數(shù)字媒體基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件下載-樣章ppt

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數(shù)字媒體基礎(chǔ)第7章數(shù)字音頻信息及處理教學(xué)目的了解聲音的基本概念了解音頻信息的數(shù)字化掌握音頻文件的格式掌握音頻信息的獲取方式 掌握數(shù)字音頻的處理聲音是制作多媒體產(chǎn)品的必不可少的對(duì)象聲音是振動(dòng)的波，是隨時(shí)間連續(xù)變化的物理量。聲音是一連續(xù)的波，稱(chēng)為聲波

聲音包括語(yǔ)音、聲響和音樂(lè)。聲音信號(hào)的參數(shù)：頻率、幅度、周期聲音的定義聲音的基本概念聲音的基本概念音調(diào)：代表聲音的高低，與頻率有關(guān)。音色：聲音的特色，波形和泛音的不同所帶來(lái)的一個(gè)聲音屬性。音強(qiáng)：聲音的強(qiáng)度，即音量，取決于聲音的振幅，振幅大聲音響。聲音的強(qiáng)弱體現(xiàn)在其振幅上，聲音的音調(diào)的高低體現(xiàn)在聲音的頻率上聲音信號(hào)由許多頻率不同的信號(hào)組成，是復(fù)合信號(hào)聲音的帶寬：復(fù)合信號(hào)的頻率范圍，頻帶越寬，音質(zhì)越好聲音的三要素音頻信號(hào)的頻帶越寬，所包含的音頻信號(hào)分量越豐富，音質(zhì)越好。聲音的基本概念音頻（聲音）是多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)中一種不可缺少的媒體。聲音媒體分為三類(lèi)：波形聲音—包含所有聲音形式語(yǔ)音——說(shuō)話(huà)聲音樂(lè)——符號(hào)化的聲音（樂(lè)譜）音頻信息的分類(lèi)聲音的基本概念音頻信息的數(shù)字化模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

1.在時(shí)間和幅度上都是連續(xù)的信號(hào)稱(chēng)為模擬信號(hào)

在時(shí)間和幅度上都是用離散的數(shù)字表示的信號(hào)稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)

2.對(duì)模擬信號(hào)的處理比較復(fù)雜，難于精確控制，成本高。將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，處理簡(jiǎn)單，精確。在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中存在兩種信號(hào)：信號(hào)種類(lèi)①模擬信號(hào)—

被采集物理量的電信號(hào)。②數(shù)字信號(hào)—

計(jì)算機(jī)運(yùn)算、處理的信息。在開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時(shí)，首先遇到的問(wèn)題：

如何把傳感器測(cè)量到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)？

音頻信息的數(shù)字化量化采樣音頻信息的數(shù)字化步驟編碼312音頻信息的數(shù)字化TS—采樣周期

0,TS,2TS—采樣時(shí)刻

τ—采樣時(shí)間

xs(nTs)—采樣信號(hào)

音頻信息的數(shù)字化應(yīng)該指出，在實(shí)際應(yīng)用中，τ<<采樣周期TS決定了采樣信號(hào)的質(zhì)量和數(shù)量：

TS↓，xs(nTs)↑，內(nèi)存量大TS↑，xs(nTs)↓，丟失某些信息因此，采樣周期必須依據(jù)某個(gè)定理來(lái)選擇。音頻信息的數(shù)字化采樣定理指出：對(duì)一個(gè)頻率在0～fc內(nèi)的連續(xù)信號(hào)進(jìn)行采樣，當(dāng)采樣頻率為fs≥2fc時(shí)，由采樣信號(hào)xs(nTs)能無(wú)失真地恢復(fù)為原來(lái)信號(hào)x(t)。采樣：在時(shí)間軸上對(duì)信號(hào)數(shù)字化。采樣的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)頻率分別為：44.1KHz，22.05KHz和11.025KHz。一般采樣頻率是自然聲頻率的兩倍。音頻信息的數(shù)字化量化：

采樣信號(hào)的幅值與某個(gè)最小數(shù)量單位的一系列倍數(shù)比較，用最接近采樣信號(hào)幅值的最小數(shù)量單位倍數(shù)來(lái)代替該幅值。音頻信息的數(shù)字化只舍不入的量化有舍有入的量化把原來(lái)幅值連續(xù)變化的采樣信號(hào)，變成了幅值為有限序列的量化信號(hào)。量化始終存在著誤差，這是因?yàn)榱炕怯媒浦荡嫘盘?hào)精確值的緣故。量化信號(hào)的精度取決于所選的量化單位q，q↓，信號(hào)精度↑。量化：在幅度軸上對(duì)信號(hào)數(shù)字化。位數(shù)越大，音質(zhì)越好。一般的量化位數(shù)為8位和16位。量化位越高，信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍越大，數(shù)字化后的音頻信號(hào)就越可能接近原始信號(hào)，但所需要的存貯空間也越大。音頻信息的數(shù)字化編碼的作用其一是采用一定的格式來(lái)記錄數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，其二是采用一定的算法來(lái)壓縮數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以減少存貯空間和提高傳輸效率。壓縮算法包括有損壓縮和無(wú)損壓縮；有損壓縮指解壓后數(shù)據(jù)不能完全復(fù)原，要丟失一部分信息。壓縮編碼的基本指標(biāo)之一就是壓縮比，它通常小于1。壓縮越多，信息丟失越多、信號(hào)還原后失真越大。根據(jù)不同的應(yīng)用，應(yīng)該選用不同的壓縮編碼算法。

音頻信息的數(shù)字化采樣：在時(shí)間軸上對(duì)信號(hào)數(shù)字化。量化：在幅度軸上對(duì)信號(hào)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)。采樣頻率是指一秒鐘內(nèi)采樣的次數(shù)。頻率越大，音質(zhì)越有保證。數(shù)字音頻文件的數(shù)據(jù)量=（采樣頻率*量化位數(shù)）/8立體聲雙聲道采樣頻率為44.1khz，量化位數(shù)為16位，一秒鐘這樣的音樂(lè)所需要的存儲(chǔ)空間：44.1*1000*16*2/8字節(jié)=176.4K字節(jié)音頻信息的數(shù)字化WAV文件Windows本身所攜帶的“錄音機(jī)”軟件是Wave音頻文件錄制、播放和進(jìn)行一些簡(jiǎn)單處理的基本工具，Window所使用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字音頻是Wave波形文件，文件的擴(kuò)展名是WAV，記錄了對(duì)實(shí)際聲音進(jìn)行采樣的數(shù)據(jù)。

MIDI合成音樂(lè)MIDI（樂(lè)器數(shù)字接口）文件的擴(kuò)展名為“.MID”。它與波形文件不同，記錄的不是聲音本身，而是將數(shù)字式電子樂(lè)器的彈奏過(guò)程記錄下來(lái)，如按了哪一個(gè)鍵、力度多大、時(shí)間多長(zhǎng)等等。當(dāng)需要播放這首樂(lè)曲時(shí)，根據(jù)記錄的樂(lè)譜指令，通過(guò)音樂(lè)合成器生成音樂(lè)聲波，經(jīng)放大后由揚(yáng)聲器播出。音頻文件的格式WAVE文件和MIDI文件是目前計(jì)算機(jī)上最常用的兩種音頻數(shù)據(jù)文件，它們各有不同的特點(diǎn)和用途：

數(shù)據(jù)量大數(shù)據(jù)量很小文件容量不易編輯聲源不限

易編輯聲源受限

適用性與編碼指標(biāo)有關(guān)與聲卡質(zhì)量有關(guān)效果音響與音質(zhì)成正比小容量Mic，磁帶,CD唱盤(pán)，MIDI樂(lè)器音源數(shù)字音頻數(shù)據(jù)MIDI指令文件內(nèi)容WAVEMIDI音頻文件的格式MP3文件

近幾年產(chǎn)生的音樂(lè)文件，是以音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEGLayer3壓縮編碼的一種音頻格式文件。WMA文件

它是一種基于流媒體技術(shù)、適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊纛l數(shù)據(jù)格式。該格式的壓縮比也很高，同時(shí)還能保持一定的音質(zhì)效果。WMA格式的優(yōu)勢(shì)在于它是一種可制作版權(quán)保護(hù)的格式，甚至可以限制播放次數(shù)、播放機(jī)器、播放時(shí)間等

RA文件

一種基于流媒體技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸格式，屬于波形文件。其特點(diǎn)在于可以邊瀏覽邊下載數(shù)據(jù)，不需要下載完畢后才可以播放。CDAudio（CDA）文件

音樂(lè)CD，擴(kuò)展名為CDA，是CD唱片采用的格式，記錄的是波形流，音質(zhì)效果很好，但缺點(diǎn)是無(wú)法編輯，文件太大。音頻文件的格式VOC文件

creative公司波形音頻文件格式，也是聲霸卡使用的音頻文件格式，與波形文件相似，可以方便地互相轉(zhuǎn)換。

CMF文件

creative公司的專(zhuān)用音樂(lè)格式，專(zhuān)用于FM聲卡MOD文件一種保存樂(lè)譜，MOD文件格式也是一種MIDI文件格式。AIF文件

apple計(jì)算機(jī)的音頻文件格式。音頻文件的格式購(gòu)買(mǎi)聲音素材庫(kù)（已經(jīng)數(shù)字化好的聲音信息）,通過(guò)錄音設(shè)備將聲音直接或轉(zhuǎn)錄到計(jì)算機(jī)中Windows下的“錄音機(jī)”的使用麥克風(fēng)插入“MIC”插口打開(kāi)錄音機(jī)新建文件錄制聲音（一分鐘）保存文件（波形文件為.wav）聲音文件的播放音頻信息的獲取方式數(shù)字音頻的處理處理方法

剪裁聲音片段

連接聲音生成淡入淡出效果響度控制制作特殊效果合成多段聲音數(shù)字音頻處理數(shù)字音頻的處理處理方法

goldwave

SoundforgeCooledit數(shù)字音頻處理1、刪除片段：選中片段，剪裁，則選區(qū)外的片段消失，只留下選區(qū)片段2、粘貼片段、連接片段3、為聲音添加淡入、淡出效果4、回聲效果一般用于語(yǔ)音5、聲音長(zhǎng)度使聲音尖銳或低沉注意：聲音時(shí)間長(zhǎng)度的改變，在要求聲音和畫(huà)面必須同步的場(chǎng)合是不允許的數(shù)字音頻處理goldwave6、錄制聲音錄音機(jī)：只能錄制1分鐘，聲音只能采用wav格式保存Goldwave：文件/新建/選擇語(yǔ)音或收音機(jī)或CD快速設(shè)置按鈕采樣頻率音質(zhì)評(píng)價(jià)用途語(yǔ)音11025一般錄制對(duì)音質(zhì)要求不高的素材收音機(jī)22050良好錄制多媒體產(chǎn)品中使用的聲音素材，例如音樂(lè)、合成效果等CD44100優(yōu)秀錄制音質(zhì)要求非常高的樂(lè)曲、歌曲等數(shù)字音頻處理goldwave7、形成靜音靜音與刪除不同，靜音不改變時(shí)間，只是把音量降到0，效果/靜音8、倒序聲音倒序聲音是把聲音反向排列而形成的一種聽(tīng)覺(jué)效果9、改變聲音文件的固有音量,盡可能使多媒體中所有聲音素材處于相同的音量數(shù)字音頻處理goldwave10、聲道變換編輯/聲道/左、右聲道，識(shí)別當(dāng)前聲道的方法是：選區(qū)背景為深蘭色是當(dāng)前聲道，可進(jìn)行各種編輯操作，黑色背景的選區(qū)是不可編輯的聲道。注意：在單獨(dú)一個(gè)聲道進(jìn)行的刪除操作，剪切操作將改變?cè)撀暤赖臅r(shí)間長(zhǎng)度，使兩個(gè)聲道的時(shí)間長(zhǎng)度不等，導(dǎo)致聲音不同步11、改變說(shuō)話(huà)的聲音效果/多普勒效應(yīng)聲音升調(diào)后，速度加快，播放時(shí)間將縮短goldwave12、制作科幻視頻中機(jī)器人說(shuō)話(huà)的效果效果/機(jī)械化，頻率的數(shù)值越大，制作的聲音效果越尖利數(shù)字音頻處理goldwave13、消除人說(shuō)話(huà)的聲音單擊減少人聲按鈕或效果/立體聲/減少人聲數(shù)字音頻處理goldwave14、音頻合成把若干個(gè)聲音素材按照某種方式疊加在一起，是聲音編輯最有力的手段EG：為一段