多媒体音频详解

* * 4.2　音频信号处理技术 课程内容： 11版第4章 4.2 * * 音频信号处理技术 1 . 音频的数字化与MIDI合成音乐 2 . 音频媒体的管理 3 . 音频处理技术(GoldWave) 4 . 语音合成与识别技术 * * 多媒体计算机中产生声音的方式 外部声音源录制和重放：Wave音频(波形音乐) MIDI电子音频 4.2.1　音频的数字化与MIDI合成音乐 * * 波形音频的数字化 Windows中最基本的波形声音格式：扩展名是.WAV 的文件 麦克风/录音机/CD激光唱盘 声卡A/D转换(采样、量化) 声卡D/A转换 混音器混合后由扬声器输出 计算机存储 * * 波形音频的数字化 一、波形音频特征(三个参数) 采样频率 量化位数 声道数 * * 采样频率：每秒从模拟声波中采集声音样本的个数。 频率越高，采集的样本数越多，声音质量越好，占用存储空间越大。 人耳感受范围：0～20kHz 一般采用：11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz 波形音频三个参数 对原始声波采样 采样后得到的数据 * * 量化位数：将采样数据按大小存储的过程。 一般有8、16、32位等，量化位数越大，声音的幅度分辨率越高，还原时声音的品质越好，声音数据占用的存储空间越大 波形音频三个参数 * * 声道数：数字音频声音质量的另一个因素。 一般有单声道 、双声道、多声道 存储量计算： 采样频率×量化位数×声道数×时间／8 (字节) 举例： 采样频率44.1kHz，16位量化，双声道，一分钟的音频所需要的存储量为： 44.1×1000×16×2×60/8字节) 波形音频三个参数 * * Wave音频文件 标准数字音频，扩展名是.WAV 多数声卡能以16位、44.1kHz采样率录制和播放 主要缺点：产生的文件太大，不适合长时间记录 压缩方法：从PCM(均匀量化)到ADPCM(自适应差分量化) * * Wave音频文件的制作工具 录音机：Wave文件录制、播放和进行一些简单处理的基本工具 Adobe Audition Ulead Audio Editor GoldWave * * MIDI合成音乐 MIDI (Musical Instrument Digital Interface) MIDI是乐器数字接口的缩写，文件扩展名是 .MID MIDI文件的内容是能使合成音乐芯片演奏乐曲的代码 多媒体PC平台能够通过内部合成器或连接到计算机MIDI端口的外部合成器播放MIDI文件 * * MIDI合成音乐 产生： 合成器： 电子乐器演奏时的指令信息 声卡 Midi控制器 声卡合成器 混音器混合后由扬声器输出 计算机存储 FM合成器 波表合成器 * * 合成器 利用DSP或其他芯片产生音乐或声音的电子装置 FM合成器 采用频率调制的原理产生声音 FM合成器能发出128种乐器的声音 波表合成器 对真实乐器声采样，制波表保存，由DSP查表调用处理 DSP(digital signal processor)是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据。 声音效果与真实的乐器声几乎无差别 声卡带有波形表ROM的接口 或 本身带有波形表ROM ROM的容量越大，可存储的乐器音就越多 * * MIDI音乐产生原理 MIDI标准：规定了电子乐器与计算机连接的电缆、硬件标准和通信协议 乐谱的数字描述(MIDI指令信息) 由音符序列、定时和多达16个通道的演奏音符定义组成 演奏音符定义由键号、通道号、音长、音量和力度组成 建立MIDI文件：设备演奏时输入或软件编辑产生 MIDI文件特点：是一系列指令不是波形，文件小 MIDI设备端口 ：MIDI In、MIDI Out、MIDI Thru 媒体播放器可直接播放 * * 4.2.2　音频媒体管理 Windows Media Player 媒体文件的导入 媒体文件的管理 音频媒体管理 * * 菜单栏 功能选项卡 播放列表 窗口切换按钮 地址栏 工具栏 导航窗格 详细信息窗格 播放控制区 * * 音频的格式 1. WAV格式：Windows标准波形文件，多数音频编辑软件支持，文件较大。 2. MP3格式：高压缩比，文件较小，音质接近CD。 3. MIDI文件：存储指令，文件短小，播放效果因软硬件而异。 * * 音频的格式 4