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1、现代教育技术,第3章 音频媒体及技术,学习目标,阐释采样频率、量化位数的含义，能根据需要选用合适的采样频率和量化位数 比较7种音频文件格式的特点 掌握数字化录音的方法，知道控制数字化录音质量的因素 掌握数字化音频加工的方法 掌握扩音技术,3.1 音频数字化采集技术,数字音频原理: 由于音频信号是一种连续变化的模拟信号，而计算机只能处理和记录二进制的数字信号，因此，由自然音源而得的音频信号必须经过一定的变化和处理，变成二进制数据后才能送到计算机进行再编辑和存贮。,模拟的音频信号,音频数字化采集技术,把模拟信号转换成数字信号的过程称为模/数转换，它主要包括： 采样：在时间轴上对信号数字化； 量化：
2、在幅度轴上对信号数字化； 编码：按一定格式记录采样和量化后的数字数据,从而产生不同音频格式的文件。,3.1 音频数字化采集技术,采样及采样频率(采样：在时间轴上对信号数字化)； 采样频率越高，数字化音频的质量越高 所能记录声音的最高频率为采样频率的1/2 常用的音频采样频率8kHz、11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHz CD唱片记录数字化音频的采样频率为44.1kHz 调频广播所采用的采样频率为22.05kHz,音频数字化采集技术,量化、量化位数(在幅度轴上对信号数字化) 每个采样点用二进制数的多少表示为量化位数，或采样精度 量化位数决定
3、着数字音频可表现的声音幅度层次的多少 可表现声音幅度的最大层次数是以2为底的量化位数的幂 CD唱片所记录数字化音频的量化位数为16 bit DVD所记录数字音频的量化位数为24 bit 采样频率越高，量化位数越多，得到的数字化音频的质量越高，相应的信息量或文件尺寸也越大,编码：按一定格式记录采样和量化后的数字数据,从而产生不同音频格式的文件。,音频数字化采集技术,编码及文件格式 WAV格式 CD格式 MIDI格式 MP3 MP3 Pro WMA MP4 RA,WAV格式: WAV格式是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件(PCM)，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用
4、程序广泛支持。WAV格式支持许多压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，采用44.1kHz的采样频率，16位量化位数，因此WAV的音质与CD相差无几，但WAV格式对存储空间需求太大不便于交流和传播。,音频数字化采集技术,音频数字化采集技术,CD格式: CD格式是音质最好的音频格式之一。标准cD格式的采样频率为44.1KHz，量化位数为16位；是近似无损的格式。在计算机上看到的扩展名 cad的文件是一个索引信息，井不真正包含声音信息；不能直接复制CD格式的cda文件到硬盘上播放，需要使用EAC等抓音轨软件把CD格式的文件转换成WAV格式才能存放到硬盘上播放。,音频数字化采集技术,MIDI格式
5、: MIDI称作乐器数字接口，是数字音乐电子合成乐器的统一国际标准。在MIDI文件中存储的是一些指令，把这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来，重放的效果取决于声卡的档次。MIDI格式的音频文件占据的存储空间非常小，1 min MIDI文件占据的存储空间大约为510 KB。,音频数字化采集技术,MP3： MP3格式是采用MPEG音频文件压缩标准的压缩音频文件格式，具有10：112：1的压缩率，即MP3格式的文件只有同时间长度WAV格式音频文件所占据存储空间的1/10 左右，其音质稍次于CD格式和WAV格式的声音文件。MP3格式是以牺牲声音文件中12 kHZ以上高音频部分的质量来换取文
6、件占据的小存储空间。 MP3 Pro格式是MP3格式的发展，它的压缩率比 MP3高一倍，音频文件占据的存储空间较小，但音质并不逊于MP3格式。,音频数字化采集技术,WMA： WMA (Windows Media Audio)是微软在互联网音频、视频领域的力作。WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，其压缩率一般可以达到1:18。此外，WMA还可以通过DRM（Digital Rights Management）方案加入防止拷贝，或者加入限制播放时间和播放次数，甚至是播放机器的限制，可有力地防止盗版。,音频数字化采集技术,MP4： MP4采用的是美国电话电报公司（AT&T
7、）所研发，由美国网络技术公司(GMO)及RIAA联合公布的一种新的音乐格式。MP4在文件中采用了保护版权的编码技术，只有特定的用户才可以播放，有效地保证了音乐版权的合法性。另外MP4的压缩比达到了1:15，体积较MP3更小，但音质却没有下降。不过因为只有特定的用户才能播放这种文件，因此其流传与MP3相比差距甚远。,音频数字化采集技术,RA文件格式： RealAudio是由Real Networks公司推出的一种文件格式，最大的特点就是可以实时传输音频信息，尤其是在网速较慢的情况下，仍然可以较为流畅地传送数据，因此RealAudio主要适用于网络上的在线播放。,数字化采集技术,音频数字化采集方法
8、 音频数字化采集 即数字化录音 数字录音的方式 用专门的数字录音机进行 利用计算机进行 传声器、装有声卡的计算机和相应软件 Windows“开始”/“程序”/“附件”/“娱乐”下的“录音机”,音频数字化采集技术,用计算机进行录音的基本设置 双击Windows窗口的音量图标，在 “音量控制”窗口中执行“选项”/“属性”命令。 在“属性”对话框中选择“调节音量”中的“录音”选项，在“显示下列音量控制”中选择录音源，如果是将传声器与声卡上的MIC插口相连录音，则应该选择“麦克风” 。 在出现的“录音控制”对话框中上下调整音量滑块，调节录音电平的大小。,控制音频数字化采集质量的关键,保证在好的声学环境
9、中进行声音录制 采用合适的拾音器件 选用高质量的声卡 合理控制音频数字化参数和其他各项参数,录音声学环境的质量控制,噪音低 混响时间合适 混响时间是从声音发出至声音强度衰减60分贝（衰减至原来强度的百万分之一）所持续的时间 混响时间过短，声音“干”，单薄枯燥 混响时间过长，声音“空”，混浊不清 混响时间合适，声音清晰明亮，丰满浑厚，感染力强 混响时间控制严格 选择合适的拾音器件控制数字音频质量,传声器（Microphone，MIC）话筒、麦克风,将声信号转换成音频电信号的装置 传声器的种类 动圈式（Dynamic）传声器 结构牢固、性能稳定和使用简便，频响与语言的频率范围接近，适宜于拾取语言信
10、号 电容式（Condenser）传声器 体小质轻、灵敏度高、动态范围大、频响平直、瞬态响应好，经不起强烈振动 语言拾音优先选择动圈式传声器 演奏的拾音优先选电容式传声器或高质量的动圈传声器,传声器的技术指标,灵敏度 频率响应(正常工作的频带宽度) 输出阻抗和指向性 信噪比,传声器的使用注意点,控制拾音距离 保持相位一致 避震防潮防风 使用音频屏蔽线,无线传声器,组成 发射器、接收器 传声器、声频放大器、射频振荡器、射频放大器和电源 种类 手持式、头戴式和钮扣（领夹）式 VHF频段和UHF频段 无线传声器的使用注意点 装好天线，使用过程中手不要接触天线 正确配置 调准频率 声卡,3.2 音频数字
11、化编辑加工,音频数字化编辑加工的特点,“多”编辑加工技法多，处理花样多 “快”加工处理迅速，并及时反馈 “好”编辑质量高、精度高 “省”只需要普通计算机和音频编辑软件 “简”数字化编辑操作简单,音频数字化编辑加工,常用音频编辑软件 Audition、Cool Edit、Gold Wave Samplitude、Sound Forge、WaveLab 音频编辑的一般方法 加工区域的选取 音频节目的剪辑与合成 音频节目的修饰,3.3 扩音技术,扩音机的性能指标,输出功率 PMPO功率（Peak Music Power Output，峰值音乐输出功率） PMPO功率为额定输出功率的515倍 频率特性
12、 谐波失真 信噪比,扬声器的性能指标,额定功率 额定阻抗 频率范围 低音扬声器，高音扬声器 指向性,定阻式扩音机与扬声器的连接,所连接扬声器的总功率不小于扩音机的输出功率 每只扬声器的实得功率不能超过其额定功率 扩音机输出阻抗与扬声器连接后的总阻抗相等 高阻抗输出端子加用定阻式输送变压器与扬声器 P0扩音机的输出功率、Z0输出阻抗，P扬声器的额定功率,定压式扩音机与扬声器的连接,定压式扩音机的输出端子用电压标度 用定压式输送变压器将扩音机与扬声器配接 输送变压器的初级与扩音机的输出端相连 根据扬声器的额定电压选择次级,扩音注意点,正确连接 避啸叫 不能将传声器与扬声器相向放置 发生啸叫应立即调
13、低传声音量或衰减相应频率 防空载 信号源“对号入座” 适时调整音量音色 高频切除（HIGH CUT）和超低音切除（SUBSONIC） 合适布局扬声器,教学实践数字录音及音频数字化加工实践,实践目的 （1）掌握数字录音的方法。 （2）加深对数字录音质量多因素影响的理解。 （3）掌握利用软件编辑加工音频的方法。 实践器材 （1）计算机；（2）传声器、音箱或麦耳；（3）音频编辑软件。 实践内容及要求 数字化录音 利用计算机和耳麦进行，或利用计算机与传声器进行 对采样频率、量化位数、声通数、录音电平等进行控制 数字音频编辑,思 考 题,1采样频率和量化位数对数字化音频的质量有哪些影响？这些指标的值多少为合适？ 2常见的音频文件格式有哪些？不同的音频文件格式各有什么特点？ 3如何进行数字化录音？影响数字化录音质量因素有哪些？ 4何谓混响时间？混响时间长短对听音效果有哪些影响？ 5选择和使用传声器各应注意哪些问题？ 6如何进行数字化音频编辑加工？音频编辑软件有哪些编辑加工功能？ 7扩音时要注意哪些问题？,
