数字音频处理技术(2).ppt

1、数字音频处理技术,1 基本概念 声音概念 声音频率分布 音质与数据量 数字音频文件的种类 2 获取声音 采样软件简介 转换数字音频 录音,3 处理声音 转换采样频率 GoldWave软件 设定编辑区域 简单编辑 使用剪贴板 合成声音 增加效果 调整固有音量 4 保存声音文件,1.1 声音概念,1,基本概念,教学进程,常见的媒体元素,音频 分类 波形声音 包含了所有的声音形式，它可以把任何声音都进行采样量化，并恰当地恢复出来。,常见的媒体元素,音频 人的说话声虽是一种特殊的媒体，但也是一种波形，所以和波形声音的文件格式相同。,音乐 符号化了的声音，乐谱可转变为符号媒体形式。,常见的媒体元素,音频

2、 数字声音波形质量的主要技术参数 采样频率 等于波形被等分的份数，份数越多，质量越好 11.025KHZ、 22.05KHZ、44.1KHZ 采样精度 每次采样信息量 8位、16位 通道数 声音产生的波形数 单声道、立体声道、5.1声道,数据量计算： (采样频率采样精度通道数 时间 )/8 字节,对响度与音高的感知,声音的响度就是声音的强弱。在物理上，声音的响度使用客观测量单位来度量，即dyn/cm2(达因/平方厘米)(声压)或W/cm2(瓦特/平方厘米)(声强)。 当声音弱到人的耳朵刚刚可以听见时，我们称此时的声音强度为“听阈”。 另一种极端的情况是声音强到使人耳感到疼痛。实验表明，如果频率

3、为1 kHz的纯音的声强级达到120 dB左右时，人的耳朵就感到疼痛，这个阈值称为“痛阈”。 客观上用频率来表示声音的音高，其单位是Hz。 人耳对响度的感觉有一个范围，即从听阈到痛阈。同样，人耳对频率的感觉也有一个范围。人耳可以听到的最低频率约20 Hz，最高频率约18000 Hz。,声音频率分布,1.2,教学进程,1.3,数字化声音,教学进程,声音编码,声音的数据量由两方面决定：采样频率和样本精度。对单声道信号而言，每秒钟的数据量(位数)=采样频率 样本精度。要减小数据量，就需要降低采样频率或者降低样本精度。 由于人耳可听到的声音的频率范围大约是20 Hz20 kHz，根据奈奎斯特理论，要想

4、不失真地重构信号，采样频率不能低于40 kHz。再考虑到实际中使用的滤波器都不可能是理想滤波器，以及考虑各国所用的交流电源的频率不同，为保证声音频带的宽度，所以采样频率一般不能低于44.1 kHz。在MPEG-1 Audio中，编码器的输入信号的样本精度通常是16位，因此声音的数据压缩就必须从降低样本精度这个角度出发，即减少每位样本所需要的位数。 MPEG-1 Audio(ISO/IEC 11172-3)压缩算法是世界上第一个高保真声音数据压缩国际标准，并且得到了极其广泛的应用。,采样频率 Hz,数据长度 bit,数据量分钟,11,025,8,0.66 MB,22,050,8,1.32 MB,

5、44,100,8,2.64 MB,11,025,16,1.32 MB,22,050,16,2.64 MB,44,100,16,5.29 MB,音质评价,低,一般,良好,中,良好,优秀,音质与数据量,1.4 数字音频的,教学进程,1.5, 文件种类及特点,数字音频文件的种类,教学进程,对MPEG Audio的感知,MPEG Audio(MPEG声音)标准是指MPEG-1 Audio、MPEG-2 Audio和MPEG-2 AAC，它们处理10 Hz20000 Hz范围里的声音数据，数据压缩的主要依据是人耳朵的听觉特性，使用“心理声学模型(psychoacoustic model)”来达到压缩声音

6、数据的目的。 心理声学模型中一个基本的概念就是听觉系统中存在一个听觉阈值电平，低于这个电平的声音信号就听不到，因此就可以把这部分信号去掉。听觉阈值的大小随声音频率的改变而改变，各个人的听觉阈值也不同。大多数人的听觉系统对2 kHz5 kHz之间的声音最敏感。一个人是否能听到声音取决于声音的频率，以及声音的幅度是否高于这种频率下的听觉阈值。,2.1,2 获取声音, Easy CD-DA Extractor软件,(2) 硬件环境 CPU：Pentium/ 500MHz 内存：128MB CDROM：40 x (或以上),(3) 软件环境：Windows98 / Me / 2000,采样软件简介,教

7、学进程,(2) 插入CD音乐盘，随后自动列出CD音轨清单,启动与界面,2.2,(1) 双击快捷图标启动,教学进程,(1) 在CD音轨清单中 单击某个音轨,选择音轨,2.3, 操作步骤,教学进程,(1) 单击 按钮,(2) 选择音频模式,(5) 显示转换过程,(4) 单击 按钮,转换数字音频,2.4, 操作步骤,(6) 稍候片刻转换结束， 单击 OK按钮返回。,(3) 指定路径和文件名,教学进程,从CD中提取乐曲选取Track,指定输出目录、轨迹名、格式、质量，拷贝输出指定格式的乐曲文件,拷贝完成，生成指定文件,对Audio file进行格式转换（.wav格式转成.mp3格式）,可以相互转换的格

8、式如下,将乐曲文件Record到CD盘上,Easy CD-DA Extractor 10,Audio CD Ripper标签,CD转换成MP3格式文件,Audio File Format converter标签卡,Audio CD Creator 标签卡,增加MP3/WMA CD Creator,.wma格式Windows Media Audio,2.5, 设备间的信号连接,录音,教学进程,(1) 鼠标左键双击任务栏右侧 图标,(2) 检查“波形”是否 被选择 ,(4) 选择“录音”选项,(5) 检查: 录音控制 线路输入 麦克风应有 ,(3) 选择“选项属性”,(6) 单击 确定按钮,录音失

9、败的处理, 操作步骤,教学进程,3.1,3 处理声音,国际互联网 (语音、简单乐曲),要求,11,025 Hz,8 bit,22,050 Hz,8 bit,11,025 Hz,8 bit,11,025 Hz,8 bit,22,050 Hz,8 bit,44,100 Hz,16 bit,采样频率,数据长度,游戏 (效果音、效果音乐),多媒体自学读物 (提示音),电子教案 (语音、效果音),多媒体宝典、大全 (乐曲、语音),多媒体音乐鉴赏 (音乐、解说),应用场合,声音的应用,教学进程,7.3.2,(2) 选择“文件打开”,(1) 选择“程序附件娱乐录音机”,(3) 选择需转换的音频文件,(4)

10、单击 打开按钮,(6) 单击 开始转换按钮,(7) 选择属性(采样频率),(10) 选择“文件另存为”菜单，保存文件,(5) 选择“文件属性”,(8) 单击 确定按钮,转换采样频率, 操作步骤,教学进程,3.3,GoldWave软件简介, 软件功能,ECHO PITCH MIX STOP,音频处理效果, 波表显示声音数据，直观、简捷 为声音增加各种效果 (如回声、机器声等) 编辑wav和mp3声音 (如删除、粘贴、静音等) 合成声音 (把其他声音与当前声音混合) 所有编辑都可进行STEREOMONO声道编辑,教学进程,安装与启动,(1) 进入“GoldWave425”文件夹 (2) 运行pgw

11、ave425.exe文件,3.4,教学进程,(2) 打开Flash模式“总是”,(3) 临时存储“内存”,(4) 剪贴板“GoldWave”,(5) 单击 确定 按钮,设置软件工作状态,(2) 声音窗口“最大化”,(3) 初始放缩“所有”,(4) 单击 确定 按钮,3.5, 设置文件、内存管理,(1) 选择“选项文件”,教学进程,(1) 选择“文件打开”,(2) 选择声音文件夹和文件名 (若是mp3，需等待片刻),(3) 单击打开按钮,调入声音,3.6,(1) 鼠标左键单击 波表,设定起点,(2) 鼠标右键单击 波表,设定终点,教学进程,播放控制,3.8,教学进程, 设定编辑区域,(2) 调整

12、音量滑块,简单编辑,3.9,(3) 单击确定按钮,音 量 调 整 前 音 量 调 整 后,教学进程,常用工具按钮,回音,增加局部音量,谈入,谈出,匹配音量,调整音量,指定音量曲线形状,调整音量笔,调整采用频率,重新采样,凸缘形,左右声道补偿,按比例放大或缩小,混响效果,反转效果,降噪,调整频率,调整音量, 设定编辑区域,使用剪贴板,3.10,(2) 单击 Paste 按钮，插入式粘贴,教学进程,(2) 单击 Copy按钮，获取声音素材,(5) 鼠标左键单击波表，确定合成开始位置,(1) 在文件1中设定编辑区域,(7) 调整合成素材的音量,合成声音,3.11,(4) 打开文件2,(6) 单击 M

13、ix 按钮, 操作步骤,(8) 单击确定按钮,(3) 关闭文件1,教学进程, 设定编辑区域,增加效果,3.12,(1) 单击 按钮,(2) 调整延迟时间,(3) 调整回声音量,(4) 设置回响效果 无穷余音,(5) 单击 确定 按钮,教学进程, 设定编辑区域,淡入淡出效果,(2) 调整初始音量,(3) 单击 确定 按钮,(2) 调整减弱音量,(3) 单击确定按钮,教学进程,(1) 打开背景音乐,(2) 确定编辑区域,调整固有音量,(3) 单击 样式 按钮,(4) 鼠标拖曳音量线,(5) 单击 确定 按钮,3.13,音量低谷,Play,Stop,教学进程,4, 使用 GoldWave 软件合成素

14、材,音频处理实例,关闭语音窗口,保存,教学进程, 操作步骤,5,(1) 选择“文件另存为”,(2) 选择保存地点,(3) 输入文件名,(4) 选择属性 (采样频率),(5) 单击 保存按钮,保存声音文件,教学进程,演示界面,选择编辑区,在编辑区可以增加复制、粘贴、删除、回音、混响效果等操作,同时打开二个文件合成配乐朗诵,1 基本概念 1.1 声音概念 1.2 声音频率分布 1.3 数字化声音 1.4 数字音频的音质与数据量 1.5 数字音频文件的种类 2 获取声音 2.1 采样软件简介 2.2 启动与界面 2.3 选择音轨 2.4 转换数字音频 2.5 录音 3 处理声音 3.1 声音的应用,教学进程,小结,3.2 转换采样频率 3.3 GoldWave软件简介 3.4 安装与启动 3.5 设置软件工作状态 3.6 调入声音 3.7 设定编辑区域 3.8 播放控制 3.9 简单编辑 3.10 使用剪贴板 3.11 合成声音 3.12 增加效果 3.13 调整固有音量 4 保存声音文件,END,(1) 利用 Easy CD-DA Extractor 软件将音乐CD转换成 wav音频文件，文件名取song-1.wav。 (2) 将song-1.wav的采样频率