多媒體技術(shù)及應(yīng)用 第二章 音頻信息的獲取與處理

1、多媒體技術(shù)及其應(yīng)用第二章 音頻信息的獲取與處理 主要知識(shí)點(diǎn)2.1聲音概述2.2數(shù)字化音頻2.3音樂(lè)合成與 MIDI2.1.1 聲音定義 聲音概念 聲音特性2.1.2 聲音基本特點(diǎn) 聲音傳播 聲音頻率 聲音傳播方向 聲音三要素 聲音連續(xù)、相關(guān)及實(shí)時(shí)2.4音頻卡2.5數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)音頻是多多媒體的的重要媒媒體之一一音頻Audio語(yǔ)音清清音/濁音言語(yǔ)爆爆破音音非語(yǔ)音樂(lè)樂(lè)音聲音雜雜音（音響）認(rèn)識(shí)聲音音聲音是機(jī)機(jī)械振動(dòng)動(dòng)在彈性性介質(zhì)中中傳播的的機(jī)械波波，稱為為聲波。聲音轉(zhuǎn)換換為電信信號(hào)時(shí)，聲音的的電信號(hào)號(hào)在時(shí)間間和幅度度上都是是連續(xù)的的模擬信信號(hào)。振幅周期 振幅 波的高低幅度，表示聲音的強(qiáng)弱 周期 兩

2、個(gè)相鄰波之間的時(shí)間長(zhǎng)度 頻率 每秒鐘波振動(dòng)的次數(shù)，單位是 Hz 聲音特性空氣、液液體、固固體用聲音錄錄制軟件件記錄的的英文單單詞“Hello”的的語(yǔ)音實(shí)實(shí)際波形形2.1.2聲音特點(diǎn)點(diǎn)聲音的傳傳播方式式聲音是依靠介質(zhì) ( 比如：空氣、液體、固體 ) 的振動(dòng)進(jìn)行傳播的聲源是一個(gè)振蕩源，它使周圍介質(zhì)產(chǎn)生振動(dòng)，并以波的形式傳播人耳感覺(jué)到這種傳播過(guò)來(lái)的振動(dòng)，反映到大腦，就意味聽(tīng)到聲音聲音在不同的介質(zhì)中傳播，其傳播速度和衰減速率都是不一樣的聲音的頻頻率范圍圍次聲波人耳可聽(tīng)聽(tīng)域超聲波 20,000Hz 聲音以振動(dòng)波的形式從聲源向四周傳播 從聲源直接到達(dá)人類聽(tīng)覺(jué)器官的聲音是 “直達(dá)聲”人類在辨別聲源的位置時(shí)，

3、首先依靠聲音到達(dá)左、右兩耳的微小時(shí)間差和強(qiáng)度差異進(jìn)行辨別，然后經(jīng)過(guò)大腦綜合分析而判斷出聲音來(lái)自何方 聲音從聲源發(fā)出后，經(jīng)過(guò)多次反射到達(dá)人類聽(tīng)覺(jué)器官的聲音是 “反射聲”聲音的傳傳播方向向聲音的強(qiáng)強(qiáng)度(響度或音音量)，與聲波波振幅成成正比；唱唱盤、CD盤等聲音音載體中中的音強(qiáng)強(qiáng)不變，通通過(guò)播放放設(shè)備的的音量控控制可改改變聆聽(tīng)時(shí)強(qiáng)度度；音頻頻處理軟軟件可提提高聲源源音強(qiáng)聲音的特特色，主主要影響響因素是是復(fù)音；復(fù)音指具有有不同頻頻率和不不同振幅幅的混合合聲音，其中中最低頻頻率是“基音音”，是是聲音的的基調(diào)，其其他頻率率的聲音音為“諧音(泛音)”代表聲音音的高低低，與頻頻率有關(guān)關(guān)；使用音頻處處理軟件件對(duì)

4、聲音音的頻率率進(jìn)行調(diào)整時(shí)，其音調(diào)調(diào)也會(huì)隨隨之發(fā)生生變化聲音的三三要素 音調(diào) (高低)(高)(低) 音強(qiáng) (強(qiáng)弱)(弱)(強(qiáng))(停) 音色 (特質(zhì))鋼琴吉他小號(hào)小提琴聲音的主主要性質(zhì)質(zhì)聲音具有連續(xù)性。在時(shí)間軸上是連續(xù)信號(hào)，具有連續(xù)性和過(guò)程性聲音具有相關(guān)性。構(gòu)成聲音的數(shù)據(jù)，前后之間具有強(qiáng)烈的相關(guān)性聲音具有實(shí)時(shí)性。對(duì)處理聲音的計(jì)算機(jī)硬件和軟件提出很高要求連續(xù)性相關(guān)性實(shí)時(shí)性2.2數(shù)字化音音頻轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)號(hào)數(shù)數(shù)字信信號(hào)音頻數(shù)字字化需要要考慮的的問(wèn)題采樣、量量化、編編碼音頻信號(hào)號(hào)處理過(guò)過(guò)程流程程音頻信號(hào)頻率采樣頻率采樣量化保存為聲音文件開(kāi)始始結(jié)束束2.2.2數(shù)數(shù)字音音頻獲取取采樣采樣過(guò)程按固定間間隔采樣聲

5、音音波形采樣聲音音波形之后的的結(jié)果聲波是連續(xù)信號(hào)， 或稱連續(xù)時(shí)間函數(shù) x(t)。 用計(jì)算機(jī)處理這些信號(hào)時(shí)應(yīng)先離散化，即按一定的時(shí)間間隔 (T) 取值，得到 x(nT) ( n為整數(shù) )，T 稱采樣周期，1/T 稱采樣頻率 ( 每秒鐘采樣次數(shù) )，x(nT) 稱采樣值 ( 或離散信號(hào) )采樣概念 離散信號(hào) x(nT) 是從連續(xù)信號(hào) x(t) 上取出的一部分值，那么用 x(nT) 能夠惟一地恢復(fù)出 x(t) 嗎設(shè)連續(xù)信號(hào) x(t) 的頻譜為 x(f)，以采樣間隔 T 采樣得到離散信號(hào) x(nT)如果滿足：當(dāng) | f | fc ( fc 是信號(hào)高端截止頻率 ) 時(shí)，有T 1/(2fc) 或 fc 1

6、/(2T)則可由 x(nT) 完全確定 x(t)。 當(dāng) fN = 1/(2T) 時(shí)，稱 fN 為奈奎斯特頻率采樣定理奈奎斯特 ( Nyqust ) 采樣定理：只要采樣頻率大于或者等于信號(hào)中所包含的最高頻率的兩倍；即當(dāng)信號(hào)是最高頻率時(shí)，每個(gè)周期至少采樣兩個(gè)點(diǎn)，則理論上就可以完全恢復(fù)原來(lái)的信號(hào)。采樣方法語(yǔ)音信號(hào)頻譜在高頻處迅速下降，但非限帶。應(yīng)用時(shí)只對(duì)一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)感興趣，就可以對(duì)經(jīng)濾波限帶的音頻信號(hào)采樣。這樣，在采樣前，用一個(gè)銳截止模擬低通濾波器對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波。常用音頻頻采樣率率：8kHz、11.025kHz、16kHz、22.05kHz、44.1kHz及48kHz2.2.2數(shù)數(shù)字音音

7、頻獲取取采樣通過(guò)采樣得到的表示聲音強(qiáng)弱的函數(shù) x(nT) 是連續(xù)的，為把 x(nT) 存入計(jì)算機(jī)，就必須將采樣值離散化，即量化成一個(gè)有限個(gè)幅度值的集合 x(nT)量化概念量化原理先將整個(gè)個(gè)幅度劃劃分成為為有限個(gè)個(gè)小幅度度(量化階距距)的集合，把落入入某個(gè)階階距內(nèi)的樣值值歸為一一類，并并賦予相相同的量量化值。如如果量化化值是均均勻分布布的，稱稱為均勻量量化。設(shè)設(shè)為量化階階距，量量化器最大范范圍是Xmax，則：= 2Xmax/2B小于(i+1/2)且大于(i-1/2)的樣值均均為i根據(jù)對(duì)人人類聽(tīng)覺(jué)覺(jué)響度感感覺(jué)測(cè)定定：8位量化位位數(shù)采樣樣可滿足足于電話話通信的的要求16位量化位位數(shù)采樣樣則可從從好的

8、家家用立體體聲中重重現(xiàn)理想想效果，相當(dāng)于于CD音質(zhì)2.2.2數(shù)數(shù)字音音頻獲取取量化音頻模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣與量化之后，為把數(shù)字化音頻存入計(jì)算機(jī)，需對(duì)其編碼，即用二進(jìn)制數(shù)表示每個(gè)采樣的量化值，完成整個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程編碼概念一種最方便簡(jiǎn)單的編碼方法是脈沖編碼調(diào)制，常稱為 PCM (Pulse CodeModulation) 編碼。 它是一種未經(jīng)壓縮的數(shù)字音頻信號(hào)，常作為一種參考信號(hào)，以便其他編碼方法與之比較，或在此基礎(chǔ)上作進(jìn)一步壓縮編碼PCM 編碼2.2.2數(shù)數(shù)字音音頻獲取取編碼 衡量一種編碼方法的性能有兩個(gè)主要指標(biāo)：碼流速率和量化噪聲 碼流速率指的是音頻信號(hào)編碼后每秒鐘產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量，以kbit/s

9、為單位表示，也可以表示為 kbps。例如對(duì)普通模擬話音用 8kHz 的頻率采樣并以 8 位量化和編碼，所形成的音頻數(shù)字信號(hào)的碼率便是 64kbps。 量化噪聲是由量化失真引起的噪聲，通常表示為量化后的音頻信號(hào)噪聲比，簡(jiǎn)稱信噪比。每增加 1 位量化精度，信噪比即提高 6db。例如在高保真音響系統(tǒng)中，要求信噪比大于 90db，則量化精度必須在 16 位以上。 2.2.2數(shù)數(shù)字音音頻獲取取編碼2.2.3數(shù)數(shù)字音音頻音質(zhì)質(zhì)與數(shù)據(jù)據(jù)量音質(zhì)是指聲音的質(zhì)量，與頻率的范圍成正比；頻率范圍越寬，音質(zhì)越好音質(zhì)基本概念數(shù)據(jù)的采樣頻率及量化位數(shù)。采樣頻率越低，量化位數(shù)越少，音質(zhì)越差影響音質(zhì)因素采樣頻率率、采樣樣精度和

10、和聲道數(shù)數(shù)對(duì)聲音音的音質(zhì)質(zhì)和占用用的存儲(chǔ)儲(chǔ)空間起起著決定定性作用用，如下下表所示示：采樣頻率率、采樣樣精度、聲道數(shù)數(shù)與存儲(chǔ)儲(chǔ)容量關(guān)關(guān)系聲音質(zhì)量采樣頻率(KHZ)采樣精度(bit)單聲道/雙聲道存儲(chǔ)容量（Mb/min）電話音質(zhì)8810.46AM音質(zhì)11.025810.63FM音質(zhì)22.051625.05CD音質(zhì)44.116210.09DAT音質(zhì)4816210.99音質(zhì)是指聲音的質(zhì)量，與頻率的范圍成正比；頻率范圍越寬，音質(zhì)越好音質(zhì)基本概念數(shù)據(jù)的采樣頻率及量化位數(shù)。采樣頻率越低，量化位數(shù)越少，音質(zhì)越差影響音質(zhì)因素?cái)?shù)字化文件數(shù)據(jù)量(字節(jié)/秒) = 采樣頻率(Hz)(量化位數(shù)(bit) / 8 )聲道數(shù)

11、音頻數(shù)據(jù)大小2.2.3數(shù)數(shù)字音音頻音質(zhì)質(zhì)與數(shù)據(jù)據(jù)量舉例如果采樣樣頻率為為44.1kHz，分辨率率為16位，立立體聲，錄音時(shí)時(shí)間為10s，符合CD音質(zhì)質(zhì)的聲音音文件的的大小是是多少？計(jì)算數(shù)字字音頻文文件大小小44100Hz(16/8)210s=1764KByte注意幾個(gè)個(gè)單位的的換算細(xì)細(xì)節(jié)時(shí)間單位位換算：1分=60秒采樣頻率率單位換換算：1KHz=1000Hz數(shù)據(jù)量單單位換算算：1MB=10241024=1048576B數(shù)據(jù)的采樣頻率及量化位數(shù)。采樣頻率越高，量化位數(shù)越多，數(shù)據(jù)越大影響數(shù)據(jù)因素音質(zhì)是指聲音的質(zhì)量，與頻率的范圍成正比；頻率范圍越寬，音質(zhì)越好音質(zhì)基本概念數(shù)據(jù)的采樣頻率及量化位數(shù)。采樣

12、頻率越低，量化位數(shù)越少，音質(zhì)越差影響音質(zhì)因素?cái)?shù)字化文件數(shù)據(jù)量(字節(jié)/秒) = 采樣頻率(Hz)(量化位數(shù)(bit) / 8 )聲道數(shù)音頻數(shù)據(jù)大小2.2.3數(shù)數(shù)字音音頻音質(zhì)質(zhì)與數(shù)據(jù)據(jù)量音質(zhì)與數(shù)字音頻參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系采樣頻率 kHz數(shù)據(jù)位 bit數(shù)據(jù)量 kB/s音頻質(zhì)量聲道形式 8.000816一般質(zhì)量雙聲道 8.0001631一般質(zhì)量雙聲道11.025822電話質(zhì)量雙聲道11.0251643電話質(zhì)量雙聲道22.050843收音質(zhì)量雙聲道22.0501686收音質(zhì)量雙聲道44.100886收音質(zhì)量雙聲道44,10016172CD 質(zhì)量雙聲道由此可見(jiàn)見(jiàn)，數(shù)字字化音頻頻文件所所需要的的存儲(chǔ)容容量相當(dāng)當(dāng)可

13、觀。如果對(duì)對(duì)聲音的的質(zhì)量要求求不高，則可以以通過(guò)降降低采樣樣頻率和和量化位位數(shù)來(lái)獲獲取較小小的數(shù)據(jù)據(jù)2.2.3數(shù)數(shù)字音音頻音質(zhì)質(zhì)與數(shù)據(jù)據(jù)量2.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件件格式常見(jiàn)的聲聲音文件件格式文件格式說(shuō)明WAVWindows采用的波形聲音文件存儲(chǔ)格式 VOCCreative公司波形音頻文件格式MP3MPEG Layer III最常見(jiàn)的音樂(lè)壓縮文件 MIDIWindows 的MIDI文件存儲(chǔ)格式 WMA流式音頻文件RARealNetworks公司的流式聲音文件格式 PCM數(shù)字音頻文件定義：一種最直接的表表達(dá)聲音音波形的的數(shù)字音音頻文件件，主要要用于自自然聲音音的保存與與重放。特點(diǎn)：聲音層次豐富富

14、、還原原性好、表現(xiàn)力力強(qiáng)；如如果采樣樣率高，其音質(zhì)質(zhì)極佳；但數(shù)數(shù)據(jù)量大大，與采采樣頻率率、量化化位數(shù)、聲道數(shù)數(shù)成正比比。應(yīng)用：電電子幻燈燈片PowerPoint軟件、各各種算法法語(yǔ)言及及多媒體體平臺(tái)軟軟件可直接使使用，適適合多媒媒體系統(tǒng)統(tǒng)、音樂(lè)樂(lè)光盤制制作等。 波形音頻文件WAV文件擴(kuò)展名 .WAV2.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件件格式 波形音頻文件VOC定義：一種Creative公司研制制的波形形音頻文文件格式式，也是是聲霸卡卡(SoundBlaster)使用的音音頻文件件格式。特點(diǎn)：由由文件頭頭塊和音音頻數(shù)據(jù)據(jù)塊組成成。文件件頭包含含一個(gè)標(biāo)標(biāo)識(shí)、版版本號(hào)和和一個(gè)指向向數(shù)據(jù)塊塊起始的的指針；數(shù)據(jù)塊

15、塊分成各各種類型型的子塊塊。應(yīng)用：利利用聲霸霸卡提供供的軟件件可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)VOC和WAV轉(zhuǎn)換：VOC2WAV轉(zhuǎn)換VOC到WAV；WAV2VOC轉(zhuǎn)換WAV到VOC。文件擴(kuò)展名 .VOC2.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件件格式定義：一一種計(jì)算算機(jī)數(shù)字字音樂(lè)接接口生成成的數(shù)字字描述音音頻文件件，文件件中包含含音符、定定時(shí)和多多達(dá)16個(gè)通道的的樂(lè)器定定義。特點(diǎn)：文件不記記載聲音音本身波波形數(shù)據(jù)據(jù)，用數(shù)數(shù)字形式式記錄聲聲音特征征，演奏奏MIDI樂(lè)器或重重放時(shí)，將數(shù)字字描述與與聲音對(duì)對(duì)位處理理；數(shù)據(jù)據(jù)量小。應(yīng)用：適適合應(yīng)用用在對(duì)資源占占用要求求苛刻的的場(chǎng)合，比如多媒體光光盤、游游戲制作、背背景音樂(lè)樂(lè)等。主主要用于于計(jì)

16、算機(jī)機(jī)聲音的的重放和和處理。 MIDI 音頻文件MID文件擴(kuò)展名 .MID擴(kuò)展名為 RMI 的文件是 Microsoft 公司的 MIDI 文件格式，可包括圖片、標(biāo)記和文本 2.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件件格式定義：采采用MPEG標(biāo)準(zhǔn)音頻頻數(shù)據(jù)壓壓縮編碼碼中層技術(shù)壓縮縮之后的的數(shù)字音頻文件件。特點(diǎn)：壓縮比高高、數(shù)據(jù)據(jù)量小、音質(zhì)好好，壓縮縮比例有有10: 1、17: 1，甚至70: 1；數(shù)據(jù)率率可以是是64kbps，也可以以是320kbps。應(yīng)用：可以在個(gè)個(gè)人計(jì)算算機(jī)、MP3半導(dǎo)體播播放機(jī)和和MP3激光播放放機(jī)上進(jìn)進(jìn)行播放；適合用在在國(guó)際互互聯(lián)網(wǎng)和和各個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域。 壓縮音頻文件MP3文件擴(kuò)展名 .MP

17、32.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件件格式MP3播播放器WinampMP3是是Internet上上流行的的音樂(lè)格格式 流式音頻文件WMA定義：Microsoft研制的一一種壓縮縮離散文文件或流流式文件件，它它提供供了一個(gè)個(gè)MP3之外的選選擇機(jī)會(huì)會(huì)。特點(diǎn)：相對(duì)于MP3具有較高高壓縮率率和良好好音質(zhì)。當(dāng)小于于128kbps時(shí)最為出色且編編碼后音音頻文件件很??；當(dāng)大于于128kbps時(shí)音質(zhì)損損失過(guò)大大。應(yīng)用：支支持WMA格式的MP3隨身聽(tīng)，Internet，以及VOIP網(wǎng)絡(luò)電話話(VoiceOverInternetProtocol，基于IP協(xié)議的語(yǔ)語(yǔ)音通信信)。文件擴(kuò)展名 .WMA2.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件

18、件格式 流式音頻文件RA定義：Real networks推出的一一種音樂(lè)樂(lè)壓縮格格式，其其壓縮比比可達(dá)到到96: 1因此在網(wǎng)網(wǎng)上比較較流行。特點(diǎn)：經(jīng)過(guò)壓縮縮的音樂(lè)樂(lè)文件可可以在通通過(guò)速率率為14.4kbps的Modem上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)機(jī)中流暢暢回訪。應(yīng)用：國(guó)國(guó)際互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)，采采用流媒媒體的方方式可以以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)上實(shí)時(shí)時(shí)播放，即邊下下載邊播放放。文件擴(kuò)展名 .RA2.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件件格式 數(shù)字音頻文件PCM定義：模模擬的音音頻信號(hào)號(hào)經(jīng)過(guò)模模數(shù)轉(zhuǎn)換換（A/D轉(zhuǎn)換）直直接形成成的二進(jìn)進(jìn)制數(shù)字序列，該文件件沒(méi)有附附加的文文件頭和和文件結(jié)結(jié)束標(biāo)志志。特點(diǎn)：音源信息息完整，但冗余余度過(guò)大大；音源源信息保保

19、存完整整，音質(zhì)質(zhì)好；信信息量大，體積大大，冗余余度過(guò)大大。應(yīng)用：因因?yàn)槟軌驂蜻_(dá)到最最高保真真水平的的就是，所以被被廣泛用用于素材材保存及及音樂(lè)欣賞賞。比如如AudioCD(72min/650MB)。文件擴(kuò)展名 .PCM2.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件件格式定義：標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)激光光盤文件件。特點(diǎn)：音質(zhì)好，但數(shù)據(jù)量大大；在Windows環(huán)境中，用CD播放器播播放。使用：某某些計(jì)算算機(jī)算法法語(yǔ)言支支持該格格式，比比如VisualBasic語(yǔ)言。 CD-DA 音頻文件CDA文件擴(kuò)展名 .CDA2.2.4數(shù)數(shù)字音音頻文件件格式2.3音音樂(lè)樂(lè)合成與與MIDI波形聲音音與MIDI的比較MIDI的數(shù)據(jù)量量要比波波形聲音音

20、少得多多MIDI的編輯靈靈活、自自由，而而波形聲聲音就很很難做到到這一點(diǎn)點(diǎn)波形聲音音與設(shè)備備無(wú)關(guān)，而MIDI與用來(lái)回回放的特特定的MIDI設(shè)備有關(guān)關(guān)音樂(lè)合成成MIDI 是樂(lè)樂(lè)器數(shù)字字接口的的標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定定了電子子樂(lè)器與與計(jì)算機(jī)機(jī)之間相相互數(shù)據(jù)據(jù)通信的的協(xié)議。音樂(lè)合成成的功能能和性能能依賴于于合成芯芯片。音樂(lè)合成成的兩種種技術(shù)：調(diào)頻（FM）音音樂(lè)合成成技術(shù)：是使高高頻振蕩蕩的頻率率按調(diào)制制信號(hào)規(guī)規(guī)律變化化的一種種調(diào)制方方式，合合成不同同頻譜分分布的波波形，再再現(xiàn)某些些樂(lè)器的的音色。波形表合合成（wavetable）音樂(lè)合成成樂(lè)音必備備的三要要素：音高：指指聲波的的基頻，基頻越越低給人人感覺(jué)越越低

21、沉。音色：具具有固定定音高和和相同諧諧波的樂(lè)樂(lè)音。響度：對(duì)對(duì)聲音強(qiáng)強(qiáng)度的衡衡量YM3812音音樂(lè)系統(tǒng)統(tǒng)框圖微機(jī)或微微處理器器地址數(shù)據(jù)據(jù)總線總線控制制YM3812DAC音頻放大大系統(tǒng)時(shí)鐘鐘MIDI術(shù)語(yǔ)的的定義1、音樂(lè)樂(lè)合成器器（MusicalSynthesizer）音樂(lè)合成成器用來(lái)來(lái)產(chǎn)生并并修改正正弦波形形并疊加加，然后后通過(guò)聲聲音產(chǎn)生生器和揚(yáng)揚(yáng)聲器發(fā)發(fā)出特定定的聲音音。泛音音的合成成決定聲聲音音質(zhì)質(zhì)。MIDI術(shù)語(yǔ)的的定義2、復(fù)調(diào)調(diào)聲音（Polyphony）簡(jiǎn)稱為復(fù)復(fù)音，指指合成器器同時(shí)演演奏若干干音符時(shí)時(shí)發(fā)出的的聲音。它著重重于同時(shí)時(shí)演奏的的音符數(shù)數(shù)。3、多音音色聲音音（Timbre）指同時(shí)演

22、演奏幾種種不同樂(lè)樂(lè)器時(shí)發(fā)發(fā)出的聲聲音。它它著重于于同時(shí)演演奏的樂(lè)樂(lè)器數(shù)。MIDI系統(tǒng)的的組成MIDI系統(tǒng)實(shí)實(shí)際就是是一個(gè)作作曲、配配器、電電子模擬擬的演奏奏系統(tǒng)?；谟?jì)算算機(jī)的MIDI音樂(lè)系系統(tǒng)有多多種構(gòu)筑筑方案，但基本本上都由由以下幾幾部分組組成：多多媒體計(jì)計(jì)算機(jī)、合成器器、音序序器、音音源、MIDI鍵盤、錄音設(shè)設(shè)備和監(jiān)監(jiān)聽(tīng)設(shè)備備等。這這些設(shè)備備可以是是獨(dú)立的的，也可可以是集集成的。利用MIDI技技術(shù)將電電子合成成器、電電子音源源與音序序器連接接在一起起即可演演奏模擬擬出音色色變化萬(wàn)萬(wàn)千的音音響效果果，又可可將演奏奏中的多多種按鍵鍵數(shù)據(jù)存存儲(chǔ)起來(lái)來(lái)，極大大的改善善了音樂(lè)樂(lè)演奏的的能力和和條件

23、。 基于計(jì)算算機(jī)的MIDI音樂(lè)創(chuàng)作作系統(tǒng) 合成器MIDI合成器器是能夠夠產(chǎn)生特特定聲音音的電子子裝置，其數(shù)據(jù)據(jù)傳送符符合MIDI通通信約定定。合成器是是通過(guò)控控制面板板上的按按鈕產(chǎn)生生數(shù)字信信號(hào)來(lái)控控制的。這些數(shù)數(shù)字信號(hào)號(hào)用于“告訴”合成器器內(nèi)部的的微處理理器鍵盤盤上哪個(gè)個(gè)鍵被擊擊，哪個(gè)個(gè)旋鈕被被轉(zhuǎn)動(dòng)。這些數(shù)數(shù)字控制制信號(hào)還還可以同同時(shí)被記記錄在合合成器內(nèi)內(nèi)部被稱稱作“音音序器” 的裝裝置中。具有USB接口的MIDI鍵盤人工通過(guò)過(guò)控制面面板來(lái)調(diào)調(diào)制音色色的硬件件合成器器 集音源、音序序器、MIDI鍵盤于一一身的合合成器音源由于音樂(lè)樂(lè)最終要要以聲音音的形式式表現(xiàn)出出來(lái)，所所以作為為電腦音音樂(lè)系統(tǒng)

24、統(tǒng)中產(chǎn)生生聲音的的設(shè)備，音源音音色的數(shù)數(shù)量、品品種和質(zhì)質(zhì)量都將將對(duì)最終終音樂(lè)作作品的效效果產(chǎn)生生重要的的影響。音源也分分硬件和和軟件兩兩種。硬硬件音源源是現(xiàn)在在專業(yè)MIDI制作不不可缺少少的設(shè)備備，因?yàn)闉樗鼈兛煽梢蕴峁┕┍热魏魏我粔K聲聲卡上的的波表都都要好很很多的音音色，這這些獨(dú)立立音源基基本上是是專業(yè)人人士使用用的，常常見(jiàn)的型型號(hào)有RolandJV1080和YamahaMU100R等等。音序器(Sequencer)音序器是是用來(lái)記記錄、編編輯和播播放MIDI文文件的設(shè)設(shè)備。音音序器分分硬件和和軟件的的兩種。最早的是是硬件音音序器，我們也也常稱它它為“編編曲機(jī)”。它可可以是一一個(gè)獨(dú)立立的設(shè)備備

25、，也可可以內(nèi)置置于合成成器里。軟件音序序器是安安裝在計(jì)計(jì)算機(jī)中中的多功功能音樂(lè)樂(lè)創(chuàng)作、編輯軟軟件，如如我們常常用的Cakewalk就是是一個(gè)軟軟件音序序器。 YAMAHAQY700音序器 硬件音源源ROLANDJV1080采樣器采樣器則則是一種種開(kāi)放式式的音源源，它可可以對(duì)任任何聲音音進(jìn)行取取樣，并并把它們們編輯成成音色來(lái)來(lái)供電腦腦音樂(lè)系系統(tǒng)使用用。使用采樣樣器可以以對(duì)各種種音樂(lè)、其他電電子樂(lè)器器和各種種自然界界聲響進(jìn)進(jìn)行取樣樣，或是是通過(guò)讀讀取現(xiàn)成成磁盤來(lái)來(lái)獲取各各種音色色。其他設(shè)備備如錄音設(shè)設(shè)備、監(jiān)監(jiān)聽(tīng)設(shè)備備、音箱箱功放等等，這里里不加贅贅述。MIDI的工作作過(guò)程MIDI電子樂(lè)樂(lè)器通過(guò)過(guò)M

26、IDI接口口與計(jì)算算機(jī)相連連，MIDI靠靠這個(gè)接接口來(lái)傳傳遞消息息而進(jìn)行行彼此通通信。這樣，計(jì)計(jì)算機(jī)可可通過(guò)音音序器軟軟件來(lái)采采集MIDI電電子樂(lè)器器發(fā)出的的一系列列消息或或指令。這一系系列消息息可記錄錄以.MID 為擴(kuò)擴(kuò)展名的的MIDI文件件中。在計(jì)算機(jī)機(jī)上音序序器可對(duì)對(duì)MIDI文文件進(jìn)行行編輯和和修改。最后，將將MIDI消息息送往音音樂(lè)合成成器，由由合成器器將MIDI消消息進(jìn)行行解釋并并產(chǎn)生波波形，然然后通過(guò)過(guò)聲音發(fā)發(fā)生器送送往揚(yáng)聲聲器播放放出來(lái)。MIDI的工作作過(guò)程FM與波波表合成成方式合成器是是利用數(shù)數(shù)字信號(hào)號(hào)處理器器DSP或其他他芯片來(lái)來(lái)產(chǎn)生音音樂(lè)或聲聲音的電電子裝置置。利用用合成器

27、器產(chǎn)生MIDI樂(lè)音的的主要方方法是FM合成成法和波波表合成成法。FM合成成法FM合成成法生成成樂(lè)音的的基本原原理是，用數(shù)字字信號(hào)來(lái)來(lái)表示不不同樂(lè)音音的波形形，然后后把它們們組合起起來(lái)，再再通過(guò)數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換換器（）生成樂(lè)樂(lè)音播放放。波表合成成法為了能真真實(shí)地再再現(xiàn)樂(lè)音音，目前前的聲卡卡一般采采用樂(lè)音音樣本合合成法，即波表表合成法法。這種方法法就是把把真實(shí)樂(lè)樂(lè)器發(fā)出出的聲音音以數(shù)字字的形式式記錄下下來(lái)，播播放時(shí)根根據(jù)命令令生成各各種音階階的音符符，產(chǎn)生生的聲音音質(zhì)量比比FM合合成方法法產(chǎn)生的的聲音質(zhì)質(zhì)量要高高很多。MIDI標(biāo)準(zhǔn)MIDI標(biāo)準(zhǔn)包包括下列列六個(gè)方方面： MIDI電電子樂(lè)器器：能產(chǎn)產(chǎn)生特定定

28、聲音的的合成器器之間的的數(shù)據(jù)傳傳送符合合MIDI的通通信約定定。 MIDI消消息（message）或指指令：音音樂(lè)樂(lè)譜譜的一種種記錄格格式，相相當(dāng)于樂(lè)樂(lè)譜語(yǔ)言言。MIDI接口（interface）：MIDI硬件通通信協(xié)議議。MIDI通道（channel）：MIDI標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)提供了了16個(gè)個(gè)通道，每種通通道對(duì)應(yīng)應(yīng)一種邏邏輯的合合成器。MIDI文件：由控制制數(shù)據(jù)和和樂(lè)譜信信息數(shù)據(jù)據(jù)構(gòu)成。音序器器（Sequencer）：用來(lái)記記錄、編編輯和播播放MIDI文文件的軟軟件。MIDI接口和和計(jì)算機(jī)機(jī)的連接接MIDI文件一個(gè)MIDI文文件包含含兩部分分：文件件頭和音音軌。文件頭描描述文件件的類型型和音軌軌數(shù)等音

29、軌記錄錄MIDI數(shù)據(jù)據(jù)，其中中主要是是命令序序列，每每個(gè)命令令包括命命令號(hào)、通道號(hào)號(hào)、音色色號(hào)和音音速等。MIDI文件的的特點(diǎn)同WAV文件相相比，MIDI文件有有以下特特點(diǎn)：1.用樂(lè)樂(lè)譜指令令代替聲聲音數(shù)據(jù)據(jù)2.有效效記錄和和重現(xiàn)各各種樂(lè)器器聲音3.占用用存儲(chǔ)空空間極小小4.適合合樂(lè)曲創(chuàng)創(chuàng)作和遠(yuǎn)遠(yuǎn)距離傳傳輸2.2.5數(shù)數(shù)字音音頻處理理1、聲音音素材的的獲取和和播放聲音素材材的獲取取下載聲音音文件從CD、VCD、話話筒中錄錄制聲音音播放軟件件超級(jí)解霸霸、影音音衛(wèi)士windowsmediaplayer、real player、Winamp、jet-audio等等三、聲音音資源的的獲取和和處理聲音資

30、源源的獲取取途徑：1、網(wǎng)絡(luò)絡(luò)獲取（搜索引引擎）2、利用用現(xiàn)有的的光盤中中的文件件3、利用用計(jì)算機(jī)機(jī)聲卡，使用麥麥克風(fēng)采采集的語(yǔ)語(yǔ)音轉(zhuǎn)換換成wav文件件（windows中中的錄音音機(jī)）4、抓取取cd中中的音樂(lè)樂(lè)文件3-1、網(wǎng)絡(luò)獲獲取聲音音資源3-2、利用現(xiàn)現(xiàn)有光盤盤中的文文件現(xiàn)在市場(chǎng)場(chǎng)上有大大量的聲聲音資源源庫(kù)光盤盤，該類類型光盤盤的特點(diǎn)點(diǎn)就是信信息量大大，分類類細(xì)致，但是價(jià)價(jià)格較高高。也可可以在網(wǎng)網(wǎng)上下載載到該類類聲音資資源庫(kù)的的光盤鏡鏡像，然然后利用用刻錄機(jī)機(jī)制成光光盤使用用。此時(shí)時(shí)也需要要注意到到版權(quán)的的問(wèn)題。3-3、利用計(jì)計(jì)算機(jī)聲聲卡錄制制聲音利用機(jī)計(jì)計(jì)算機(jī)聲聲卡錄制制聲音，就是利利用計(jì)

31、算算機(jī)的聲聲卡和麥麥克風(fēng)相相結(jié)合，利用一一定的軟軟件來(lái)錄錄制聲音音資料。根據(jù)條條件的不不同可以以選擇不不同的錄錄制設(shè)備備。windows中自帶帶的錄音音機(jī)Windows自帶的的錄音機(jī)機(jī)Windows Media Player用于播放放使用當(dāng)當(dāng)前最流流行格式式制作的的音頻、視頻和和混合型型多媒體體文件。此外，還還可以使使用Media Player收聽(tīng)聽(tīng)全世界界的電臺(tái)臺(tái)廣播、播放和和復(fù)制CD、創(chuàng)建自自己的CD、播放DVD 以及及將音樂(lè)樂(lè)或視頻頻復(fù)制到到便攜設(shè)設(shè)備中。超級(jí)解霸霸多媒體播播放、制制作的工工具軟件件，可以以自動(dòng)播播放各種種類型的的光盤，支持RM、MPEG4、DVD、VCD、DVCD、SV

32、CD、CVD等等幾十種種文件格格式。1如何何播放各各種影碟碟超級(jí)解霸霸的自動(dòng)動(dòng)伺服器器，只需需將光盤盤插入光光驅(qū)，超超級(jí)解霸霸會(huì)根據(jù)據(jù)光盤的的不同類類型自動(dòng)動(dòng)播放。手動(dòng)播放放也可以以2如何何播放各各種影視視文件視頻解霸霸程序3如何何播放各各種音樂(lè)樂(lè)音頻解霸霸程序超級(jí)解霸霸錄像 在超級(jí)解解霸中，想要截截取VCD中的的片段，通過(guò)循循環(huán)播放放、選擇擇開(kāi)始點(diǎn)點(diǎn)、選擇擇結(jié)束點(diǎn)點(diǎn)、保存存MPG片斷這這幾個(gè)個(gè)按鈕就就可以輕輕松實(shí)現(xiàn)現(xiàn)將指定定的片斷斷轉(zhuǎn)錄為為.MPG視聽(tīng)聽(tīng)文件或或.MPV視頻頻文件用windowssoundrecorder從從CD上上錄制音音樂(lè)1)啟啟動(dòng)動(dòng)錄音機(jī)機(jī)（開(kāi)始始-程序序-附件件-娛樂(lè)

33、樂(lè)-錄音音機(jī)）2)啟啟動(dòng)CD播放放器（開(kāi)開(kāi)始-程程序-附附件-娛娛樂(lè)-CD播放放器）3)如如果一一切正常常，這可可在播放放CD的的同時(shí)按按下錄音音機(jī)的錄制按鈕。4)錄錄制完畢畢，按下下錄音機(jī)機(jī)的停停止按按鈕，保保存WAV聲音音文件5)如如果無(wú)法法錄制，按以下下步驟檢檢查錯(cuò)誤誤：A)聲卡卡上的CD-ROM輸輸入端是是否和CD-ROM的的音頻輸輸出端相相連B)在98下，雙擊音音量圖標(biāo)標(biāo)，選項(xiàng)項(xiàng)-屬性性-錄音音，確保保輸入聲聲源為CD-ROM2.2.5數(shù)數(shù)字音音頻處理理基本編輯是刪除聲音文件中不需要的聲音片段。處理方法是首先確定片段的起點(diǎn)和終點(diǎn)，然后把它刪掉。在編輯軟件中可以先將聲音分成一個(gè)個(gè)片段，再改變聲音的內(nèi)容和語(yǔ)序。 基本編輯輯可以將單聲道的聲音變成雙聲道的聲音，在其中一個(gè)聲道上放置音樂(lè)，或?qū)㈦p聲道的聲音變成單聲道聲音以節(jié)省存儲(chǔ)空間。甚至可以讓聲音交替地從左右聲道上發(fā)出，產(chǎn)生聲的立體效果，稱為搖動(dòng) (Pan)。 聲道編輯輯淡入指聲音從無(wú)到有，逐漸增強(qiáng)，直到正常，有逐漸走近的效果；淡出指聲音慢慢變小，直到完全無(wú)聲，有漸漸遠(yuǎn)去的效果。淡入淡出常用于節(jié)目的開(kāi)始、結(jié)尾和兩段聲音之間的過(guò)渡，使聲音的出現(xiàn)和消失不太突然。 淡入淡出出均衡控制指對(duì)不同頻段聲音的音量調(diào)整，可以使聲音產(chǎn)生清脆、低沉、柔和等效果；混響