音频技术的应用-讲课.ppt

音频技术的应用,讲解人：阿不都哈拜尔（播控部）,一、音频的定义,（1）Audio(音频)，指人说话的声音频率，通常指300Hz-3400Hz的频带。 （2）指存储声音内容的文件。 （3）在某些方面能指作为滤波的振动。 人类能够听到的所有声音都称之为音频，通常指20Hz-20Hz的频带。（它可能包括噪音、话声、歌声、乐器都、被电子设备录制后播放的声音等等）。,二、音频技术的发展,1）音频技术现实生活中重要性 音频是人类接受信息的重要媒体，作为传递信息的一种方式，音频在我们现实生活中占有重要位置。音频技术的发展对我们电视节目中的音频产生了很大的影响和提了更高的要求。 （1）人类文化素质的不断提高 （2）人类获取声音的方式不断增多 （3）新技术的不断发展,二、音频技术的发展,2）音频技术的发展 （1）模拟到数字 (2) AM、FM、卫星、微波 （3）单声道、立体声道、5.1声道、音频的三维化处理（长期以来，计算机的研究者们一直低估了声音对人类在信息处理中的作用。当虚拟技术不断发展之时，人们就不再满足单调平面的声音，而更倾向于具有空间感的三维声音效果。听觉通道可以与视觉通道同时工作，所以声音的三维化处理不仅可以表达出声音的空间信息，而且与视觉信息的多通道的结合可以创造出极为逼真的虚拟空间，这在先在的多媒体系统中是极为重要的。这也是在媒体处理方面的重要措施。,二、音频技术的发展,人类感知声源的位置的最基本的理论是双工理论，这种理论基于两种因素：两耳间声音的到达时间差和两耳间声音的强度差。时间差是由于距离的原因造成，当声音从正面传来，距离相等，所以没有时间差，但若偏右三度则到达右耳的时间就要比左耳约少三十微秒，而正是这三十微秒，使得我们辨别出了声源的位置。强度差是由于信号的衰减造成，信号的衰减是因为距离而自然产生的，或是因为人的头部遮挡，使声音衰减，产生了强度的差别，使得靠近声源一侧的耳朵听到的声音强度要大于另一耳。,二、音频技术的发展,基于双工理论，同样地，只要把一个普通的双声道音频在两个声道之间进行相互混合，便可以使普通双声道声音听起来具有三维音场的效果。这涉及到以下有关音场的两个概念：音场的宽度和深度。 音场的宽度利用时间差的原理完成，由于现在是对普通立体声音频进行扩展，所以音源的位置始终在音场的中间不变，这样就简化了我们的工作。要处理的就只有把两个声道的声音进行适当的延时和强度减弱后相互混合。由于这样的扩展是有局限性的，即延时不能太长，否则就会变为回音。,二、音频技术的发展,音场的深度利用强度差的原理完成，具体的表现形式是回声音场越深，则回音的延时就越长所以在回音的设置中应至少提供三个参数：回音的衰减率、回音的深度和回音之间的延时。同时，还应该提供用于设置另一通道混进来的声音深度的多少的选项。,三、声音的基础知识,(1)声速C 声速与温度的关系式为： C = Co 1 + t/273 m/s 式中Co为温度摄氏O时的声速，其值为331.4 m/s。经计算，在温度为15C时的声速为340 m/s。,三、声音的基础知识,(2)声波的频率F 声波的频率是指声源在一秒钟内所振动的次数，或是空气中分子在一秒钟内疏密变化的次数。 当声源振动的频率在20Hz 20000Hz时，人耳可以听到有声音的感觉。我们把这段频率范围称作音频。低于20Hz的声音称为超低频（或称次声波），高于20000Hz的声音称为超音频（或称超声波）。,三、声音的基础知识,人们往往把音频频率范围20Hz 20kHZ分为四个频段，即： 低频段（20150HZ）: 能够表现音乐的低频成分，使欣赏者感受到强劲有力的动感。 中低频（150500HZ）: 能够表现单个打击乐器在音乐中的表现力，是低频中表达力度的部分。 中高频段（5005000HZ）: 主要表达演唱者或语言的清淅度及弦乐的表现力。 高频段（500020kHZ）: 主要表达音乐的明亮度，但过多会使声音发破。,三、声音的基础知识,(3)声波的周期T 当声源完成一次振动，空气分子形成一次疏密变化所经历的时间称为一个周期。 声波的周期即是声波频率的倒数。 可用式T = 1/f来表示。,三、声音的基础知识,(4)声波的波长 声波振动一个周期，所传播的路程称为声波的波长。 声波的传播速度、频率及波长三者之间的关系可用下式来表示： C = f 或= C/f,三、声音的基础知识,(5)声波的振幅 声波的振幅是指空气分子疏密变化的位移大小。 如果声波是一种正弦波时，其最大值与零之间的值叫峰值。最大正值与负值之间的值叫峰峰值（p-p值）。均方根（有效值rms）是为研究这些值进行有意义的平均，它最接近于人耳所感觉到的声音信号的大小。 均方根（有效值）= 0.707 x 峰值,三、声音的基础知识,(6)声波的相位 声波的相位是指波形的周期内从起始点至波峰、波谷或任意一点之间的度数来表示。 如果两个相同波的相位移为180度时，一个波的波峰与另一个波的波谷相重合。这时把这两个波组合在一起时，波形会消失。这种现象叫做相位抵消。 常见的梳状滤波效应就是因为由相位抵消的现象而引起的。在用多支话筒拾取声音时，如果话筒摆放不当，也会因这种相位抵消的现象而听到有一种既空洞而又奇怪的感觉。 (7)声波的基波与谐波 一般来讲，频率最低的叫基音（又叫基频），其他与基音成整数倍数的叫谐音（又叫谐频）。,三、声音的基础知识,(8)声波的包络 鉴别声音音质的另一个特征即为声波的包络。每一件乐器产生它自己的包络特性，这一包络特征与音色一起决定了一件乐器的的主观音质。声波的包络即是声波波形的强度变化的曲线。它由三部分组成：声建立、持续期和衰减期。每个部分都有三个变量：持续时间、振幅和随时间变化的振幅。,三、声音的基础知识,(9)人耳对声音感觉的三要素 a.音强（响度）：音强（响度）是人耳对声音强弱的感觉程度。虽然响度与衡量声音强弱的声压有一定关系，但与声压的大小并不完全一致。 （SPL: Sound Pressure Level声压级是响度的传统表达方法，其单位是dB。）将某一频率的声音与1kHz的声音比较，当两者响度一样时，1kHz声音的声压级就是该声音的响度级。若此声音听起来与1kHz的声压级0dB一样响，则该声音的响度级为0Phon（宋）。 b.音调 ：人耳对声音高低的感觉。它与声音的频率有关，但并不成正比例关系，而是与频率的对数值有关。 c. 音色 ：音色主要决定于声音的频谱结构,三、声音的基础知识,(10)人耳的听觉特性 a.掩蔽效应：当在聆听一个声音的同时，由于被另一个较强声音的掩盖而听不到原来声音时的这种现象称为掩蔽效应。 b.双耳效应: c.哈斯效应 : 哈斯效应，也叫居( 领) 先效应。是双声源系统的一个效应，两个声源中的的一个声源延时时间在5至35毫秒以内时，听音者感觉声音来自先到达的声源，另一个声源好像并不存在。若延时为5毫秒，则感觉声音逐步向先到的音箱偏移；若延时为30至50毫秒，则可感觉有一个滞后声源存在。,三、声音的基础知识,(11)人耳的定位机理 a.两耳听觉上的强度差； b.声波到达两耳时的时间差； c.外耳（耳廓）的作用。,四、音质评价,所谓声音的质量，是指经传输、处理后音频信号的保真度。目前，业界公认的声音质量标准分为4级，即： 数字激光唱盘CD-DA质量，其信号带宽为10Hz20kHz； 调频广播FM质量，其信号带宽为20Hz15kHz； 调幅广播AM质量，其信号带宽为50Hz7kHz； 电话的话音质量，其信号带宽为200Hz3400Hz。 可见，数字激光唱盘的声音质量最高，电话的话音质量最低。,四、音质评价,音质的评价分为主观评价和客观评价 （1）所谓主观评价，即是通过人耳对被评价对象的声音的主观感受进行评价。 主观评价术语： a.清晰度：对语言而言，指可懂度高；对音乐而言，有细节、透明、清澈、不混浊。有宽而平直的频响，敏捷的时间响应，非常低的失真和噪声。清晰的反义词为“模糊”、“混浊”。 b.明亮度：声音明亮、活跃。有较强的高频成分，谐波相对于基波而言较强。明亮的反义词为“灰暗”。,四、音质评价,音质的评价分为主观评价和客观评价 c.丰满度：听感温暖、舒适、有弹性。有好的低频特性，但没有过多的低频扩展，在100至300Hz附近有足够的电平。丰满的反义词为“单薄”。 d.柔和度：听感悦耳、柔顺、舒服。高频和中高频没有被夸大，或者被适当衰减，听起来没有锋利、焦躁的感觉。柔和的反义词为“尖利”、“生硬”。 e.平衡度：对节目声音的三大组成部分而言，它们之间的音量要有一定的比例关系；对音乐而言，各声部的比例要协调；对立体声而言，其左右声道的一致性较好。它的反义词为“不平衡”。,四、音质评价,音质的评价分为主观评价和客观评价 f.力度：声音的听感坚实有力。有良好的瞬态响应，有足够的动态再现。在20-100Hz之间的响应良好。它的反义词为“平淡”、“力度差”。 g.空间感：体现声源所处的厅堂的感觉真实、活跃。有一种令人愉快的混响量。高频响应可扩展至15或20kHz。 h.现场感：能使人感到声源就在你面前发出的那种感觉，也就是“身临其境”的感觉。中高音部的提升有助于加强现场感。 i.立体感：对于立体声而言，声象分布连续、定位精确、有宽度感、方位感和纵深感。,四、音质评价,（2）所谓客观评价，即是通过各种有关的音频测试仪器对被评价对象的主要物理性能指标进行测试评价，不同的被测对象可以有不同的指标测试项目。客观评价的结果并不能代表音质评价的全部，它仅是评价内容的一部分。 总之，在录制节目和技术质量检验中，是根据技术标准的相关规定，把主观评价和客观评价的结果综合考虑音质的评价。在音频技术质量奖评选中（例如全国“金帆奖”），是技术标准的相关规定，将可观测试结果与主观评价相结合，采用分级评分的办法进行评定。新规定是主观评价分占80，客观评价分占20。,五、混响时间,混响时间是评定建筑物声音质量的一个重要指标。通常以延续声音减弱到初始强度100万分之一所需的时间，即在房间内建立了一个稳态的声音信号后，突然关断此信号此信号，房间内声压级由原来稳态状况跌落60分贝所需要的时间，称为“混响时间”。,六、常用的音频单位,（1）模拟及数字音频系统的相对电平和声压级 dB(分贝）为表示相对功率或幅度电平的标准单位，用dB表示。也用于PPM表刻度指示值. 功率分贝10log10P1/P0 电压分贝20log10V1/V0 dBm 以1毫瓦为基准值，以分贝表示的绝对功率电平，m是毫瓦的代号。0dBm相当于0.775V（有效值）的正弦波电压施加在600欧姆标准负载产生1毫瓦的功率。,六、常用的音频单位,此单位仅适用于负载阻抗固定为600欧姆的系统。 关于电平和声压级的一些常用基本度量单位 dBu:以0.775v(有效值）为基准电压时的电压电平单位。表示为：dBu=20lg(v/0.775 v) dBV：以1V为基准电压时的电压电平单位。 dBFS:数字音频信号的电平单位。0dBFS等于“满刻度”的数字音频参考电平。“满刻度”是指转换器可能达到“数字过载”之前的最大可编码模拟信号电平。 dB spl：声音的声压级单位。0dB spl=2 x 10 -5Pa,六、常用的音频单位,（2）模拟音频系统的相对电平和声压级 VU表：音量单位表，它反映人对声音听感的强弱。对于1kHz的正弦信号，0VU=1.228V,对应于+4dBu PPM：峰值节目表，它能指示出声音信号的峰值。对于1kHz的正弦信号，PPM表的0dB处的灵敏度为+6dBu(1.55V),六、常用的音频单位,（3）VU表、PPM表、DPPM表的特点与使用 VU表是目前使用最广的一种音量表,它采用平均值检波器并按简谐信号的有效值确定刻度。只能指示信号的准平均值，而不能指示信号的峰值。因此，当电路过载引起信号失真时，VU表往往指示不出来，而PPM表和DPPM表不存在只个问题。PPM表是一种用来测量声音信号的准峰值音量表，它使用了峰值检波器，积分时间约10ms,可获得得尽可能高的幅度。DPPM表是检测数字目音频信号峰值的检测仪表，能精确指示出信号的峰值。所以PPM表，DPPM表作为监测音频节目电平时比VU表更为优越。但是PPM表，DPPM表的指示不能表示信号的向度，而人的耳朵对声音的向度感觉更接近于VU表，而不是峰值表。,六、常用的音频单位,综合看，放音时用VU表较好，录音时VU表与峰值表并用更为合适。节目制作播出中允许超出额定电平的次数规定为：语言节目一般每分钟有1-2次，最多不超过8次。音乐节目一般每三分钟有1-2次，最多不超过5次。 模拟音频节目语言电平-7-3dB最大不超过0dB 节目音乐电平-70dB最大不超过+3dB 数字音频节目语言电平最大值 -12dBFS 节目音乐电平最大值 -6dBFS,七、常用的音频设备,1.传声器（话筒和其它） 传声器的分类很多，主要有以下4种 （1）根据接收声波的原理分类：可分为声压式和压差式两大类。 （2）按能量转换分类：有电动式传声器（动圈传声器、铝带传声器等）、电容式传声器、电磁式传声器、半导体式传声器、压电式传声器。,七、常用的音频设备,1.传声器（话筒和其它） （3）根据传声器指向特性：可分为无指向性传声器、双指向性传声器、单指向性传声器。 （4）按使用场合分类：普通传声器，立体声传声器，近讲传声器，佩戴式传声器、无线传声器，测量用传声器。 目前用的最多的传声器是：动圈式传声器和电容式传声器。,七、常用的音频设备,1.传声器（话筒和其它） 动圈传声器的特点：结构简单，坚固耐用，工作稳定，价格较低，频率响应特性较好等。 电容式传声器：频率响应好，失真小，躁声低，灵敏度高，音色柔和等特点。 早期使用的传声器大都是无指向性传声器，现在指向性传声器已经逐步取代了无指向性传声器，主要是因为指向性传声器能抑制躁声和声反馈，所以传声器的指向特性在使用中越来越被重视。 传声器的性能指标：灵敏度，频率响应，输出阻抗，指向性，相位，躁声。,七、常用的音频设备,2.调音台 调音台是音频节目制作和播出系统的中心设备，广泛应用于节目的制作与播出。 调音台的分类： 根据用途的不同可分为：播出调音台、录制调音台、扩声调音台； 根据信号处理方式的不同分为：模拟调音台、数控模拟调音台、数字调音台； 根据信号输出方式的不同分为：单声道调音台、双声道调音台、多声道调音台； 根据节目种类的不同可分为：音乐调音台、语言调音台等。,七、常用的音频设备,2.调音台 模拟调音台的技术指标：增益，频率特性，非线性失真，躁声。 数字调音台的核心是运算速度较高的专用数字信号处理（DSP）器件，具体功能由厂家编制的专门软件实现，数字调音台主要有以下一些特征：1、经过音频信号处理环节后的音频信号没有劣化； 2、由于硬件的高度集成化，操作部分可以实现简单化，小型化。 3、由于音频信号在数字调音台内是数字化传输，因此可以方便地和其他外部设备一起构成数字化系统。,七、常用的音频设备,2.调音台 数字调音台选购： 信噪比(S/N)：调音台工作时自身产生的噪音(其实音频设备工作时都会产生一定的噪音，无非是噪音大小的问题)，选购时，将试听用调音台直接连接扩大器-扬声器，将所有电位器全部归零，如果台子带低通滤波的，切到Off，带-20db衰减的，切到Off，带分路开关的，切到On，再把所有推子衰减至-，打开功放开关，把功放输出开至最大。分别依此将调音台的总推子，分推子推至0db位置，再把增益开关Gain调大，和先前没推推子时的噪音作比较，噪音变化的量也就是调音台的本噪。听一下是否在你的忍受范围内。更保险的可以拿另一张台子来，在不推推子，不加大增益的条件下，比较一下噪音大小。在测试一的基础上，在调音台的平衡输入，非平衡输入，辅助输入输出端各插上一信号线(不要连接任何器材)测试，接地不良的调音台会发出可观的噪音。,七、常用的音频设备,2.调音台 信号分离度：也就是串音，在测试一的基础上在调音台的某一路接入一信号源如CD并播放信号，步骤同上，只是推分推子时不要推接入信号的那一路(但可以适当增大信号的输入增益)，用此法测试，有些台子(在这就不点名了)的串音现在都可以做背景音乐了。如果你准备买的是低端产品，尽量不要选择自带效果和自带7段(或5段)均衡的台子。效果差不说，还会比不带的有更大的噪音。由于进口品牌的逐步国产化，大家熟悉的如Soundcraft，Behringer，YAMAHA等的价格不会比国产品牌贵多少，且人家的电路设计成熟，产品质量售后服务(视当地经销商有异)也要优于国产品牌，所以，不是不支持民族工业，而是人家确实做的比你好。不推荐选购国产品牌,七、常用的音频设备,3.数字音频工作站 是以计算机为基础，以硬磁盘为主要记录载体，一个集计算机、多轨录音机、非线性编辑、调音台、效果器等功能一体的数字音频系统，是计算机技术和数字音频技术相结合的产物。数字音频工作站已广泛应用到广播中心的节目制作、播出、管理以及系统控制的各个环节，成为广播播控中心数字化、网络化的关键设备之一。,七、常用的音频设备,数字音频工作站的构成及原理：目前音频工作站的种类繁多，但究其本质，一般都由计算机、音频处理卡和功能软件3大部分构成。原理：音频信号通过模拟/数字采样，转换成计算机可以识别的数据文件，然后由计算机对数据进行处理，完成各种功能。根据不同的要求，音频数据文件的存储格式也不相同。在以音乐及精品节目制作为主的工作站中，基本采用不压缩的PCM格式，而在以播出为主的系统中，为了提高单位容量的存储率，减轻数据流对音频工作站系统的压力，在保证音质的情况下，往往采用数据压缩格式。,七、常用的音频设备,3.数字音频工作站 音频工作站的主要功能： 1具有符合专业要求的节目处理能力 2录音、放音与合成功能 3先进的剪辑功能 4数字效果处理功能,七、常用的音频设备,4.磁带录音机 磁带录音机利用磁带录音技术将声音电信号通过磁头装置转换成变化的磁场，并以剩磁的形式保存在磁带上，重放时再通过磁头装置将磁带上的剩磁信号转换成声音电信号。 磁带录音机的分类： 按声道可分为：单声道、双声道和多声道三种 按功能可分为：放音机、录音机。 按结构可分为：开盘式、卡式和盒式录音机。 性能指标：磁带速度，抖动率，额定输出电平，输入灵敏度，频率响应，放音信躁比。,七、常用的音频设备,5.DAT数字磁带录音机 DAT数字磁带录音机分为固定磁头方式（S-DAT）和旋转磁头方式（R-DAT）。 旋转磁头数字录音机（R-DAT）是20世纪70年代在录像机的基础上，采用PCM编码发展而来的，是目前比较常用的类型，有2轨DAT和多轨DAT。它在数字传输、记录和重放的过程中，信号基本不失真，因此用它多次复制仍可保持原有的品质。 与CD机相比，DAT比CD的高音更宽、低音更清晰。,七、常用的音频设备,6.MD磁光盘机 MD系统采用数据压缩技术，数据压缩的原理是：建立在声音的幅度掩蔽与时间掩蔽效应上的，去除因掩蔽效应而无实际听音意义的冗余和不相关信息，可以节省相当一部分存储空间。 MD使用了数据缓冲技术，防震性很好，使用也很方便。,七、常用的音频设备,7.CD机/DVD机/VCD机 CD激光唱机的特点： （1）保真度高，因为采用的是数字录音，其采样频率较高，失真小 （2）信躁比高 （3）搜索方便。因为用的是激光束照射唱片，可以跳跃的搜索，直接跳到你所要的位置。 （4）由于不用机械唱针，没有机械接触，可以采用浮动式驱动结构，避免了机械抖晃，增加了保真度。 （5）唱片记录密度高,七、常用的音频设备,7.CD机/DVD机/VCD机 VCD：主要采用MPEG-1的压缩方法来压缩图象，声音格式采用44.1KHZ取样频率，16bit取样值，双声道，MPEG-1 layer ，224KB/S的压缩方式。 DVD光盘特点：大容量，高音质，高兼容性 DVD机可以兼容播放CD和VCD光盘。,七、常用的音频设备,8.监听设备 一、扬声器 二、音响 三、耳机 9.监测指示设备 10.固态存储器件,八、声音效果器的原理及应用,一、声音效果器的原理及应用 1、动态处理器压限器（限制器） 扩展器（噪声门） 2、声源的动态范围指的是在某一指定的时间内，声源产生的最大声压级（SPLmax）与最小声压级（SPLmin）之差。其表达式如下： 动态范围（DR）=（SPLmaxSPLmin） 3、设备的动态范围是指其最大不失真电平与其固有噪声电平之差,八、声音效果器的原理及应用,二、压限器 1、压限器的原理,八、声音效果器的原理及应用,2、压限器的工作参数：压缩门限和压缩比 建立时间和恢复时间 建立时间：该参量表示当检测输入信号超过压缩门限后，压缩器由未压缩状态转换到压缩状态的速度。一般该值是指压缩器增益开始下降到最终值（增益不再下降的增益值）的63%时所需的时间。大多数的专业压缩器可以从零点几ms至几百 ms连续可调。 恢复时间：由于一般的节目信号电平是变化的，不可能总是在压缩门限以上，当信号电平降到压缩门限之下时，压缩器增益将提高，恢复到单位增益状态。恢复时间表示的是压缩器由压缩状态转变到不压缩状态的速度，一般恢复时间可以从几十ms到几s连续可调。,八、声音效果器的原理及应用,3、建立时间及恢复时间对音质的影响 建立时间影响的是声音包络的音头，而声音的音头携带有反映声音明亮度和冲击感的中、高频成分 。 如果建立时间比较长，就意味着在压缩之前有更多的峰值信号可通过，这样就保持了声音音头的冲击感和明亮度。但是，建立时间长，将会产生漏压缩现象，使得本该压缩的峰值被放过去了，这对于防止瞬态的信号峰值所引起的失真和保护扩声设备是不利的。,八、声音效果器的原理及应用,恢复时间对声音包络的影响，主要表现在声音包络衰减过程或音尾。压缩的效果是增加了高电平信号成分的比例，恢复时间越短，越多的低电平信号被提升到较高的电平，但是在提升低电平信号或响度的同时，也将噪声信号提升了，使得噪声电平会随着压缩器的工作状态的变化而变化，也就是产生了噪声起伏或噪声喘息。如果恢复时间越短，噪声喘息也就明显。由于在恢复时间内，压缩器的增益仍是小于1的，所以它仍处在压缩状态，所以短的恢复时间将有助于使信号较快地脱离压缩状态，避免产生误压缩现象。反之，如果加长恢复时间，虽然它使噪声喘息现象减弱，但对低于压缩门限的信号产生的误压缩就会明显了。,八、声音效果器的原理及应用,4、压限器的应用 （1）用来弥补由于声源与传声器的位置变化而产生的动态改变 （2）可以使一个乐器的不同音域的音量相同 （3）利用压缩来提高节目的响度 （4）利用压缩器还可消除齿音造成的咝声 （5）利用压缩器产生“声上声”的效果，这时也将压缩器称为画外音压缩器 （6）扩声时用来保护设备 （7）现场转播时用来自动控制动态 5、立体声压缩时的连锁问题 6、关于分段压缩,八、声音效果器的原理及应用,三、噪声门 1、噪声门的工作原理,八、声音效果器的原理及应用,2、噪声门的工作参数 （1）扩展比是反映噪声门对低电平信号或噪声的衰减能力大小的参量，一般以输入信号的变化量与输出信号的变化量之比来表示。 （2）扩展门限或噪声门门限是表明噪声门产生扩展动作时输入电平高低的参量。 （3）增益下降幅度是表明噪声门对低于门限信号的衰减幅度的参量,八、声音效果器的原理及应用,2、噪声门的工作参数 （4）噪声门的建立时间是指，当信号由低于门限设定的电平变到高于门限电平时，噪声门由关掉状态转换到打开状态的速度的参量。 （5）恢复时间是指当信号由高于门限设定的电平改变到低于门限电平时，在保持时间过后以多快的速度将门关闭的参量。 （6 ）保持时间所规定的时间是，当信号由高于门限变到低于门电平后，噪声门继续维持其处于打开状态的时间。,八、声音效果器的原理及应用,3、噪声门的应用 降低噪声方面的应用 效果方面的应用 （1）加“紧”松弛或较软的鼓，或者用来“软化”太硬的低音鼓 （2）加强打击乐的冲击感，除去过多的吊钗声 （3）将“远的”声音拉近 （4）将单声道信号模拟成立体声 （5）扩展节目的动态范围 （6）减小舞台传声器的声回授 （7）利用外部键控信号，软化较硬的节奏声,八、声音效果器的原理及应用,4、噪声门参数设定对音质的影响 （1）扩展比、增益下降幅度和扩展门限对音质的影响 （2）建立时间对声音音质的影响 （3）保持时间对音质的影响 （4）恢复时间对音质的影响,八、声音效果器的原理及应用,四、均衡器 1、均衡器的类型与参量 2、使用均衡器的注意事项 （1）均衡与乐器发音频谱的关系 （2）均衡与电平的关系 （3）极端的均衡与相移的关系 （4）提升均衡与衰减均衡的使用 （5）宽频带均衡与窄频带均衡的使用 （6）使用均衡的时机,八、声音效果器的原理及应用,四、均衡器 3、均衡的作用 （1）改善音质 （2）制作特殊的声音效果 （3）突出某一声道上的声音 （4）弥补传声器摆放带来的问题 （5）减小噪声的泄漏 （6）补偿等响曲线的影响 （7）利用均衡来进行满意的缩混,八、声音效果器的原理及应用,五、听觉激励器 1、听觉激励器原理,八、声音效果器的原理及应用,2、听觉激励器的应用 （1）利用听觉激励器，可以在处理信号的中、高频成分中加入根据从原有声音信号再生出来的谐波成分，而这些再生的谐波成分中有些可能是原信号中不存在的，从而使声音的明亮度、力度及清晰度都能得到加强，有时这种效果也可以通过均衡器的中、高频段的提升来得到，但是均衡器只能加强原来声音中已有的频率成分，而不能产生新的频率成分。 （2）当乐器演奏者及歌唱者在演奏和演唱力度较大的乐段时，谐波会比较丰富，但在力度较小的乐段时，就会失去共鸣，使声音单薄，造成单色不统一。使用听觉激励器后，可在声音轻时，增加谐波成分，使细节部分声音清晰，而对较强的声音，由于谐波已较丰富，可由限幅器限制谐波的输出，所以无论声音信号强弱，都可使音色比较一致。,八、声音效果器的原理及应用,2、听觉激励器的应用 （3）在录制有乐队伴奏的独唱时，如果乐队的声音较强，会将歌声掩蔽，产生“压唱”的感觉，如果将乐队的声音压低，又将会影响其气氛。这时，如对歌声使用听觉激励器进行处理，则可以在不减小乐队的伴奏的情况下，使歌声突出出来，同时总体的输出电平也不会提高很大。 （4）使用听觉激励器来处理鼓等打击乐器，可以使打击乐器的音色更加丰满，浑厚有力。由于一些打击乐器是噪音类的乐器，谐波不是基音的整数倍，所以听起来音色混浊，而经过激励器处理之后，加入了与基音成整数倍的泛音，所以音色就会变得丰满、清晰有力了。,八、声音效果器的原理及应用,2、听觉激励器的应用 （5）在多声道分期录音时，由于每件乐器大多是单独演奏的，对力度有时会掌握得不准确。在录音合成时，对力度不足的乐段，可以用听觉激励器来加入奇次谐波，来提高这一乐段的力度。 （6）在进行扩声时，用听觉激励器处理声音后，可使声音清晰，但并不会使输出电平提高很多，而人耳主观感觉声音变响了，所以它并不会加大声反馈。,八、声音效果器的原理及应用,六、延时器与混响器 1、延时器的参数 （1）延时时间 （2）反馈 （3）调制,八、声音效果器的原理及应用,八、声音效果器的原理及应用,2、延时器的应用 （1）声像的配置 （2）声源的加倍 （3）模拟初次反射声与直达声的时间间隔 （4）产生回声效果 （5）长延时的应用 （6）同步延时的应用 （7）镶边或轮缘 （8）合唱效果 （9）在扩声中，采用延时器来提高清晰度,八、声音效果器的原理及应用,3、混响器 （1）人工混响器的种类 （2）数字混响器的参数 a.混响时间 b.高频信号的混响比例 c.扩散 d.初始延时或预延时 e.混响延时 f.反射声密度 g.效果电平与直达声电平的比例,八、声音效果器的原理及应用,八、声音效果器的原理及应用,3、混响器的应用 （1）利用混响器使声音更加丰满 （2）利用混响器，使声音更具临场感和空间感 （3）关于自然的混响与人工混响的配合 （4）关于混响时间、混响电平与直达声电平与音色的关系,九、数字声频技术,（一）数字声频基础 声频数字化的优点： 1、极高的抗干扰能力； 2、几乎无损地记录或复制； 3、极低的失真； 4、更大的动态范围； 采样定理： 一个在频谱上不包含大于频率fm的分量的有限频带的信号，可以由对该信号以不大于1/（2 fm）的时间间隔进行采样值唯一地确定。 简言之，要想不失真地从数字化的信号中恢复出原信号，那么最低的采样频率应该大于信号中最高频率的两倍。,九、数字声频技术,九、数字声频技术,过采样的优点,九、数字声频技术,量化：对模拟信号采样值的幅度以一定的单位进行度量，并以其整数倍的数值来表示的过程。 均匀量化和非均匀量化 均匀量化的数字系统的动态范围 DR= 6x比特数+常数 常见系统的采样频率 声频系统 采样频率（kHz) 电话 8 CD 44.1 PCM录音机 44.056, 44.1 FM广播节目传送 32 R-DAT 32, 44.1, 48 DVTR 96 SACD 2822.4,九、数字声频技术,什么是采样精度？因为数字信号，它是用一堆数字来描述原来的模拟信号，所以它要对原来的模拟信号进行分析，我们知道所有的声音都有其波形，数字信号就是在原有的模拟信号波形上每隔一段时间进行一次“取点”，赋予每一个点以一个数值，这就是“采样”，然后把所有的“点”连起来就可以描述模拟信号了，很明显，在一定时间内取的点越多，描述出来的波形就越精确，这个尺度我们就称为“采样精度”。我们最常用的采样精度是44.1kHz/s。它的意思是每秒取样44100次，之所以使用这个数值是因为经过了反复实验，人们发现这个采样精度最合适，低于这个值就会有较明显的损失，而高于这个值人的耳朵已经很难分辨，而且增大了数字音频所占用的空间。,九、数字声频技术,一般为了达到“万分精确”，我们还会使用48k甚至96k的采样精度，实际上，96k采样精度和44.1k采样精度的区别绝对不会象44.1k和22k那样区别如此之大，我们所使用的CD的采样标准就是44.1k，目前44.1k还是一个最通行的标准，有些人认为96k将是未来录音界的趋势。采样精度提高应该是一件好事，可有时我也想，我们真的能听出96k采样精度制作的音乐与44.1k采样精度制作的音乐的区别吗？普通老百姓家里的音响能放出他们的区别吗？,九、数字声频技术,什么是比特率？比特率是大家常听说的一个名词，数子录音一般使用16比特，20比特，24比特制作音乐，什么是“比特”？我们知道声音有轻有响，影响轻响的物理要素是振幅，作为数码录音，必须也要能精确表示乐曲的轻响，所以一定要对波形的振幅有一个精确的描述，“比特”就是这样一个单位，16比特就是指把波形的振幅划为216即65536个等级，根据模拟信号的轻响把它划分到某个等级中去，就可以用数字来表示了。和采样精度一样，比特率越高，越能细致地反映乐曲的轻响变化。20比特就可以产生1048576个等级，表现交响乐这类动态十分大的音乐已经没有什么问题了。,九、数字声频技术,刚才提到了一个名词“动态”，它其实指的是一首乐曲最响和最轻的对比能达到多少，我们也常说“动态范围”，单位是dB，而动态范围和我们录音时采用的比特率是紧密结合在一起的，如果我们使用了一个很低的比特率，那么我们就只有很少的等级可以用来描述音响的强弱，我们当然就不能听到大幅度的强弱对比了。动态范围和比特率的关系是；比特率每增加1比特，动态范围就增加6dB。所以假如我们使用1比特录音，那么我们的动态范围就只有6dB，这样的音乐是不可能听的。,九、数字声频技术,16比特时，动态范围是96dB。这可以满足一般的需求了。20比特时，动态范围是120dB，对比再强烈的交响乐都可以应付自如了，表现音乐的强弱是绰绰有余了。发烧级的录音师还使用24比特，但是和采样精度一样，它不会比20比特有很明显的变化，理论上24比特可以做到144 dB的动态范围，但实际上是很难达到的，因为任何设备都不可避免会产生噪音，至少在现阶段24比特很难达到其预期效果。,九、数字声频技术,基本的音频数字化处理包括以下几种： 不同采样率、频率、通道数之间的变换和转换。其中变换只是简单地将其视为另一种格式，而转换通过重采样来进行，其中还可以根据需要采用插值算法以补偿失真。 针对音频数据本身进行的各种变换，如淡入、淡出、音量调节等。 通过数字滤波算法进行的变换，如高通、低通滤波器。,九、数字声频技术,（二）常用的数字音频接口信号格式 AES/EBU(AES3):双声道的专业数字声频接口标准。其1帧由两个子帧构成，每个子帧由32比特组成：字头（4比特），声频数据（24比特）和VUCP数据（4比特） (a)字头X,Y,Z：分别表示通道A和B，以及块的起始(A通道） (b) 声频数据：24比特，如果使用16比特，则只使用后16比特，之前的比特位为0，或将前4比特用于辅助数据样本 通常采用XLR型物理接口来传输AES3数字信号,它可以自同步。,九、数字声频技术,九、数字声频技术,MADI(AES10):多声道声频数字接口,它是AES3协议的扩展。它可以用1根带BNC终端的电缆传输56个声频通道信号，但要加1根主同步信号线。 ADAT:它是Alesis多声道（8个通道）光学数字接口。 TDIF:它是Tascam多声道（8个声道）数字接口格式，使用25针D型物理接口端子 S/PDIF:双声道的民用数字声频接口标准。它与AES3很相似，但也有区别。比如有SCMS，状态比特也不相同。,九、数字声频技术,AES11数字音频基准信号(DARS) AES11-1997标准是录音室操作中数字音频设备的同步化标准。 AES11也可以看成不出现音频数据的AES3信号，故也称为AES3黑场 设备必须在频率和相位两方面都同步，并且SMPTE时间码也是同步的。 两台设备互联时采样频率必须一致，且发送和接收到的信号同时开始。传输独立的同步信号,如Word Clock。 多台设备互联时，为了同步必须有一频率稳定性很好的公共时钟。 单独的字时钟以星形结构传输。 SDI(standard digital interface)标准数字接口：一根BNC电缆来传送数字信号。,九、数字声频技术,（三）常用的数字音频信号的文件格式 a. WAV ：是微软公司开发的一种声音文件格式，它符合 RIFF（PIFFResource Interchange File Format ）文件规范，它是资源互换文件格式规定的最常用的文件类型；它有时也称为RIFF WAV。 WAV用于未压缩的8-，12-，和16-比特声频文件，声音可以是单声道的，也可以是多声道的，采样率可以是包括44.1kHz在内的多种形式。 b.AIFF：AIFF(.aif)声频交换文件格式源自Macintosh计算机，同时也用于PC和其他类型计算机。格式包括插入通道的数目，采样的大小，采样频率等信息，以及素材声频数据。 AIFF-C（压缩的）（或AIFC）文件格式是针对压缩文件的AIFF版本。,九、数字声频技术,（三）常用的数字音频信号的文件格式 c. RealAudio（.ra）主要适用于在网络上的在线音乐欣赏，现在大多数的用户仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem，所以典型的回放并非最好的音质。有的下载站点会提示你根据你的Modem速率选择最佳的Real文件。现在real的文件格式主要有这么几种：有RA（RealAudio）、RM（RealMedia，RealAudio G2）、RMX（RealAudio Secured），还有更多。这些格式的特点是可以随网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽较富裕的听众获得较好的音质。,九、数字声频技术,（三）常用的数字音频信号的文件格式 d. MP3 格式诞生于八十年代的德国，所谓的MP3也就是指的是MPEG标准中的音频部分，也就是MPEG音频层。根据压缩质量和编码处理的不同分为3层，分别对应“*.mp1“/“*.mp2”/“*.mp3”这3种声音文件。需要提醒大家注意的地方是：MPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，MPEG3音频编码具有10：112：1的高压缩率，同时基本保持低音频部分不失真，但是牺牲了声音文件中12KHz到16KHz高音频这部分的质量来换取文件的尺寸，相同长度的音乐文件，用.mp3格式来储存，一般只有.wav文件的1/10，而音质要次于CD格式或WAV格式的声音文件。由于其文件尺寸小，音质好；所以在它问世之初还没有什么别的音频格式可以与之匹敌，因而为.mp3格式的发展提供了良好的条件。直到现在，这种格式还是风靡一时，作为主流音频格式的地位难以被撼动。但是树大招风，MP3音乐的版权问题也一直是找不到办法解决，因为MP3没有版权保护技术，说白了也就是谁都可以用。,九、数字声频技术,（三）常用的数字音频信号的文件格式 MP3格式压缩音乐的采样频率有很多种，可以用64Kbps或更低的采样频率节省空间，也可以用320Kbps的标准达到极高的音质。我们用装有Fraunhofer IIS Mpeg Lyaer3的 MP3编码器（现在效果最好的编码器）MusicMatch Jukebox 6.0在128Kbps的频率下编码一首3分钟的歌曲，得到2.82MB的MP3文件。采用缺省的CBR（固定采样频率）技术可以以固定的频率采样一首歌曲，而VBR（可变采样频率）则可以在音乐“忙”的时候加大采样的频率获取更高的音质，不过产生的MP3文件可能在某些播放器上无法播放。我们把VBR的级别设定成为与前面的CBR文件的音质基本一样，生成的VBR MP3文件为2.9MB。,九、数字声频技术,（三）常用的数字音频信号的文件格式 e. CD(.cda)格式是当今世界上音质最好的音频格式是什么？当然是CD了。因此