。錐形揚聲器、平板形揚聲器、球頂揚聲器、號筒形揚聲器。(3)、發聲頻率不同。低音揚聲器、中音揚聲器、高音揚聲器、全頻帶揚聲器。2024/1/133、揚聲器的主要性能指標(1)、額定功率。(2)、頻率特性。(3)、額定阻抗。(4)、靈敏度。(5)、指向性。2024/1/13第二節數字音頻的獲取一、使用錄音筆錄音1、專業錄音筆與MP3隨身聽錄音的區別2024/1/13一、使用錄音筆錄音2、會議室錄音3、電話錄音2024/1/13二、在計算機錄音工作室中錄音1、專業聲卡2024/1/132、組建計算機錄音工作室

計算機錄音工作室的核心就是一臺裝有聲卡的多媒體計算機，然后，還需有拾取