北京师范大学：《多媒体技术与网页制作》课程教学资源（PPT课件）数字音频技术

主要内容 声音及其属性 数字化音频 音频压缩技术 音频文件类型 编辑制作数字音频素材 > GoldWave >录音机

▪ 声音及其属性 ▪ 数字化音频 ▪ 音频压缩技术 ▪ 音频文件类型 ▪ 编辑制作数字音频素材 ➢GoldWave ➢录音机 主要内容

声音及其属性 声音是由空气中分子的振动而产生的。它 是通过空气传播的一种连续的波,叫声波 自然界的声音是一个随时间而变化的连续 信号,可近似地看成是一种周期性的函数 单一频率的声波可用一条正弦波表不。 通常用模拟的连续波形描述声波的形 振幅 基线 周期

一、声音及其属性 ▪ 声音是由空气中分子的振动而产生的。它 是通过空气传播的一种连续的波，叫声波。 自然界的声音是一个随时间而变化的连续 信号，可近似地看成是一种周期性的函数。 通常用模拟的连续波形描述声波的形状， 单一频率的声波可用一条正弦波表示

声音的分类 >语音:人的说话声不仅是一种波形,而且还通 过语气、语速、语调携带着比文本更加丰富的 信息。这些信息往往可以通过特殊的软件进行 抽取。 音乐:音乐是一种符号化了的声音,这种符号 就是乐谱,音乐则是转变为符号媒体形式的声 音。 >音效:为增进场面之真实感、气氛或戏剧信息, 而加于声带上的杂音或声音。简单地说,音效 就是指由声音所制造的效果

▪ 声音的分类 ➢语音：人的说话声不仅是一种波形， 而且还通 过语气、语速、语调携带着比文本更加丰富的 信息。这些信息往往可以通过特殊的软件进行 抽取。 ➢音乐：音乐是一种符号化了的声音，这种符号 就是乐谱，音乐则是转变为符号媒体形式的声 音。 ➢音效：为增进场面之真实感、气氛或戏剧信息， 而加于声带上的杂音或声音。简单地说，音效 就是指由声音所制造的效果

声音的三要素 音调:声音的高低(物理学定义);与声音的 频率正相关。高音和低音 音强:声音的响亮程度,与振幅相关,取决于 声波信号的强弱,与声音信号的幅度成正比。 分贝dB。常说的“音量”指的是音强 音色:音的感觉特性,与波形相关,取决于声 波的频谱,由混入基音的泛音所决定。若中、 高泛音丰富,音色就明亮;若低频泛音丰富, 音色就低沉

▪ 声音的三要素 ➢音调：声音的高低（物理学定义）；与声音的 频率正相关。高音和低音 ➢音强：声音的响亮程度，与振幅相关，取决于 声波信号的强弱，与声音信号的幅度成正比。 分贝dB。常说的“音量”指的是音强。 ➢音色：音的感觉特性，与波形相关，取决于声 波的频谱，由混入基音的泛音所决定。若中、 高泛音丰富，音色就明亮；若低频泛音丰富， 音色就低沉

二、数字化音频理 音频 >定义:人类听觉所感知范围内的频率,也称声 频 按照人们听觉的频率范围,对声音的分类: 次声波:频率低于20Hz的信号,也称为亚音频 ■音频:频率范围在20~20kHz的声音信号,人耳能 够听到的声音信号。属于多媒体音频信息范畴。 超声波:频率高于20kHz的声音信号,也称为超音 频

二、数字化音频 ▪ 音频 ➢定义：人类听觉所感知范围内的频率，也称声 频 ➢按照人们听觉的频率范围，对声音的分类：  次声波：频率低于20Hz的信号，也称为亚音频  音频：频率范围在20~20kHz的声音信号，人耳能 够听到的声音信号。属于多媒体音频信息范畴。  超声波：频率高于20kHz的声音信号，也称为超音 频

次声波 音频信号 超声波 语音信号 300 3000 20000Hz 图:按频率分类的声音

次声波 超声波 音频信号 语音信号 20 f/Hz 300 3000 20000 图：按频率分类的声音

声音数字化 音频信号( Audio)是指带有语音、音乐和 音效的有规律的声波的频率、幅度变化的 信息载体。它分为模拟音频信号和数字音 频信号两种。其中,模拟音频用模拟电压 的幅度表示声音强弱,模拟声音在时间上 是连续的。而数字音频是一个数据序列, 在时间上是离散的,是由许多二进制数1和 0组成的

声音数字化 ▪ 音频信号（Audio）是指带有语音、音乐和 音效的有规律的声波的频率、幅度变化的 信息载体。它分为模拟音频信号和数字音 频信号两种。其中，模拟音频用模拟电压 的幅度表示声音强弱，模拟声音在时间上 是连续的。而数字音频是一个数据序列， 在时间上是离散的，是由许多二进制数1和 0组成的

声音数字化(续1 ■模拟音频数字化:采样、量化、编码 模拟信号一采样量化编码→数字信号 振幅 采样一每隔一定时间间隔在 频率 模拟波形上取一个幅度值。 1/T 量化一将每个采样点得到的 采样点 幅度值以数字存储。 T 振幅↑∧ 编码一将采样和量化后的数 字数据以一定的格式记录下 1/T 来

声音数字化(续1) ▪ 模拟音频数字化：采样、量化、编码 采样--每隔一定时间间隔在 模拟波形上取一个幅度值。 量化--将每个采样点得到的 幅度值以数字存储。 编码--将采样和量化后的数 字数据以一定的格式记录下 来。 模拟信号 采样 量化 编码 数字信号 振幅 频率 1/T 采样点 T 振幅 1/T T

声音数字化(续2) 数字音频的技术指标: >采样频率:每秒钟的采样次数 ■奎斯特采样理论:采样频率f(1「)高于输入信号 最高频率的两倍,则经过采样后的采样信号能够包 含原模拟信号的全部信息,且经过反变换和低通滤 波后可不失真地恢复原模拟信号。CD激光唱盘采 样的三个标准频率分别为441KkHz,22.05kHz和 11.025kHz 量化位数(采样精度、量化精度):存放采样点 振幅值的二进制位数。通常量化位数有8位、 16位,分别表示有28、216个等级。 声道数:声音通道的个数,即一次同时产生 的声波组数

声音数字化（续2） ▪ 数字音频的技术指标： ➢采样频率： 每秒钟的采样次数  奎斯特采样理论：采样频率f（1/T）高于输入信号 最高频率的两倍，则经过采样后的采样信号能够包 含原模拟信号的全部信息，且经过反变换和低通滤 波后可不失真地恢复原模拟信号。 CD激光唱盘采 样的三个标准频率分别为44.1kHz，22.05kHz和 11.025kHz ➢量化位数(采样精度、量化精度) ：存放采样点 振幅值的二进制位数。通常量化位数有8位、 16位，分别表示有2 8 、2 16个等级。 ➢声道数 ：声音通道的个数 ，即一次同时产生 的声波组数

单声道 >比较原始的声音复制形式,缺乏位置感 立体声 声音在录制过程中被分配到两个独立的声道,很好的声音定 位效果。 n准立体声 >在录制声音的时候采用单声道,而放音有时是立体声,有时 是单声道。 n四声道环绕 规定了4个发音点:前左、前右,后左、后右,可以提供多个 不同方向的声音环绕。 51声道 来源于41环绕,不同之处在于它增加了一个中置单元。这个 中置单元负责传送低于80Hz的声音信号,在欣赏影片时有利 于加强人声。美国杜比AC3( Dolby digital)、欧洲DTS等。 7.1声道 >在51的基础上又增加了中左和中右两个发音点

▪ 单声道 ➢ 比较原始的声音复制形式 ,缺乏位置感 。 ▪ 立体声 ➢ 声音在录制过程中被分配到两个独立的声道，很好的声音定 位效果。 ▪ 准立体声 ➢ 在录制声音的时候采用单声道，而放音有时是立体声，有时 是单声道。 ▪ 四声道环绕 ➢ 规定了4个发音点：前左、前右，后左、后右，可以提供多个 不同方向的声音环绕。 ▪ 5.1声道 ➢ 来源于4.1环绕，不同之处在于它增加了一个中置单元。这个 中置单元负责传送低于80Hz的声音信号，在欣赏影片时有利 于加强人声。美国杜比AC-3（Dolby Digital）、欧洲DTS等。 ▪ 7.1声道 ➢ 在5.1的基础上又增加了中左和中右两个发音点