《多媒体应用技术音频基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多媒体应用技术音频基础（221页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、多媒体应用技术多媒体应用技术数字音频基础知识数字音频基础知识数字音频基础知识数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识1、声音的本质、声音的本质声音是一种物理现象，它是产生于发声物体或发声器官，声音是一种物理现象，它是产生于发声物体或发声器官，通过空气、水或物体中分子的震动传播的一种纵向波。通过空气、水或物体中分子的震动传播的一种纵向波。模拟音频技术是以模拟电压的幅度来表示声音的强弱。模拟音频技术是以模拟电压的幅度来表示声音的强弱。振幅和频率振幅和频率是描述声音的两个基本参数。是描述声音的两个基本参数。振幅指声波的波峰与波谷
2、之间的距离，它反映声音能量振幅指声波的波峰与波谷之间的距离，它反映声音能量原大小。原大小。声音的频率指每秒钟声波的震动次数，它反映声音的音声音的频率指每秒钟声波的震动次数，它反映声音的音调。调。（一）、数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识2、音频的概念、音频的概念模拟音频模拟音频磁带磁带胶木唱片胶木唱片声音是机械振动，振动越强，声音越大，模拟声音是机械振动，振动越强，声音越大，模拟音频技术是以模拟电压的幅度来表示声音的强音频技术是以模拟电压的幅度来表示声音的强弱。弱。数字音频数字音频计算机存储的数字化音频信息计算机存储的数字化音频信息数字音频是通过采样和量化把模拟量表示的音数字音频是通过采
3、样和量化把模拟量表示的音频信号转换成许多二进制数字频信号转换成许多二进制数字1和和0组成的数字组成的数字音频文件。音频文件。（一）（一）数字音频基础知识数字音频基础知识3、声音的三要素、声音的三要素表示声音性质的基本因素中表示声音性质的基本因素中“声调声调”、“响度响度”、“音色音色”被称为声音的三要素被称为声音的三要素声调：声调的高低主要是非功过由频率的高低决定，频率声调：声调的高低主要是非功过由频率的高低决定，频率高的声音称为高音，频率低的声音称为低音，人的高的声音称为高音，频率低的声音称为低音，人的耳朵所能感知的声音范围一般为耳朵所能感知的声音范围一般为20Hz20kHz。响度：响度就是
4、声音的大小，人耳对声波的感觉是声波对响度：响度就是声音的大小，人耳对声波的感觉是声波对人耳鼓膜的刺激强弱，刺激强的声音就是在的声人耳鼓膜的刺激强弱，刺激强的声音就是在的声音，刺激弱的声音就是小的声音。音，刺激弱的声音就是小的声音。音色：是指两个声音的大小和音调相等的情况下，其声音音色：是指两个声音的大小和音调相等的情况下，其声音有不同的感觉的时候，这种声音的不同称为音色。有不同的感觉的时候，这种声音的不同称为音色。（一）、数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识4、声音的数字化、声音的数字化声音的数字化是指声音的数字化是指将采集到的声音用将采集到的声音用数字的方式进行存数字的方式进行存储、处理
5、和输出，储、处理和输出，以及传输。以及传输。5、音频数字化过程、音频数字化过程模拟音频数字化必须经过以下两个过程：模拟音频数字化必须经过以下两个过程：采样：采样就是将时间连续的信号变成时间不连续的离散信采样：采样就是将时间连续的信号变成时间不连续的离散信号。采样频率是指一秒钟内采样的次数。采样频率的选择号。采样频率是指一秒钟内采样的次数。采样频率的选择应该遵循奈奎斯特（应该遵循奈奎斯特（HarryNyquist）采样理论：如果对）采样理论：如果对某一模拟信号进行采样，则采样后可还原的最高信号频率某一模拟信号进行采样，则采样后可还原的最高信号频率只有采样频率的一半，或者说只要采样频率高于输入信号
6、只有采样频率的一半，或者说只要采样频率高于输入信号最高频率的两倍，就能从采样信号系列重构原始信号。最高频率的两倍，就能从采样信号系列重构原始信号。采样率采样率:采样率越高采样率越高,数字音频越接近原始音频数字音频越接近原始音频,越低则失真越低则失真度越大。采样率至少是音频频率的两倍度越大。采样率至少是音频频率的两倍.CD的音频采样率的音频采样率为为44100Hz量化：量化：量化位是对模拟信号的幅度轴进行数字化。是关于如量化位是对模拟信号的幅度轴进行数字化。是关于如何将模拟信号从模拟电压转换为数字形式何将模拟信号从模拟电压转换为数字形式,它决定了模拟它决定了模拟信号数字化以后的动态范围。信号数字
7、化以后的动态范围。（一）、数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识模拟音频数字化过程：模拟音频数字化过程：（一）、数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识6、声道数：、声道数：有有单声道、双声道和多声道之分单声道、双声道和多声道之分。双声道又称。双声道又称为立体声，在硬件中要占两条线路，音质、音为立体声，在硬件中要占两条线路，音质、音色好，但立体声数字化后所占空间比单声道多色好，但立体声数字化后所占空间比单声道多一倍。一倍。（一）、数字音频基础知识（一）、数字音频基础知识二、常用影音格式及播放软件二、常用影音格式及播放软件（二）常用数字音频格式（二）常用数字音频格式WAVWAV最常见的声音文件
8、之一，是微软公司专门为最常见的声音文件之一，是微软公司专门为WindowsWindows开发的一种标准开发的一种标准数字音频文件（又称波形文件），该文件能记录各种单声道或立体声数字音频文件（又称波形文件），该文件能记录各种单声道或立体声的声音信息，并能保证声音不失真。的声音信息，并能保证声音不失真。但但WAVWAV文件有一个致命的缺点，文件有一个致命的缺点，就是它所占用的磁盘空间太大（每分钟的音乐大约需要就是它所占用的磁盘空间太大（每分钟的音乐大约需要1212兆磁盘空间）兆磁盘空间）MID/MIDIMID/MIDI国际国际MIDIMIDI协会开发的乐器数字接口文件，它采用数字方式对乐器所奏协会
9、开发的乐器数字接口文件，它采用数字方式对乐器所奏出来的声音进行记录（每个音符记录为一个数字），然后在播放时再出来的声音进行记录（每个音符记录为一个数字），然后在播放时再对这些记录进行合成，因而占用的磁盘空间非常小，但其效果相对来对这些记录进行合成，因而占用的磁盘空间非常小，但其效果相对来说要差一些。一般来说，说要差一些。一般来说，MIDMID文件只适合于记录乐曲，而不适合对歌文件只适合于记录乐曲，而不适合对歌曲进行处理。曲进行处理。MIDMID文件主要依靠硬件生成，依靠软件合成文件主要依靠硬件生成，依靠软件合成MIDMID文件的技文件的技术目前还不太完善。除正常的术目前还不太完善。除正常的MI
10、DMID文件之外，它还有很多变种，如文件之外，它还有很多变种，如*.RMI*.RMI、*.CMI*.CMI、*.CMF*.CMF等等二、常用影音格式及播放软件二、常用影音格式及播放软件MP3MP3目前最热门的音乐文件，采用目前最热门的音乐文件，采用MPEG Layer 3MPEG Layer 3标准对标准对WAVEWAVE音音频文件进行压缩而成，其特点是能以较小的比特率、较大频文件进行压缩而成，其特点是能以较小的比特率、较大的压缩率达到近乎完美的的压缩率达到近乎完美的CDCD音质（其压缩率可达音质（其压缩率可达1:121:12左右，左右，每分钟每分钟CDCD音乐大约只需要音乐大约只需要1 1兆
11、的磁盘空间）。正是基于这兆的磁盘空间）。正是基于这些优点，些优点，我们可先将我们可先将CDCD上的音轨以上的音轨以WAVWAV文件的形式抓取到文件的形式抓取到硬盘上，然后再将硬盘上，然后再将WAVWAV文件压缩成文件压缩成MP3MP3文件，既可以从容欣文件，既可以从容欣赏音乐又可以减少光驱磨损赏音乐又可以减少光驱磨损二、常用影音格式及播放软件二、常用影音格式及播放软件MP3po格式格式在在WMA刚开始流行的时候，还没有高品质的刚开始流行的时候，还没有高品质的MP3，所以当时所以当时MP3的地位真的有点动摇了，于是的地位真的有点动摇了，于是Thomson公公司在司在2001年年6月，携手月，携手
12、FaunhofeIIS，发布了一种新的格，发布了一种新的格式式MP3po，这是对，这是对MP3格式的改良，编码算法比格式的改良，编码算法比MP3要复杂得多，简单的说，就是分两层编码，在要复杂得多，简单的说，就是分两层编码，在MP3的的基础上，再与另外一种技术（基础上，再与另外一种技术（SB频段复制技术）混合编频段复制技术）混合编码。码。MP3po与原来的与原来的MP3兼容，文件扩展名同为兼容，文件扩展名同为.mp3，这种格式在低位率的时候，压缩效率非常高，所以在一般这种格式在低位率的时候，压缩效率非常高，所以在一般音质情况下，同位率的音质情况下，同位率的MP3po的体积要比的体积要比MP3甚至
13、甚至WMA都小得多，而音质却是三者中最好的。从技术上讲，都小得多，而音质却是三者中最好的。从技术上讲，MP3po是一种非常优秀的编码方式，但是它高昂的专利费是一种非常优秀的编码方式，但是它高昂的专利费，使它没有真正流行起来，而目前据笔者所知，也只有，使它没有真正流行起来，而目前据笔者所知，也只有Thomsn的机器才能真正支持的机器才能真正支持MP3po格式的文件。格式的文件。二、常用影音格式及播放软件二、常用影音格式及播放软件WMA格式格式在绝大多数的在绝大多数的MP3播放器上，最基本支持的两种格式播放器上，最基本支持的两种格式是是MP3和和WMA。这说明。这说明WMA格式也是非常重要的。格式
14、也是非常重要的。WMA，WindowsMediaAudio，明眼人一眼就能看出这，明眼人一眼就能看出这是微软的杰作。是微软的杰作。WMA相对于相对于MP3的最大特点就是有极强的最大特点就是有极强的可保护性，可以说，的可保护性，可以说，WMA的推出，就是针对的推出，就是针对MP3没有没有版权保护的缺点来的。自从版权保护的缺点来的。自从Napste破产以来，微软更是破产以来，微软更是对对WMA大肆宣传，大有想推翻大肆宣传，大有想推翻MP3的意思。就目前看来，的意思。就目前看来，WMA可能是最受唱片公司所欢迎的格式了。除有版权保可能是最受唱片公司所欢迎的格式了。除有版权保护外，护外，WMA与与MP3
15、音质和体积上的对比特点，可以总结音质和体积上的对比特点，可以总结为：为：低比特率（低比特率（128K）时，）时，MP3的音质的音质则比则比WMA好。好。三、数字音频的来源三、数字音频的来源用用CD转换转换应用数字录音设备或数字音频软件从现实应用数字录音设备或数字音频软件从现实生活中拾取生活中拾取从现有的音视频中抽取从现有的音视频中抽取从因特网上下载或购买从因特网上下载或购买四四编辑软件编辑软件SoundForge是著名的是著名的SonicFoundry公司的拳头产品，软件名公司的拳头产品，软件名称就是称就是“声音熔炉声音熔炉”的意的意思，也就是说，把声音放思，也就是说，把声音放入这个软件里，你
16、就能把入这个软件里，你就能把它锻造成你想要的任何形它锻造成你想要的任何形状。从某种意义上来说，状。从某种意义上来说，SoundForge就是一个很就是一个很全面的音频编辑软件，使全面的音频编辑软件，使用非常广泛，从音乐制作，用非常广泛，从音乐制作，到游戏音效的编辑，都有到游戏音效的编辑，都有它的身影。它的身影。单轨编辑单轨编辑四四编辑软件编辑软件GoldWave一个相当棒的数码录音一个相当棒的数码录音及编辑软件，除了附有及编辑软件，除了附有许多的效果处理功能外，许多的效果处理功能外，它还能将编辑好的文件它还能将编辑好的文件存成存成.WAV、.AU、.SND、.RAW、.AFC.等格等格式，而且若你的式，而且若你的CDROM是是SCSI形式，它形式，它可以不经由声卡直接抽可以不经由声卡直接抽取取CDROM中的音乐来中的音乐来录制编辑。录制编辑。四四编辑软件编辑软件CoolEditpro与与AdobeAuditionCoolEditPro是数字影音录制是数字影音录制器、编辑器、及混合器器、编辑器、及混合器.它能最它能最高混合高混合128个音轨，且用任何个音轨，且用任何的声卡皆可。的声卡皆可
