数字音频的采集与处理.ppt

第四讲 数字音频的采集与处理 能力目标 了解声音的基本知识会录制声音能编辑声音掌握影片中声音的编辑与制作 前期准备 了解音频基本概念 一 音频基本概念声音是振动的波 是随时间连续变化的物理量 声音信号的两个基本参数 1 振幅 决定了声音的强弱 以分贝为单位2 频率 音频是人类听觉所感知范围内的频率注 频率低于20Hz的信号是次声波 频率高于20KHz的信号是超声波 频率范围在20Hz 20KHz的声音信号是人耳能听到的声音信号 其具体分段见下图 前期准备 了解音频基本概念 二 数字化音频音频数字化过程自然界的声音是模拟信号 必须转成数字音频后才能在计算机中进行保存和处理 1 采样 每隔一个周期就抽取一次声音波形的幅度值 前期准备 了解音频基本概念 2 量化 对采样后的声音信号幅值进行离散化处理转化成数字量3 编码 将采样和量化后的数字化声音信息以二进制形式并按照一定的数据格式进行表示 前期准备 了解音频基本概念 音频数字化的参数在将模拟声音数字化时 下列几个参数决定了数字音频的效果和得到的音频文件的大小1 采样频率 一秒钟内采样的次数 采样频率越高 数字化后的音频越接近原始声音例 CD质量音乐的采样频率是44 1kHz 这是使用计算机声卡采样时最常用的采样频率 前期准备 了解音频基本概念 前期准备 了解音频基本概念 例 使用不同采样频率得到的声音数据 2 采样精度 对每个采样点量化时使用的二进制位数 采样精度越大对声音的描述越准确例 8位声卡在采样时将采样波形垂直等分为256等份 只能处理256个精度单位 得到的声音不够细腻 造成较大的信号损失 现在市面上主流的声卡都是16位 对同一段音乐来说 将被分为64K个精度单位进行处理注 采样频率越高 采样精度越大 得到的数字音频的质量越好 但是声音文件的大小 wav格式 也越大 所以不能无止境的提高这两个参数的值 前期准备 了解音频基本概念 前期准备 了解音频基本概念 例 使用不同采样精度得到的声音数据 8位量化 16位量化 前期准备 了解音频基本概念 3 声道数 指一次同时产生的声波组数单声道 一次产生一个声波数据 缺乏位置感双声道 又称为立体声 声音在录制过程中被分配到两个独立的声道 从而达到很好的声音定位效果 所占空间比单声道多一倍四声道环绕 规定了4个发音点 前左 前右 后左 后右 听众被包围在这中间 为听众带来来自多个不同方向的声音环绕 获得身临各种不同环境的听觉感受 前期准备 了解音频基本概念 5 1声道 它在左右两路主声道和左右两路环绕声道的基础上增加了一个中置声道和一个重低音声道 中置声道负责传送低于80Hz的声音信号 在欣赏影片时有利于加强人声 把对话集中在整个声场的中部 以增加整体效果 重低音声道是一个不完全声道 只发120Hz以下的低音 称之为0 1声道 这样便构成了5 1声道格式 7 1声道 它在5 1的基础上又增加了中左和中右两个发音点 由于成本比较高没有广泛普及 练习1 使用16位声卡录音 要求得到CD效果的声音质量 请计算录制1小时的单声道声音 双声道声音 5 1声道声音分别需要多大的保存空间 44 1 210 16 1 60 8 210 210 5 29M min 前期准备 了解音频基本概念 单声道 44 1 103 16 60 60b 310 1MB 双声道 310 1MB 2 620 2MB 5 1声道 310 1MB 5 1 1581 5MB 三 声卡及其功能声卡是多媒体计算机最基本的配置之一 用来完成声音的采集 音频处理及音频播放等功能 1 声卡工作原理 前期准备 了解音频基本概念 2 声卡的安装和使用 前期准备 了解音频基本概念 3 声卡的具体功能录音 完成声音信号的模 数转换 并以文件的形式保存在计算机中播放声音 完成声音信号的数 模转换 经放大器放大后通过扬声器输出音频编辑 对数字化的声音进行多种特殊效果处理压缩和解压缩 对数字化的声音文件进行压缩以减小文件大小 以便存储和传输 压缩后的声音文件在播放时需要先进行解压缩 前期准备 了解音频基本概念 混音 将来自各种音源的声音进行混合MIDI接口和音乐合成 MIDI是乐器数字接口的标准 它规定了电子乐器与计算机之间相互数据通信的协议 MIDI是一个协议 它不是把音乐的波形进行数字化采样和编码 而是将数字式电子乐器的弹奏过程记录下来 其中只包含用于产生特定声音的指令 通过软件 计算机可以直接对外部电子乐器进行控制和操作 前期准备 了解音频基本概念 四 常见的音频素材文件格式1 wav格式 后缀为 wav 是未经压缩处理的音频数据 直接记录声音的波形 标准格式的wav文件和CD音质一样 但文件体积较大 wav格式是最通用的声音文件格式 所有的播放软件和编辑软件都支持这种格式 2 MIDI格式 后缀为 MID 所需存储空间非常小 一分钟的MIDI音乐只有几K大 但是音质不如wav文件逼真饱满 前期准备 了解音频基本概念 3 MPEG 3格式 后缀为 mp3 采用MPEG音频压缩标准进行压缩 压缩比高达10 1 12 1 同时其音质基本保证不失真 是目前使用最多的一种音乐格式 4 RealAudio格式 是由RealNetworks公司开发的一种基于流媒体技术的网络实时传输格式 属于波形文件 其特点在于可以边浏览边下载数据 而不需要下载完毕后才可以播放 RA格式的压缩比也非常高 但音质较差 这种格式被广泛用于网络传播 前期准备 了解音频基本概念 5 WMA格式 后缀为 wma 是微软公司为了与RA和MP3竞争而开发的新一代数字音频压缩技术 其压缩比优于mp3 可达到18 1 音质优于ra 6 CD格式 后缀为 cda 是CD唱片采用的格式 是一种近似无损的声音格式 一般以16位量化级 44 lkHz采样率的立体声存储 具有极高的声音品质 但存储所需容量非常大 前期准备 了解音频基本概念 任务1采集音频 一 背景知识1 网络媒体激发了音频处理软件的流行 任务1采集音频 2 专业的录音对普通人来说遥不可及 昂贵的专业音频制作设备 任务1采集音频 3 业余级的解决之道 任务1采集音频 二 AdobeAudition简介Audition的前身是曾经大名鼎鼎的音频编辑软件CoolEdit Adobe公司在2003年将Syntrilinm公司收购后把CoolEditPro改名为Audition Audition定位于专业数字音频工具 面向专业音频编辑和混合环境 最多混音达到128轨 可以使用45种以上的数字信号处理效果 几乎支持所有的数字音频格式 可以完成包括录音 混合 编辑 影视配音 效果处理等几乎所有的声音处理工作 任务1采集音频 与其他的专业音频处理软件比较 不如CUBASE PROTools NUENDO专业 但一样支持DirectX和VST插件 对配置要求不高 上手容易 使用的人多 任务1采集音频 三 AdobeAudition的基本操作音频文件的打开方法1 已经在素材面板中的声音文件 直接双击就可以在编辑视图下打开方法2 不在素材面板中的声音文件 通过 文件 打开 编辑视图 或者 导入 多轨视图 该文件将显示在素材面板中 同时在编辑视图下打开 任务1采集音频 会话文件的新建 打开会话文件是多轨工程文件 后缀为ses 因为若将声音输出为wav或者mp3的话多轨就被合并了 而ses文件可以保存各个轨道中的声音信息 打开ses文件后可以继续对多条轨道进行编辑 只有在多轨视图下才能新建和打开会话文件 也可以双击保存好的ses文件来打开 绿色版Audition第一次打开时需选择打开方式 任务1采集音频 多轨模式下的音轨操作在多轨模式下可以进行混音效果的操作 方法就是将素材面板中的声音文件插入到各个轨道中即可 1 插入声音素材到轨道的方法 鼠标右键单击要插入声音的轨道 选择 插入 再选择要插入到该轨道的声音文件2 在轨道上移动声音素材 按住鼠标右键可以移动声音素材在轨道上的位置 也可以从一个轨道拖到另一个轨道 任务1采集音频 调整显示比例在编辑模式下和多轨模式下 都可以通过拖动轨道上方的绿色长条来调整波形图的显示比例 方便看清波形图的整体效果或者局部效果 该操作也可以通过滚动鼠标来实现 任务1采集音频 四 使用AdobeAudition采集音频1 录音准备确定麦克风已插入声卡的输入插孔 绿色为耳机 粉色为MIC 任务1采集音频 2 设置录音控制如果需要调节麦克风输入音量 通过控制面板 声音和音频设备 语声 选项卡进行调节 任务1采集音频 注 部分声卡特别是RealtekHD的声卡经常会出现麦克风音量调节滑块是灰色不能调的情况 这时可以通过测试硬件来试试麦克风有没有声音 如果有的话不影响使用 如果麦克风没有声音的话试试以下方法 1 重装驱动2 打微软的音频补丁KB888111 然后再重装驱动3 打上HD的声卡补丁 具体设置可以参照 任务1采集音频 3 编辑视图下单轨录音 文件 新建 设置采样率 通道数和采样精度单击录音按钮开始录音录音结束通过 文件 另存为 进行保存提示 若要保存为MP3格式的话注意要选择MP3PRO 格式 不要选择MPEGlayer 3格式 例 利用麦克风录制唐诗 床前明月光 疑是地上霜 举头望明月 低头思故乡 任务1采集音频 4 录音技巧一般手握话筒的时候 不要和嘴成90度垂直 最好成45度角 避免气流直接进入麦克风 造成喷麦 麦克风的距离也要把握好 一般在10 20cm之间最好 唱高音或者拖音的时候可以更远些 轻声或者低音的时候可以适当近些 唱歌是用丹田 胸腔发出的声音 所以不要用鼻子对着麦克风出气 这样最容易造成难听的喷麦声 任务1采集音频 5 多轨模式下录音 编辑 首选参数 多轨 选项卡中设置采样精度调整录音控制可以在Audition中通过 选项 windows录音控制台 打开录音控制进行调节如果安装了ASIO驱动的话 通过 编辑 音频硬件设置 选择ASIO声卡作为音频设备 任务1采集音频 注 ASIO的全称是AudioStreamInputOutput 直接翻译过来就是音频流输入输出接口 通常这是专业声卡或高档音频工作站才会具备的性能 采用ASIO技术可以减少系统对音频流信号的延迟 增强声卡硬件的处理能力 以得到近似于零延迟 同样一块声卡 假设使用MME驱动 1 时的延迟时间为750毫秒 那么当换成ASIO驱动后延迟量就有可能会降低到40毫秒以下 可以下载ASIO驱动来让声卡支持ASIO 但不是所有的声卡都支持ASIO 可以通过软件模拟ASIO的工作方式 任务1采集音频 单击音轨控制面板右侧的R按钮 选择该音轨进行录音 保存会话设置声道数 单声道或者立体声单击录音按钮开始录音录音结束单击停止或者录音按钮停止录音单击播放按钮试听保存会话 录制的声音被默认保存为wav格式双击录制的声音 通过 文件 另存为 可以将录制的声音保存为其它格式 比如mp3格式 练习2 录制个人单曲1 从网上下载要录制单曲的伴奏和歌词 素材中提供了同桌的你的伴奏和歌词 2 新建会话 设置采样率 一般为44100 3 导入伴奏文件到素材库中 并将其插入到一条轨道上4 在另一条轨道上进行录音 为了避免将伴奏声音也录入进去 最好带着耳机来听伴奏 5 录音完毕保存会话 任务1采集音频 任务1采集音频 6 人声的美化处理录制的人声一般都比较干 要让其变得有磁性 湿润 才好听 一般的处理 1 降噪 2 激励人声 3 压限 4 增强人声的力度和表现力 5 混响 6 均衡人声 任务2音频编辑处理 一 编辑波形可以对多轨或编辑视图下的声音波形进行编辑 1 选择一段波形 按住鼠标左键并拖动来选择一段波形2 将选区保存下来 窗口 标记列表 单击 添加标记 按钮 双击可切换到相应的选区 将 自动播放 按钮按下可以播放选区的声音 3 复制 粘贴 剪切 删除波形 通过 编辑 菜单下对应的命令进行 任务2音频编辑处理 4 删除选区之外的波形 编辑 修剪 5 复制选择的一段波形 并保存到一个新建的文件中 编辑 复制到新的 6 分离 合并波形 在多轨模式下 将黄色的播放进度控制线移动到需要分离的地方 单击鼠标右键选择 分离 命令 可以将现有波形分离为两个部分 并可对分离出的波形进行单独操作 若想将分离出的音频合并 在分离的波形上单击鼠标右键选择 合并分离 就可将分离的音频重新合并成完整的一段波形 任务2音频编辑处理 二 调整声音大小如果录制的声音过大或者过小 可以通过在 效果 振幅和压限 放大 中移动左右声道滑块或者直接输入调整大小来进行调节 关联左右声道 可一起或者分别调整左右声道的声音电源 振幅增益调整是否生效例 对声音大小进行调整 可以通过选区来调整某段声音的大小 比如将 江南 中声音较小的句子单独放大 任务2音频编辑处理 三 噪音处理可以使用Audition的多种降噪功能对录制声音的噪音进行处理 其中最重要的就是降噪器 使用降噪器降噪的操作步骤 1 先将声音适当放大 以保证一些细小的噪音也能被处理 效果 振幅和压限 标准化 注 如果直接对声音做标准化的话 是把整段声音音量整体放大或缩小 若录制的声音忽大忽小 最好分段选择来分别进行标准化 任务2音频编辑处理 2 选中一段纯噪音部分 使用 效果 修复 采集降噪预制噪声 自动捕获噪音特性 3 选中需要进行降噪处理的整段声音 通过 效果 修复 降噪器 完成降噪处理注 纯粹的噪音基本都在18db以下 2倍的原则 也就是说如果录音时的音高小于36db 基本就没有处理的价值了 所以录音时声音不要太小 否则系统将无法区分噪音和人声 不能有效的进行降噪 任务2音频编辑处理 练习3 1 对练习2中录制的唱歌声音适当调整大小 然后进行降噪处理 2 将歌曲 VocalNoise wav 中无声部分的噪音消除 3 将歌曲Theme中的嘶嘶声消除 注意 进行处理之前最好先对音量做标准化处理 任务2音频编辑处理 四 声音的回声效果 效果 延迟和回声 回声 回声漫反射 选中后回声将在左右声道之间互相反弹 回声量更多延迟时间 决定延迟声产生的时间回馈 决定延迟音量 数值越大延迟声越多回声电平 决定着处理后的回声量 数值越大回声越多 任务2音频编辑处理 五 声音的混响效果声音经过建筑墙壁 天花等的多次漫反射后形成的一系列音场效果称为混响 加入混响效果后 录制的干巴声音会变得饱满动听 通过 效果 混响 实现 有4种混响效果供选择 回旋混响 完美混响 房间混响 简易混响 任务2音频编辑处理 练习4 1 对练习2中录制的唱歌声音加入混响效果 2 为歌曲VocalNoise加入混响效果 3 为歌曲Theme加入混响效果 任务2音频编辑处理 六 声音的连接处理将多个声音拖到一个轨道上进行连接截取一段声音 并复制到另外的位置打开需要连接的另一段声音 选中要连接的部分并复制 去到目标声音的目标位置粘贴去掉一段不需要的声音选中要删除的片段 单击鼠标右键 选择 删除所选 编辑模式 或者 删除 或者 波纹删除 多轨模式 任务2音频编辑处理 七 声音的混合处理很多时候需要把两种或者更多声音混合在一起 比如在语音中配音乐 在音乐中加鼓点等 1 在多轨视图下新建一个会话 2 文件 导入 将其它需要混合的声音文件添加到文件列表栏 3 对参与混合的音频素材进行事先处理调整音量水平如果希望几段声音音量大小一致 可以将它们都进行标准化 任务2音频编辑处理 统一采样频率和声道模式 编辑 转换采样类型 以新文件名保存经过处理的文件 以免覆盖原始文件 4 将列表中需要混合的声音拖到不同的轨道上 5 按住鼠标右键可以移动素材的位置 也可以从一个轨道拖到另一个轨道 6 可以通过移动素材来进行对齐 对齐时会出现一条灰色的提示线 也可以按住ctrl键选中多个素材后单击鼠标右键进行左对齐或者右对齐 任务2音频编辑处理 7 调整声音的时间长度一致按住鼠标拖动声音左下和右下方的三角符号来调整声音的长短 调整时会在声音的开头和末尾做裁剪 8 单击播放按钮试听合成效果 将轨道上的 S 按钮按下可以单独听该轨道的效果 9 试听效果满意之后 通过 文件 导出 混缩音频 进行输出 10 日后可以通过保存的会话文件继续对混合效果进行修改 任务2音频编辑处理 注 如果默认的6个轨道不够用 可以在任意一个轨道上单击鼠标右键 选择 插入 音频轨 来进行插入 最多可以使用128条音频轨 删除的话鼠标右键选择 删除音轨 练习5 为进行降噪 加混响 加入背景音乐 秋日私语 并调整二者的长度和声音大小一致 任务2音频编辑处理 八 声音的淡入淡出处理淡入和淡出是指声音的渐强和渐弱 通常用于两个声音素材的交替切换或是产生渐近渐远的音响效果 方法一 拖动波形图左上角和右上角的小方块方法二 效果 振幅和压限 振幅 淡化 在右侧的预设列表框中选择淡入 淡出进行设置方法三 同一轨道上两段声音如果重叠会自动加入淡入淡出效果 任务2音频编辑处理 九 音调 音速调整可以将声音提高音调或者降低音调 也可以将声音的播放速度加快或者放慢 这两个操作都通过 效果 时间和间距 变速 来完成 1 变速不变调2 变调不变速3 变调又变速 练习6 1 为 江南 的背景音乐设置淡入淡出效果 2 适当调整 江南 的音调和速度 练习7 完成对录制的单曲的修改 1 适当调整伴奏和唱歌声音的大小 使得二者听起来更协调2 若未唱完整首歌曲 将多余的伴奏部分删除3 将录制的单曲导出 任务2音频编辑处理 任务2音频编辑处理 十 使用插件Audition中原有的效果处理种类不够多 功能也不够强大 可以在Audition中安装第三方插件来强化这一部分的功能 任务2音频编辑处理 如图为安装了bbe ultrafunkFX和waves几个插件 任务2音频编辑处理 激励器给一个比较差的歌手录音的时候 可以给他 她 的话筒后接一个激励器 能让歌声泛音丰富 改善一定的音色 BBESonicMaximizer 中文名叫