音頻媒體及技術(shù)

1、現(xiàn)代教育技術(shù)第3章 音頻媒體及技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)n闡釋采樣頻率、量化位數(shù)的含義，能根據(jù)需要選用合適的采樣頻率和量化位數(shù)n比較7種音頻文件格式的特點n掌握數(shù)字化錄音的方法，知道控制數(shù)字化錄音質(zhì)量的因素n掌握數(shù)字化音頻加工的方法n掌握擴(kuò)音技術(shù)3.1 音頻數(shù)字化采集技術(shù)n數(shù)字音頻原理: 由于音頻信號是一種連續(xù)變化的模擬信號，而計算機(jī)只能處理和記錄二進(jìn)制的數(shù)字信號，因此，由自然音源而得的音頻信號必須經(jīng)過一定的變化和處理，變成二進(jìn)制數(shù)據(jù)后才能送到計算機(jī)進(jìn)行再編輯和存貯。 模擬的音頻信號音頻數(shù)字化采集技術(shù)n把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的過程稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換，它主要包括：采樣：在時間軸上對信號數(shù)字化；量化：在幅度軸上對

2、信號數(shù)字化；編碼：按一定格式記錄采樣和量化后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),從而產(chǎn)生不同音頻格式的文件。 3.1 音頻數(shù)字化采集技術(shù)n采樣及采樣頻率(采樣：在時間軸上對信號數(shù)字化)；q采樣頻率越高，數(shù)字化音頻的質(zhì)量越高n所能記錄聲音的最高頻率為采樣頻率的所能記錄聲音的最高頻率為采樣頻率的1/21/2q常用的音頻采樣頻率8kHz、11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHznCDCD唱片記錄數(shù)字化音頻的采樣頻率為唱片記錄數(shù)字化音頻的采樣頻率為44.1kHz44.1kHzn調(diào)頻廣播所采用的采樣頻率為調(diào)頻廣播所采用的采樣頻率為22.05kHz22.05kHz音頻數(shù)字化采集

3、技術(shù)n量化、量化位數(shù)(在幅度軸上對信號數(shù)字化)q每個采樣點用二進(jìn)制數(shù)的多少表示為量化位數(shù)，或采樣精度q量化位數(shù)決定著數(shù)字音頻可表現(xiàn)的聲音幅度層次的多少n可表現(xiàn)聲音幅度的最大層次數(shù)是以2為底的量化位數(shù)的冪qCD唱片所記錄數(shù)字化音頻的量化位數(shù)為16 bitqDVD所記錄數(shù)字音頻的量化位數(shù)為24 bitn采樣頻率越高，量化位數(shù)越多，得到的數(shù)字化音頻的質(zhì)量越高，相應(yīng)的信息量或文件尺寸也越大n編碼：按一定格式記錄采樣和量化后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),從而產(chǎn)生不同音頻格式的文件。音頻數(shù)字化采集技術(shù)n編碼及文件格式qWAV格式qCD格式qMIDI格式qMP3qMP3 ProqWMAqMP4qRAnWAV格式: WAV格式

4、是微軟公司開發(fā)的一種聲音文件格式，也叫波形聲音文件(PCM)，是最早的數(shù)字音頻格式，被Windows平臺及其應(yīng)用程序廣泛支持。WAV格式支持許多壓縮算法，支持多種音頻位數(shù)、采樣頻率和聲道，采用44.1kHz的采樣頻率，16位量化位數(shù)，因此WAV的音質(zhì)與CD相差無幾，但WAV格式對存儲空間需求太大不便于交流和傳播。音頻數(shù)字化采集技術(shù)音頻數(shù)字化采集技術(shù)nCD格式: CD格式是音質(zhì)最好的音頻格式之一。標(biāo)準(zhǔn)cD格式的采樣頻率為44.1KHz，量化位數(shù)為16位；是近似無損的格式。在計算機(jī)上看到的擴(kuò)展名 cad的文件是一個索引信息，井不真正包含聲音信息；不能直接復(fù)制CD格式的cda文件到硬盤上播放，需要使

5、用EAC等抓音軌軟件把CD格式的文件轉(zhuǎn)換成WAV格式才能存放到硬盤上播放。音頻數(shù)字化采集技術(shù)nMIDI格式: MIDI稱作樂器數(shù)字接口，是數(shù)字音樂電子合成樂器的統(tǒng)一國際標(biāo)準(zhǔn)。在MIDI文件中存儲的是一些指令，把這些指令發(fā)送給聲卡，由聲卡按照指令將聲音合成出來，重放的效果取決于聲卡的檔次。MIDI格式的音頻文件占據(jù)的存儲空間非常小，1 min MIDI文件占據(jù)的存儲空間大約為510 KB。音頻數(shù)字化采集技術(shù)nMP3： MP3格式是采用MPEG音頻文件壓縮標(biāo)準(zhǔn)的壓縮音頻文件格式，具有10：112：1的壓縮率，即MP3格式的文件只有同時間長度WAV格式音頻文件所占據(jù)存儲空間的1/10 左右，其音質(zhì)稍

6、次于CD格式和WAV格式的聲音文件。MP3格式是以犧牲聲音文件中12 kHZ以上高音頻部分的質(zhì)量來換取文件占據(jù)的小存儲空間。 MP3 Pro格式是MP3格式的發(fā)展，它的壓縮率比 MP3高一倍，音頻文件占據(jù)的存儲空間較小，但音質(zhì)并不遜于MP3格式。 音頻數(shù)字化采集技術(shù)nWMA： WMA (Windows Media Audio)是微軟在互聯(lián)網(wǎng)音頻、視頻領(lǐng)域的力作。WMA格式是以減少數(shù)據(jù)流量但保持音質(zhì)的方法來達(dá)到更高的壓縮率目的，其壓縮率一般可以達(dá)到1:18。此外，WMA還可以通過DRM（Digital Rights Management）方案加入防止拷貝，或者加入限制播放時間和播放次數(shù)，甚至是播

7、放機(jī)器的限制，可有力地防止盜版。 音頻數(shù)字化采集技術(shù)nMP4： MP4采用的是美國電話電報公司（AT&T）所研發(fā)，由美國網(wǎng)絡(luò)技術(shù)公司(GMO)及RIAA聯(lián)合公布的一種新的音樂格式。MP4在文件中采用了保護(hù)版權(quán)的編碼技術(shù)，只有特定的用戶才可以播放，有效地保證了音樂版權(quán)的合法性。另外MP4的壓縮比達(dá)到了1:15，體積較MP3更小，但音質(zhì)卻沒有下降。不過因為只有特定的用戶才能播放這種文件，因此其流傳與MP3相比差距甚遠(yuǎn)。 音頻數(shù)字化采集技術(shù)RA文件格式： RealAudio是由Real Networks公司推出的一種文件格式，最大的特點就是可以實時傳輸音頻信息，尤其是在網(wǎng)速較慢的情況下，仍然可以較為

8、流暢地傳送數(shù)據(jù)，因此RealAudio主要適用于網(wǎng)絡(luò)上的在線播放。 數(shù)字化采集技術(shù)n音頻數(shù)字化采集方法q音頻數(shù)字化采集n即數(shù)字化錄音q數(shù)字錄音的方式n用專門的數(shù)字錄音機(jī)進(jìn)行n利用計算機(jī)進(jìn)行n傳聲器、裝有聲卡的計算機(jī)和相應(yīng)軟件nWindows“開始”/“程序”/“附件”/“娛樂”下的“錄音機(jī)” 音頻數(shù)字化采集技術(shù)n用計算機(jī)進(jìn)行錄音的基本設(shè)置q雙擊Windows窗口的音量圖標(biāo)，在 “音量控制”窗口中執(zhí)行“選項”/“屬性”命令。q在“屬性”對話框中選擇“調(diào)節(jié)音量”中的“錄音”選項，在“顯示下列音量控制”中選擇錄音源，如果是將傳聲器與聲卡上的MIC插口相連錄音，則應(yīng)該選擇“麥克風(fēng)” 。q在出現(xiàn)的“錄音

9、控制”對話框中上下調(diào)整音量滑塊，調(diào)節(jié)錄音電平的大小?？刂埔纛l數(shù)字化采集質(zhì)量的關(guān)鍵n保證在好的聲學(xué)環(huán)境中進(jìn)行聲音錄制n采用合適的拾音器件n選用高質(zhì)量的聲卡n合理控制音頻數(shù)字化參數(shù)和其他各項參數(shù)錄音聲學(xué)環(huán)境的質(zhì)量控制n噪音低n混響時間合適q混響時間是從聲音發(fā)出至聲音強(qiáng)度衰減60分貝（衰減至原來強(qiáng)度的百萬分之一）所持續(xù)的時間q混響時間過短，聲音“干”，單薄枯燥q混響時間過長，聲音“空”，混濁不清q混響時間合適，聲音清晰明亮，豐滿渾厚，感染力強(qiáng)q混響時間控制嚴(yán)格n選擇合適的拾音器件控制數(shù)字音頻質(zhì)量傳聲器（Microphone，MIC）話筒、麥克風(fēng)n將聲信號轉(zhuǎn)換成音頻電信號的裝置n傳聲器的種類q動圈式（

10、Dynamic）傳聲器n結(jié)構(gòu)牢固、性能穩(wěn)定和使用簡便，頻響與語言的頻率范圍結(jié)構(gòu)牢固、性能穩(wěn)定和使用簡便，頻響與語言的頻率范圍接近，適宜于拾取語言信號接近，適宜于拾取語言信號q電容式（Condenser）傳聲器n體小質(zhì)輕、靈敏度高、動態(tài)范圍大、頻響平直、瞬態(tài)響應(yīng)體小質(zhì)輕、靈敏度高、動態(tài)范圍大、頻響平直、瞬態(tài)響應(yīng)好，經(jīng)不起強(qiáng)烈振動好，經(jīng)不起強(qiáng)烈振動q語言拾音優(yōu)先選擇動圈式傳聲器q演奏的拾音優(yōu)先選電容式傳聲器或高質(zhì)量的動圈傳聲器傳聲器的技術(shù)指標(biāo)n靈敏度n頻率響應(yīng)(正常工作的頻帶寬度)n輸出阻抗和指向性n信噪比傳聲器的使用注意點n控制拾音距離n保持相位一致n避震防潮防風(fēng)n使用音頻屏蔽線無線傳聲器n組成

11、q發(fā)射器、接收器n傳聲器、聲頻放大器、射頻振蕩器、射頻放大器和電源傳聲器、聲頻放大器、射頻振蕩器、射頻放大器和電源q種類n手持式、頭戴式和鈕扣（領(lǐng)夾）式手持式、頭戴式和鈕扣（領(lǐng)夾）式nVHFVHF頻段和頻段和UHFUHF頻段頻段n無線傳聲器的使用注意點q裝好天線，使用過程中手不要接觸天線q正確配置q調(diào)準(zhǔn)頻率n聲卡3.2 音頻數(shù)字化編輯加工音頻數(shù)字化編輯加工的特點n “多”編輯加工技法多，處理花樣多n “快”加工處理迅速，并及時反饋n “好”編輯質(zhì)量高、精度高n “省”只需要普通計算機(jī)和音頻編輯軟件n “簡”數(shù)字化編輯操作簡單音頻數(shù)字化編輯加工n常用音頻編輯軟件qAudition、Cool Ed

12、it、Gold WaveqSamplitude、Sound Forge、WaveLabn音頻編輯的一般方法q加工區(qū)域的選取q音頻節(jié)目的剪輯與合成q音頻節(jié)目的修飾3.3 擴(kuò)音技術(shù)擴(kuò)音機(jī)的性能指標(biāo)n輸出功率qPMPO功率（Peak Music Power Output，峰值音樂輸出功率）qPMPO功率為額定輸出功率的515倍n頻率特性n諧波失真n信噪比揚(yáng)聲器的性能指標(biāo)n額定功率n額定阻抗n頻率范圍q低音揚(yáng)聲器，高音揚(yáng)聲器n指向性定阻式擴(kuò)音機(jī)與揚(yáng)聲器的連接n所連接揚(yáng)聲器的總功率不小于擴(kuò)音機(jī)的輸出功率n每只揚(yáng)聲器的實得功率不能超過其額定功率n擴(kuò)音機(jī)輸出阻抗與揚(yáng)聲器連接后的總阻抗相等n高阻抗輸出端子加用

13、定阻式輸送變壓器與揚(yáng)聲器P0擴(kuò)音機(jī)的輸出功率、Z0輸出阻抗，P揚(yáng)聲器的額定功率PPZZ00定壓式擴(kuò)音機(jī)與揚(yáng)聲器的連接n 定壓式擴(kuò)音機(jī)的輸出端子用電壓標(biāo)度n 用定壓式輸送變壓器將擴(kuò)音機(jī)與揚(yáng)聲器配接n 輸送變壓器的初級與擴(kuò)音機(jī)的輸出端相連n 根據(jù)揚(yáng)聲器的額定電壓選擇次級 擴(kuò)音注意點n正確連接n避嘯叫q不能將傳聲器與揚(yáng)聲器相向放置q發(fā)生嘯叫應(yīng)立即調(diào)低傳聲音量或衰減相應(yīng)頻率n防空載n信號源“對號入座” n適時調(diào)整音量音色q高頻切除（HIGH CUT）和超低音切除（SUBSONIC）n合適布局揚(yáng)聲器教學(xué)實踐數(shù)字錄音及音頻數(shù)字化加工實踐n 實踐目的 （1）掌握數(shù)字錄音的方法。 （2）加深對數(shù)字錄音質(zhì)量多因素影響的理解。 （3）掌握利用軟件編輯加工音頻的方法。n 實踐器材 （1）計算機(jī)；（2）傳聲器、音箱或麥耳；（3）音頻編輯軟件。n 實踐內(nèi)容及要求q數(shù)字化錄音n利用計算機(jī)和耳麥進(jìn)行，或利用計算機(jī)與傳聲器進(jìn)行利用計算機(jī)和耳麥進(jìn)行，或利用計算機(jī)與傳聲器進(jìn)行n對采樣頻率、量化位數(shù)、聲通數(shù)、錄音電平等進(jìn)行控制對采樣頻率、量化位數(shù)、聲通數(shù)、錄音