多媒体技术与应用立体化教程PPT课件（共7章）第2章声音素材的编辑与制作实例

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1、第 2 章声音素材的编辑与制作实例 1声音素材的编辑编辑与制作实实例多媒体技术与应用立体化教程第 2 章第 2 章声音素材的编辑与制作实例 2目录2.1 多媒体中的音频信息2.2多媒体数据压缩编码技术 2.4音频文件的播放 2.3音频信息的获取与编辑 2.5音频文件格式的转换方法 2.6MIDI 与音乐合成 2.7数码录音笔第 2 章声音素材的编辑与制作实例 3u 内容提要l声音媒体技术和格式l常用的压缩编码技术l音频信息的获取与编辑lMIDI 与音乐合成l音乐格式文件的转换方法第 2 章声音素材的编辑与制作实例 4 声音是携带信息的重要媒体，它与图像、视频、字幕等有机地结合

2、在一起，共同承载着制作者所要表达的思想和感情，因此多媒体音频技术是多媒体技术的一个主要分支。在多媒体应用系统中可以通过声音直接表达或传递信息、制造某种效果与气氛、演奏音乐等。只要为计算机装上“耳朵”（麦克风），就能让计算机听到和理解人们的讲话，实现语音识别；为计算机安上“嘴巴”（扬声器），就能让计算机“讲话”和“唱歌” 。 2.1多媒体中的音频信息第 2 章声音素材的编辑与制作实例 52.1.1声音媒体声音是由物体振动引发的一种物理现象。l波形声音 l语音l音乐 l音调l音强 l音强l音色第 2 章声音素材的编辑与制作实例 62.1.2音频信号的数字化技术当把模拟声音变成数字声音

3、时，需要在时间轴上，每隔一个固定时间间隔对波形曲线的振幅进行一次取值，称为采样，采样的时间间隔称为采样周期。数字音频是一个数据序列，在时间上是断续的。用数字表示音频幅度时，只能把无穷多个电压幅度用有限个数字表示。把某一幅度范围内的电压用一个数字表示，称为量化。采样量化的结果是用所得到的数值序列表示原始的模拟声音信号，这就是将模拟声音信号数字化的基本过程，如图 2.1 所示。图 2.1 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 7 数字声音是通过采样技术进行记录的。采样就是将模拟量表示的音频电信号转换成由许多二进制数 1 和 0 组成的数字音频文件。采样过程所用的主要硬件是模拟 / 数字转换器

4、（A/D 转换器），由它完成音频信号的采样工作。在数字声音回放时，再由 D/A 转换器将数字信号转换为原始电信号。声卡的主要部分之一就是 A/D 和 D/A 转换器及其相应的电路。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 82.1.3数字音频质量数字音频质量的好坏主要取决于采样频率、取样大小、声道数等几个因素。1采样频率采样频率，又称取样频率。它是将模拟的声音波形转换为数字声音时，每秒钟所抽取声波幅度样本的次数。采样频率越高，则经过离散数字化的声波越接近于其原始的波形，也就意味着声音的保真度越高，声音的质量越好。目前通用的标准采样频率有 11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz

5、。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 92取样大小取样大小，又称量化位数。它是每个采样点能够表示的数据范围。量化位数的大小决定了声音的动态范围，即被记录和重放的声音最高与最低之间的差值。 3声道数声道数是指所使用的声音通道的个数，它表明声音记录只产生一个波形（即单音或单声道）还是两个波形（即立体声或双声道）。立体声听起来要比单音丰满优美，但需要两倍于单音的存储空间。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 102.1.4常用的数字音频文件格式在计算机数字音频制作与处理系统中，存储、传输、处理数字音频信息的文件格式有多种，这些文件格式根据是否采用有损压缩方式存储音频数据分为无损压缩格式和

6、有损压缩格式。 1WAV 格式 2AIFF 格式 3APE 格式 4ASF/ASX/WAX/WMA 格式文件 5MP3 格式 6OggVorbis 格式 7Midi 格式文件第 2 章声音素材的编辑与制作实例 112.2多媒体数据压缩编码技术数据压缩编码是一项十分关键的多媒体技术，是多媒体数据库、多媒体通信、数字化电视的关键技术。 2.2.1常用的压缩编码技术常用的压缩编码方式有波形编码、音频参数编码、混合编码 3 种。1波形编码方式波形编码方式针对声音波形进行编码，使重建音频波形保持原波形的形状。PCM（脉冲编码调制）是最简单最基本的编码方法。第 2 章声音素材的编辑与制作实例

7、 122音频参数编码方式音频参数编码方式是对音频数字信号进行分析，提取其特征参数，然后再进行编码，使重建音频保持原音频的特性，故又称参数编码。 3混合编码方式混合编码方式是将上述两种编码算法很好地结合起来，使在较低的码率（4.8kbit/s 9.6kbit/s）上得到较高的音质。典型的混合编码方式有：码本激励线性预测编码（CELP）、多脉冲激励线性预测编码（MPLPC）等。音频信号能进行压缩编码的基本依据有两个，一是声音信号中存在很大的冗余度，通过识别和去除这些冗余度，便能达到压缩编码率的目的；二是人的听觉具有一个强音能抑制一个同时存在的弱音现象，这样就可以抑制与信号同时存在的量化噪声

8、。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 132.2.2预测编码技术预测编码是统计冗余数据压缩理论的三个重要分支之一，它的理论基础是现代统计学和控制论。在这些理论与技术的基础上形成了一个专门用于压缩冗余数据的预测编码技术。预测编码的基本方法是首先建立数学模型，利用以往的样本值对新的样本值进行预测；然后将样本的实际值与其预测值相减得到一个误差值；最后对这个误差值信号进行编码。预测编码方法分线性预测编码方法和非线性预测编码方法。线性预测编码方法也称差分脉冲编码调制法（Differential Pulse Code Modulation，DPCM）。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 14

9、2.2.3JPEG 压缩编码技术 JPEG 压缩标准定义了两种基本压缩编码方案，一种采用无失真的预测编码方案，另一种是有失真的变换编码方案。无失真的预测编码方案的基本思想是先对输入图像进行差分脉冲编码调制（DPCM）压缩，再进一步用编码压缩得到压缩数据。无失真的编码器一般采用哈夫曼（Huffman）编码对DPCM 的压缩数据进行进一步的压缩。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 15 有失真的变换编码方案是基于局部区域的离散余弦变换（DCT），图 2.2 所示的是基于DCT 顺序工作方式的 JPEG 编码的完整工作过程框图，这个过程可以描述为：将原始图像首先分割成 88 的数据块，接着使用

10、基于 DCT 的方法分别对每个数据块进行正交变换，再对DCT 系数进行量化，并对量化后的系数分别编码。图 2.2 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 16 解码过程是编码过程的逆过程，图 2.3 所示的是基于 DCT 顺序工作方式的 JPEG 解码的完整工作过程框图。图 2.3 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 172.3音频信息的获取与编辑要获取音频信息，需要首先通过声音数字化接口的录音设备将声音直接或转录到有音频卡的计算机中。实际上，这个方法就是将模拟声音信号经过采样、量化进行数字化的过程。有了音频文件后，通常还需要进行降噪、修剪、添加效果、多音轨混合等编辑操作，这样才能最终

11、获得我们所需的文件。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 182.3.1获取音频所需的硬件设备音频卡上一般都有线性输入插孔（Line-in）、话筒输入插孔（Microphone，MIC）、线性输出插孔（Line-out）、扬声器输出插孔（Speaker）、游戏端口 /MIDI 插孔（Game Port/MIDI）等插孔，其连接示意图如图 2.4 所示。图 2.4 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 19 音频卡的功能主要包括以下 3 个部分。1录制与播放录制是将外部的声音信号通过音频卡录入计算机，并以文件的形式进行保存的过程，其信号源可以选择话筒输入或线性输入两种方式。 2编辑与合成

12、处理编辑与合成处理是对声音文件进行多种特殊效果的处理，包括倒播、增加回音、饶舌、淡入与淡出、交换声道、声音由左向右移位或声音由右向左移位等。 3MIDI MIDI 是乐器数字接口的国际标准，它规定了电子乐器与计算机之间进行数据通信的协议，以便保证双方的数据传输。通过软件的应用，可以直接从计算机上对外部电子乐器进行控制和操作。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 202.3.2使用 Windows 的录音机录制声音下面介绍利用 Windows 环境提供的录音机，以话筒作为输入源录音的方法，其具体操作如下。图 2.5 图 2.6 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 21图 2.7 图 2

13、.8 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 22图 2.9 图 2.10 图 2.11 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 232.3.3使用 Audition CS6 录制和编辑声音 Audition 是美国 Adobe 公司出品的一个界面直观实用且功能强大的音乐编辑软件，能高质量地完成录音、编辑、合成等多种任务，只要拥有它和一台配备了声卡的计算机，也就等于同时拥有了一台多轨数码录音机、一台音乐编辑机、一台专业合成器。双击 Audition CS6 图标，启动 Audition CS6 程序并进入其工作界面，如图 2.12 所示。图 2.12 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 24

14、1录制音频 Windows 提供的录音机，功能较为简单，而且只能录制 1 分钟以内的声音，若要录制长度超过 1 分钟的声音信息，就需要选择功能更强的其他音频处理软件。图 2.13 图 2.14 图 2.15 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 25剪辑音频剪辑音频就是按照用户的需要对音频进行适当的剪裁，将不需要的部分删除，其具体操作如下。图 2.16 图 2.17 图 2.18第 2 章声音素材的编辑与制作实例 263降噪效果如果录音现场有无法抑制的噪声，这样录出的音频文件中就会有很多噪声，从而影响声音的效果，这时就需要使用降噪效果来进行处理，其具体操作如下。图 2.19 图 2

15、.20 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 274标准化直接录制出来的音频文件的音量可能会过大或过小，这时就需要调整音频的音量大小，Audition CS6 中可以调整音量的效果有很多，其中标准化效果是一个既简单又很实用的效果，实用标准化效果调整音量的具体操作如下。图 2.21 图 2.22 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 28图 2.23 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 295图示均衡器 Audition CS6 中提供了 3 种图示均衡器，分别是 10 段、20 段、30段图示均衡器，选择菜单【效果】/【滤波与均衡】菜单命令，在弹出的子菜单中选择相应的命令即可，3 种均衡

16、器的使用方法相同，只是频段数目不同而已。下面介绍图示均衡器的使用方法，其具体操作如下。图 2.24 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 302.4音频文件的播放 Windows Media Player 是 Microsoft 公司开发的一个功能强大且易于使用的媒体播放机。使用 Windows Media Player，不仅能播放各种音频和视频文件，而且能播放流式 Windows Media文件。流式 Windows Media 文件是通过网络传输的音频、视频或混合型多媒体文件。 MediaPlayer 支持智能传输，它能监视网络情况并自动进行调整，以确保接收和播放处于最佳状态。第 2 章声音素材的编辑与制作实例 311播放媒体文件图 2.25 图 2.26 第 2 章声音素材的编辑与制作实例 322调整 SRS WOW 效果 Windows Media Player 集成有 SRS WOW 音频增强技术，通过它可添加重低音和动态范围来提高音频内容的质量。 TruBass 功能则改进了低音效果，模拟大型扬声器的效果，加宽了“声音的环绕效果”，使人感到声音是从远处的扬声器传来

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