數字音頻處理技術第九章數字音頻處理技術第

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章9.1基本概念■聲音概念■

聲音頻率分布■音質與數據量■數字音頻文件的種類9.2獲取聲音■采樣軟件簡介■轉換數字音頻■錄音9.3處理聲音■轉換采樣頻率■GoldWave軟件■設定編輯區域■

■使用剪貼板■合成聲音■增加效果■調整固有音量9.4保存聲音文件9.1什么是聲音8.1.1聲音的基本特點●聲音如何傳播●聲音依靠介質的振動進行傳播。●聲音在不同介質中的傳播速度和衰減率不一樣，導致聲音在不同介質中傳播的距離不同。●聲音是指自然聲。聲音是振動的波，是隨時間連續變化的物理量●

聲音的三個重要特性振幅周期●振幅——波的高低幅度，表示聲音的強弱●周期——兩個相鄰波之間的時間長度●頻率——每秒鐘振動的次數，以Hz為單位教學進程9.1.1聲音概念9.1基本概念●聲音定義聲音是振動波，具有振幅、周期和頻率●聲音的質量簡稱音質。音質與頻率范圍成正比，頻率范圍越寬音質越好聲音具有連續性和過程性，數據前后相關，數據量大，具有實時性●聲音的連續時基性●聲音三要素(1)音調—(高低)(2)音強—(強弱)(3)音色—(特質)教學進程聲音頻率分布次聲波人耳可聽域超聲波<20Hz20～20,000Hz>20,000Hz女性語音150Hz～10,000Hz電話語音200Hz～3,400Hz調幅廣播(AM)50Hz～7,000Hz調頻廣播(FM)20Hz～15,000Hz高級音響10Hz～40,000Hz男性語音100Hz～9,000Hz聲源種類頻帶寬度教學進程●聲音的傳播方向●

聲音以振動波的形式從聲源向四周傳播●從聲源直接到達人類聽覺器官的聲音是“直達聲”人類在辨別聲源位置時，首先依靠聲音到達左、右兩耳的微小時間差和強度差異進行辨別，然后經過大腦綜合分析而判斷出聲音來自何方。●聲音從聲源發出后，經過多次反射到達人類聽覺器官的聲音是“反射聲”教學進程●聲音的三要素●音調——(高低)(高)(低)●音強——(強弱)(弱)(強)(停)●音色——(特質)鋼琴吉他小號小提琴●聲音的連續性●聲音在時間軸上是連續信號，具有連續性和過程性●構成聲音的數據前后之間具有強烈的相關性●聲音具有實時性，對處理聲音的硬件和軟件提出很高的要求教學進程聲音的音質、數據量與文件●音質——聲音的質量。與頻率范圍成正比，頻率范圍越寬音質越好采樣頻率Hz數據長度bit數據量／分鐘11,02580.66MB22,05081.32MB44,10082.64MB11,025161.32MB22,050162.64MB44,100165.29MB音質評價低一般良好中良好優秀●數據量與文件重放頻率＝采樣頻率÷2●重放頻率(模擬量)與采樣頻率(數字量)的關系教學進程數字化聲音●

聲音采樣——聲音數字化(模/數轉換)聲音采樣1101110011001101把聲音(模擬量)按照固定時間間隔，轉換成有限個數字表示的離散序列●

聲音重放——聲音模擬化(數/模轉換)聲音重放11011100把數字化聲音轉換成模擬量，經過音響單元重放出來●

設備和軟件(1)聲音適配器(聲卡)8bit、16bit、…128bit￥80.00～3800.00(2)聲卡驅動軟件以及各種聲音處理軟件教學進程采樣頻率Hz數據長度bit數據量／分鐘11,02580.66MB22,05081.32MB44,10082.64MB11,025161.32MB22,050162.64MB44,100165.29MB音質評價低一般良好中良好優秀音質與數據量●重放頻率(模擬量)與采樣頻率(數字量)的關系重放頻率＝采樣頻率÷2[例]采樣頻率為44,100Hz的數字音頻信號還原成聲音后，為22,050Hz9.1.4數字音頻的教學進程.wav●WAVE(WaveformAudio)波形音頻文件

多媒體系統、音樂光盤制作，記錄物理波形，數據量大.cda●CDA(CDAudio)激光音頻文件

準確記錄聲波，數據量大，經過采樣，生成wav和mp3音頻文件.mid●MIDI(MusicalInstrumentDigitalInterface)樂器接口文件

用于合成、游戲，記錄音符時值、頻率、音色特征，數據量小.mp3●mp3(MPEG音頻壓縮標準)壓縮音頻文件

必須經過解壓縮，數據量小●

文件種類及特點數字音頻文件的種類教學進程9.2獲取聲音●EasyCD-DAExtractor軟件(2)硬件環境CPU：PentiumⅡ/500MHz內存：128MBCDROM：40x(或以上)(3)軟件環境：Windows98/Me/2000采樣軟件簡介●軟件簡介(1)作用：CD音樂wav格式的波形音頻文件或mp3壓縮音頻文件雙擊“音頻處理＼CDtoWAV”文件夾中的CDDAExtractor.exe文件●

安裝教學進程(2)插入CD音樂盤，隨后自動列出CD音軌清單功能菜單CD音軌清單工具按鈕音量調節播放進度調節啟動與界面(1)雙擊快捷圖標啟動教學進程(1)在CD音軌清單中單擊某個音軌(2)單擊播放按鈕聆聽該音軌音樂●

[說明](1)聆聽結束后，不要改變光標條的位置，以便為轉換做準備(2)聆聽過程中，可調整播放的進度和音量(3)確認音樂后，單擊按鈕,停止播放選擇音軌●

[操作步驟]教學進程(1)單擊按鈕(2)選擇音頻模式(5)顯示轉換過程(4)單擊按鈕轉換數字音頻●

[操作步驟](6)稍候片刻轉換結束，單擊[OK]按鈕返回。(3)指定路徑和文件名●

[說明]如果轉換過程即刻結束，表明內存不夠，轉換失敗教學進程●設備間的信號連接SPEAKERMICLINEIN1mV500mV聲卡機箱后背插頭:φ3.5mm/stereo錄音●使用“錄音機”獲取聲音(1)選擇“程序／附件／娛樂／錄音機”菜單，啟動錄音機(2)單擊[錄音]按鈕，開始錄音(錄音時間為60秒)教學進程●(1)鼠標左鍵雙擊任務欄右側圖標(2)檢查“波形”是否被選擇—[√](4)選擇“錄音”選項(5)檢查:錄音控制線路輸入麥克風應有[√](3)選擇“選項／屬性”(6)單擊[確定]按鈕錄音失敗的處理●

[操作步驟]教學進程(2)選擇“文件／打開”(1)選擇“程序／附件／娛樂／錄音機”(3)選擇需轉換的音頻文件(4)單擊[打開]按鈕(6)單擊[開始轉換]按鈕(7)選擇屬性(采樣頻率)(10)選擇“文件／另存為”菜單，保存文件(5)選擇“文件／屬性”(8)單擊[確定]按鈕轉換采樣頻率●

[操作步驟](9)如不滿意，可從步驟(2)重新開始教學進程9.3處理聲音國際互聯網(語音、簡單樂曲)要求11,025Hz8bit22,050Hz8bit11,025Hz8bit11,025Hz8bit22,050Hz8bit44,100Hz16bit采樣頻率數據長度游戲(效果音、效果音樂)多媒體自學讀物(提示音)電子教案(語音、效果音)多媒體寶典、大全(樂曲、語音)多媒體音樂鑒賞(音樂、解說)應用場合●應根據使用場合和要求轉換適當的聲音采樣頻率●采樣頻率的轉換須使用相應的軟件進行聲音的應用教學進程8.3聲音處理初步●聲音處理主要手段剪裁聲音片段、合成多段聲音、連接聲音、生成淡入淡出效果、響度控制、調整音頻特性等教學進程GoldWave軟件簡介●軟件功能ECHOPITCHMIXSTOP音頻處理效果■波表顯示聲音數據，直觀、簡捷■為聲音增加各種效果(如回聲、機器聲等)■編輯wav和mp3聲音(如刪除、粘貼、靜音等)■合成聲音(把其他聲音與當前聲音混合)■所有編輯都可進行STEREO／MONO聲道編輯■CPU:PentiumⅡ或以上■內存:≮64MB■硬盤緩存:Windows\temp■系統:Windows98、Windows2000●軟件的工作環境教學進程安裝與啟動(1)進入“GoldWave425”文件夾(2)運行pgwave425.exe文件●雙擊快捷圖標，啟動GoldWave軟件播放控制器音頻編輯器菜單編輯工具左聲道右聲道軟件圖標教學進程(2)打開Flash模式→“總是”(3)臨時存儲→“內存”(4)剪貼板→“GoldWave”(5)單擊[確定]按鈕設置軟件工作狀態(2)聲音窗口→“最大化”(3)初始放縮→“所有”(4)單擊[確定]按鈕●

設置文件、內存管理(1)選擇“選項／文件”●

設置窗口顯示狀態(1)選擇“選項／窗口”教學進程(1)選擇“文件／打開”(2)選擇聲音文件夾和文件名(若是mp3，需等待片刻)(3)單擊[打開]按鈕調入聲音9.3.7設定編輯區域(1)鼠標左鍵單擊波表,設定起點(2)鼠標右鍵單擊波表,設定終點編輯區域●

編輯區域主要用于局部編輯，并通過剪貼板進行粘貼、合成等教學進程左聲道右聲道播放控制器播放編輯區域聲音播放指定聲音停止錄音播放控制音量調整聲道平衡調整速度調整(不影響編輯結果)●無聲故障的處理(1)單擊(音量)圖標，去掉“√”(2)參見“錄音失敗的處理”一節教學進程●設定編輯區域(2)調整音量滑塊簡單編輯單擊[Del]按鈕●

刪除音樂片段●

增加局部音量(1)單擊(更改)按鈕●

靜音處理單擊(靜音)按鈕(3)單擊[確定]按鈕音量調整前音量調整后教學進程●(1)選擇“文件／另存為”(2)選擇保存地點(3)輸入文件名(5)選擇屬性(采樣頻率)(6)單擊“保存”按鈕保存聲音文件(4)選擇保存類型(可選擇WAV、MP3等格式)●在設置文件屬性時，采樣頻率不能過低，否則失真●通過選擇不同的保存文件格式，可進行格式轉換●

說明教學進程選區的設置與操作●

設置選區(1)鼠標左鍵單擊波表,設定起點(2)鼠標右鍵單擊波表,設定終點編輯區域●展開選區●

為了辨別選區細節，可展開選區進行編輯單擊(選區)按鈕，將選區內的波形展開●還原選區●單擊(全部)按鈕，恢復選區展開前的顯示狀態教學進程刪除聲音片段●

常用于去掉音樂首尾空白、噪聲、各種雜音、語音中的瑕疵等(1)設置選區(2)若精確設置選區，單擊(選區)按鈕，將選區展開，再精確設置(3)單擊(刪除)按鈕，刪除選區聲音●單擊(撤銷)按鈕(注意：此操作只能恢復一次)8.3.5恢復操作8.3.6制作靜音●靜音與刪除不同，靜音不改變時間，只是把音量降為0(1)確定選區(2)單擊(靜音)按鈕，選區內變成靜音，波形變成一條直線教學進程●

設定編輯區域使用剪貼板●獲取聲音單擊[Copy]按鈕(1)鼠標左鍵單擊波表，確定粘貼開始位置●粘貼聲音(2)單擊[Paste]按鈕，插入式粘貼●生成新文件單擊[PNew]按鈕，生成新文件窗口●如內存容量不足，可把臨時存儲設置成硬盤教學進程(2)單擊[Copy]按鈕，獲取聲音素材(5)鼠標左鍵單擊波表，確定合成開始位置(1)在文件1中設定編輯區域(7)調整合成素材的音量合成聲音(4)打開文件2(6)單擊[Mix]按鈕●

[操作步驟](8)單擊[確定]按鈕(3)關閉文件1●被合成的素材應采樣頻率一致，格式相同教學進程●

設定編輯區域增加效果(1)單擊按鈕(2)調整延遲時間(3)調整回聲音量(4)設置回響效果√—無窮余音●制作回聲tVolume延遲時間ECHO原理(5)單擊[確定]按鈕教學進程●

設定編輯區域●淡入(1)單擊按鈕淡入淡出效果●(2)調整初始音量(3)單擊[確定]按鈕●淡出(1)單擊按鈕(2)調整減弱音量(3)單擊[確定]按鈕淡入過程淡出過程教學進程(1)打開背景音樂(2)確定編輯區域調整固有音量(3)單擊[樣式]按鈕(4)鼠標拖曳音量線(5)單擊[確定]按鈕音量低谷PlayStoptVolume音量調整原理背景音樂語音編輯區域教學進程9.4●

使用GoldWave

軟件合成素材調入wav格式的語音為語音添加回聲音頻處理實例調入樂曲淡入淡出調整音量剪貼板復制到剪貼板關閉語音窗口保存合成剪貼板教學進程(2)單擊(淡入)按鈕制作淡入、淡出效果(3)調整初始音量(4)單擊“確定”按鈕(2)單擊(淡出)按鈕(3)調整減弱音量(4)單擊“確定”按鈕淡入過程淡出過程(1)設置選區●

制作淡入效果●

制作淡出效果(1)設置選區教學進程制作回聲●樂曲和歌曲不宜制作回聲，制作回聲最理想的對象是語音(1)設置選區(3)調整延遲時間和音量(2)單擊(回聲)按鈕(4)“反響”選項有效時，無窮余音(5)單擊“確定”按鈕tVolume延遲時間ECHO原理音量9.6.9制作倒序聲音●確定選區，單擊(反向)按鈕●可用于聲音的加密傳送。對方采用相同軟件、相同處理，才能還原教學進程聲音高級處理9.79.7.1調整固有音量(2)調整音量滑塊，改變音量(1)單擊(改變)按鈕(3)單擊“確定”按鈕9.7.2剪貼板及其操作(1)設置選區(2)單擊(復制)按鈕，把選區內容復制到剪貼板(3)鼠標左鍵單擊波形，確定粘貼的開始位置(4)單擊(粘貼)按鈕，插入粘貼(5)單擊(粘新)按鈕，生成新的聲音文件教學進程調整時間和速度(1)設置選區(2)單擊(時間偏差)按鈕(3)改變速度或時間●若使音調不發生變化(1)選擇“FFT”卡片，FFT數值≥10(2)設置“重疊”數值≥88(3)調整速度或時間7段頻率均衡控制9.7.4頻率均衡控制(1)設置選區(3)移動各個滑塊，調整各個頻段(2)單擊(均衡器)按鈕(4)單擊“確定”按鈕使用筆記本電腦或小揚聲器時，由于頻帶窄，調整效果不明顯。教學進程(3)打開其他文件(6)調整合成素材的音量聲音合成(1)設定選區●

[操作步驟](7)單擊“確定”按鈕●被合成的素材應采樣頻率一致，格式相同(2)單擊(復制)按鈕，把選區內容復制到剪貼板(4)單擊波形表，確定合成的開始位置(5)單擊(混音)按鈕教學進程聲音合成例題●●

將三個聲音素材合成在一起，產生如下效果：夜深了，蛐蟲鳴叫、陣陣蛙鳴。徐緩、輕柔的小號夜曲劃破夜空。曲終時，熱烈的掌聲突然爆發出來，——原來是現場音樂會的片段。●素材1：蛐蟲蛙鳴.wav（44100Hz，8位，立體聲）●素材2：小號夜曲.wav（44100Hz，8位，立體聲）●素材3：掌聲狂呼.wav（44100Hz，8位，立體聲）●聲音合成的效果蛐蟲蛙鳴掌聲狂呼小號夜曲淡入淡出教學進程聲道變換●

左右聲道對調●單擊(交換)按鈕，左、右聲道對調●聲道變換可選擇任意一個聲道進行單獨編輯，也可左右聲道對調●選擇聲道●

單擊(切換)按鈕，切換聲道●編輯操作對任何一種聲道形式都完全相同●不可對一個聲道進行刪除、剪切等改變時間長度的操作●切換順序：雙聲道左聲道右聲道教學進程音量低谷●響度控制效果(1)設置選區響度控制(3)鼠標拖曳音量線(4)單擊“確定”按鈕PlayStoptVolume響度控制原理背景音樂語音選區(2)單擊(整形)按鈕教學進程響度控制舉例●●

把背景音樂和語音合成在一起●

背景音樂素材：吉他音樂.wav（22050Hz，8位，單聲道，83.29秒）●

語音素材：史記簡介.wav（11025Hz，8位，單聲道，21.04秒）●聲音合成的效果史記簡介吉他音樂吉他音樂教學進程●編輯MP3文件的操作與編輯WAV格式的文件完全相同編輯MP3文件(1)選擇“文件/打開”菜單，指定一個MP3格式的聲音文件(2)編輯聲音(某些MP3有明顯噪音和“噼啪”爆音，應將其刪除)(3)保存MP3格式