模拟音频与数字音频.pptVIP

* Multimedia 多媒体技术 音频、视频、图像信息的加工 一、基本概念 与 实例欣赏 自然界中存在的各种声音，都是由于物体振动产生的。物体振动使得空气产生振动波，再由人体内耳接收，形成听觉。这种声音的波形变化是连续的，称为模拟音频。 计算机中所存贮的任何信息，包括声音信息，都是用二进制数值来表示的，我们把这类音频称为数字音频。 （一）数字音频的采集和加工书P85~88 音频的基本的知识： 什么是数字化音频技术？ 把模拟音频转成数字音频，在电脑音乐里就称作采样，其过程所用到的主要硬件设备便是模拟/数字转换器（Analog to Digital Converter，即ADC）。采样的过程实际上是将通常的模拟音频信号的电信号转换成许多称作“比特（Bit）”的二进制码0和1，这些0和1便构成了数字音频文件。 模拟信号 数字信号 采样的频率、采样的位数、比特率(位速率) 采样的频率(采样率、采率 )是指录音设备在一秒钟内对声音信号的采样次数，采样频率越高声音的还原就越真实越自然。在当今的主流采集卡上，采样频率一般共分为22.05KHz、44.1KHz、48KHz三个等级。 采样位数：可以理解为采集卡处理声音的解析度。这个数值越大，解析度就越高，录制和回放的声音就越真实。 比特率(码率等)：表示经过编码(压缩)后的音频数据每秒钟需要用多少个比特来表示，换句话说是指在一个数据流中每秒钟能通过的信息量。比特率越高音质越好，但编码后的文件越大；如果比特率越少则情况刚好相反。 如下图，图中的正弦曲线代表原始音频曲线；填了颜色的方格代表采样后得到的结果，二者越吻合说明采样结果越好。 上图中的横坐标便是采样频率；纵坐标便是采样分辨率。 X轴：采样频率 Y轴:采样分辨率 采样的频率越大则音质越有保证；同理，当纵坐标的采样的分辨率越小则越有利于音质的提高，即采样的位数越大越好。 采样频率一般共分为22.05khz、44.1khz、48khz三个等级。 22.05只能达到fm广播的声音品质， 44.1khz是cd音质， 48khz则是dvd audio或专业领域才会采用。 X轴：采样频率 Y轴:采样分辨率 8位（8Bit）不是说把纵坐标分成8份，而是分成2^8＝256份；同理16位是把纵坐标分成2^16＝65536份； 而24位则分成2^24。 现在我们来进行一个计算，看看一个数字音频文件的数据量到底有多大。 分析： 一秒钟内采样44.1千次，每次的数据量是16×2＝32bit， 一秒钟内的数据量便是44.1k×32bit 一个字节（Byte）含有8个位（Bit），一个汉字在电脑里占用两个字节， 那么44.1k×32bit的空间可以存储 （44.1k×32bit） /（2×8）=88200个汉字，也就是说一秒钟的数字音频数据量与近九万个汉字（一部中篇小说）的数据量相当。 假设我们是用44.1kHz、16bit来进行立体声（即两个声道）采样，即采样成标准的CD音质（也称作红皮书音频）。一秒钟的数字音频数据量相当于多少个汉字？ 常见音频文件类型 APE格式：是一种无损压缩音频格式 CD Audio　　目前CD唱片所采用的格式，又叫“红皮书”格式，记录的多是波形流。但缺点是无法编辑，文件长度太大。 WAV　　微软的标准声音格式。Windows本身存放数字声音的标准格式，目前也成为通用性的数字声音文件格式。 WAVE文件是以声音的波形来表示声音的，这种音频格式基本上不经过什么压缩，所以体积较大。 Ra/Rm/RMX　RealNetworks公司开发的主要适用于网络实时数字音频流技术的文件格式，它将音频文件大大压缩，所以在高保真方面远不如MP3，不过体积小，适合实时收听是最大的优势。 WMA　是微软公司针对Real公司（冤家路窄）开发的新一代网上流式数字音频压缩技术。这种压缩技术的特点是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，同时兼顾了保真度和网络传输需求，所以具有一定的先进性，其压缩率一般可以达到1:18。甚至慢慢开始侵蚀MP3的地盘了（相同音质，Wma文件是Mp3文件大小的一半）此外，WMA还可以通过DRM(Digital Rights Management)方案加入防止拷贝，或者加入限制播放时间和播放次数，甚至是限制播放的机器，可有力地防止盗版。 MIDI是Musical Instrument Digital Interface的缩写，又称作乐器数字接口，是数字音乐/电子合成乐器的统一国际标准。 它定义了计算机音乐程序、数字合成器及其它电子设备交换音乐信号的方式，规定了不同厂家的电子乐器与计算机连接的电缆和硬件及设备间数据传输的协议，可以模拟多种乐器的声音。MIDI文件就是MID