声音的合成PPT课件

第二章声音、音频信号的合成声音是一种可以在空气、液体和固体中传播的声波。声音的三个要素(1)音高-(高和低)(2)声音强度-(强和弱)(3)音色-(特殊特征)，4，2。音色与频率范围成正比，频率范围越宽，音色越好。声音采样将声音信号转换成以固定时间间隔用有限数字表示的离散序列。5、6、7、9、8、0000、0001、0010、0011、1001、1010、1011、10、公共声音信号和采样频率、CD音乐、数字电话、采样频率、信号带宽、数字电话、44.1千、16K、8K、20K、7K、3.4千、11、12、13、4。音频文件的类型和特征(1)MIDI文件(电子乐器的数字接口)是一种标准协议，用于在音乐合成器、电子乐器、定序器和计算机之间交换音乐信息。MIDI本质上是由MIDI控制器(或MIDI文件)生成的一组标准指令，指示电子音乐合成器要做什么和如何做(例如播放某个音符、增大音量和生成声音效果)。MIDI不是声音信号。在MIDI电缆上传输的不是声音，而是一个动作命令。因为MIDI只是记录音乐信息的数字代码，所以生成的文件相对较小，易于传播，并且易于编辑和修改。与Mp3、Wav和其他音频格式不同，MIDI的回放质量很大程度上取决于硬件或软件的声源环境，这意味着相同的MIDI文件在不同的计算机上可能有非常明显的效果差异。原因是他们调用不同的波表声音库，17，声音文件：24.9，声音文件：16。18、(2) WAVE(波形音频)波形音频文件多媒体系统、音乐光盘制作、记录物理波形、大量数据WAVE格式文件都是以RIFF为标准的，在硬盘上存储声音文件的扩展是WAV。WAV本身会记录声音，因此会占用大量硬盘空间。例如，16位44.1KHZ立体声每分钟占用大约10MB的容量，这远远小于MIDI。标准格式WAV文件与光盘格式相同，采样频率为44.1千，速率为88K/s。16位量化位WAV文件的质量几乎与光盘文件的质量相同。MPEG音频层是MPEG标准的音频部分。根据压缩质量和编码处理的不同，它分为3层，对应于 * 。mp1/*。mp2/*。mp3”。MPEG音频文件压缩是一种有损压缩。MPEG3具有高压缩比，基本上保持低音频部分不失真，但牺牲声音文件的12千赫至16千赫高音频部分的质量，以换取文件大小、23，相同长度的音乐文件存储在*。MP3格式，一般只有*的1/10。声音质量比光盘格式或WAV格式差。文件大小小，音质好，24，声音文件，波形音频文件。wav)，midi musicalinstall digital interface，乐器数字接口文件(。mid)，教学过程，停止，停止。基于句子和单词的录音编辑方法，可以预先将句子和单词作为录音单元，将录音和语音中涉及的相关句子或单词逐一录音并保存。为了实现这种记录编辑方法，需要预先存储大量相关的单词和句子(即需要大量的存储空间)，并且需要快速检测和呈现声音合成(需要高速检索和控制)。在任何语言中，音节的数量都远远少于单词的数量。基于音节的编辑方法在写作过程中检索和控制非常方便。基于音节合成的声调质量差，这使得人们在说话时很难表达情感和声调的变化。根据发音耦合的原理和要求，人们对单词的发音做出了一定的规定。基于这些规则的声音合成可以获得更好的声音效果。录音编辑的声音组成分析(1)录音编辑的声音组成需要大容量的存储设备(2)为了使具有一定容量的存储设备存储更多的声音信息，需要压缩声音信息的数据量(3)通过编码减少声音信息中的冗余是实现声音信息压缩的基本方法。脉码调制是一种对模拟信号进行编辑的声音信号，是一种模拟信号。脉冲编码调制转换成数字信号后，通常是一种数字记录。脉冲编码调制过程的基本原理：(1)采样模拟声音信号、和、33、和、采样周期、采样信号、t、幅度、34，(2)通过模拟/数字转换(A/D转换)将每个采样点的声音信号值转换成由0和1组成的脉冲转换序列。脉冲转换序列由0和1组成。脉冲转换序列是正、负、模拟信号、码字序列。(3)在脉冲编码调制中，分配的码字的第一位是符号位，信号为正，第一位是0。当信号为负时，第一位为1(4)。声音采样的频率称为采样频率：f采样后，分配给每个采样点的码字为位A。存储一秒钟声音信号所需的存储容量为fa，这也表示传输声音信号所需的速度。例如，如果声音信号的采样频率是10KHz，并且通过脉冲编码调制分配的码字长度是8比特，则发送声音信号所需的传输速率不应低于101038=8104比特/秒。38、(5) PCM录音及其声音合成系统、扬声器、a/d转换器、39、2。采样和量化，(1)在PCM调制中，采样频率应该是声音信号中最高频率的两倍以上。(2)声音信号包括各种不同的频率分量。为了很好地传输和呈现各种频率分量，所需带宽应为20 Hz-20千赫。采样频率应选择为40赫兹。(3)对于连续声音信息，由于其相关性，可以通过前后的相关信息来预测和识别信息。合成声音时，选择8千赫作为采样频率(最高10千赫)就足够了。(4)在脉码调制中，除了以某一频率采样之外，还需要量化每个采样并分配某一码字(5)量化精度，即分配的码字的长度，对声音的失真有很大的影响。41，声音信号和量化精度之间的关系，42，量化噪声和量化精度之间的关系，即分配的码字长度a之间的关系如下：6(a-1)dB，例如，要求噪声的信噪比s/n不小于60dB6(a-1)=60a=11，表明在脉冲编码调制中分配的码字长度不应小于11比特，43，例如，如果采样频率为10kHz，分配的码字长度为11比特。一秒钟录制声音信息所需的存储容量是：1110103=110(kb)。如果以字节计算记录一分钟声音信号所需的存储容量：110103/8=14 (kb) 40kb，则只能存储3秒钟，44，3。高频滤波。为了改善声音合成效果，进行预处理：如果采样频率为f，则滤除声音信号中高于f/2的高频成分。该过程通过低通滤波器完成。45、低通滤波器、46，4，增量调制，47，1。基本原理，增量调制是一种压缩最低一位数数据的编码方法。在数据挖掘系统中，需要预先确定某一幅值的增量，并根据当前信号与基于预测编码的预测值之差进行编码。假设当前时间n处的声音信号值是Sn，并且基于预测编码的时间n-1处的声音信号预测值是Sn-1，它们之间的误差值e n是en=Sn-Sn-1en是预测误差，48，预测编码在连续减小预测误差的方向上被编码，并且预测值Sn-1通过编码在DM模式下被连续近似为Sn。预测值由Sn=Sn-1 决定。以下声音信号采样顺序由sn=sn-1 决定。在编码之前，增量，set =2，应该预先确定，给定编码的初始条件是s0=0。49岁，50，n=1:声音信号是4，因为初始条件是S0=0e1=S1-S0=4-0=4，因为E1 0分配增量=2，由码字0表示。预测值为S1=S0 =2。51，n=2:声音信号为5，预测误差为E2=S2-S1=5-2=3。由于E2 0分布增量=2，由码字1表示，预测值为S2=S1 =4，52，n=3:声音信号为1，预测误差为E3=S3-S2=1-4=-3。由于E3 u 0分布增量为-，由码字0表示，预测值为S3=S2-=4-2=2。声音信号、预测值、预测误差、码字序列及其关系如下图所示，53，DM信号波形，54。通过上述的数据管理编码过程，可以获得声音信号的数据管理编码的0，1符号序列。根据这样的符号序列，解码可以通过DM编码的逆操作来执行，以恢复原始声音信号。例如，当=2时，接收的码字序列是“11011100”。当码字“1”到达时，执行2的操作，当码字“0”到达时，执行-2的操作。因此，解调的声音信号是“2，4，2，4，6，8，6，4”。增量调制是一种针对颗粒噪声和过载噪声的一位数编码方法。在许多情况下，根据预测误差的正和负分布，信号变化很小甚至是恒定的。在这种情况下，数据管理编码仍然需要分配或-。嘿。57，2。颗粒噪声和过载噪声。58岁。如上图所示，当原始声音信号不变或缓慢变化时，DM编码的码字序列为010101.如此变化的码字序列。这种变化的0和1序列在解码后会产生一种噪声，这种噪声对原始声音符号的音质有一定的影响，称为颗粒噪声。为了减少颗粒噪声的影响，应该减小增量的幅度。显然，振幅越小，颗粒噪声越小。59，当增量的幅度减小时，将会给DM模式的声音信号带来过噪声。对于某个增量幅度，当声音信号变化很大时，DM编码信号的值的变化跟不上声音信号的变化，导致编码信号的值的变化产生与原始声音信号相比的延迟。如图所示。60，过载噪声，61、为了减少过载噪声，增量的幅度应该增加，这与减少颗粒噪声不一致。一般来说，人们对过载噪声的感知不是很敏感，而颗粒噪声会对整个频谱产生一定的影响，从而对音质产生较大的影响。因此，在确定增量的幅度时，与实际声音信号大小相比，增量足够小的幅度增量的幅度应该选择得太小，这肯定会增加过载噪声。