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多媒体技术与应用 多媒体技术及应用 第二章 多媒体音频技术 第二章 多媒体音频技术 2.1 数字音频基础 一、声音的基本概念 声音是通过一定介质传播的一种连续波。 2.1 数字音频基础 声音按频率分类： 2.1 数字音频基础 二、声音的数字化 1.声音信号的类型 模拟信号(自然界、物理) 数字信号(计算机) 2.声音数字化过程 2.1 数字音频基础 3.声音数字化过程图示 2.1 数字音频基础 4.声音数字化三要素 2.1 数字音频基础 5.声音数字化计算公式 数据量＝采样频率×量化位数 ×声道数/8(字节/秒) 2.1 数字音频基础 三、数字音频的文件格式 1.WAV文件 WAV是Microsoft/IBM共同开发的PC波形文件。因未经压缩，文件数据量很大。 特点：声音层次丰富，还原音质好 2.MP3文件 MP3(MPEG Audio layer 3)是一种按MPEG标准的音频压缩技术制作的音频文件。 特点：高压缩比(11:1)，优美音质 2.1 数字音频基础 3.WMA文件 WMA(Windows Media Audio)是Windows Media格式中的一个子集(音频格式)。 特点：压缩到MP3一半 4.MIDI文件 MIDI(乐器数字接口)是由一组声音或乐器符号的集合。 特点：数据量很小，缺乏重现自然音 2.1 数字音频基础 四、声音的性质 （1）随时间变化的连续媒体也称连续性时基类媒体。 （2）声音有三个要素，音调、音强和音色。音调与声波的频率有关，频率高则音调高；音强又称响度，与声波的振幅成正比；音色与波形的形状有关，它是由混入基音的泛音所决定的 2.1 数字音频基础 （3）声音具有连续谱特性 在一定时间内，声音信号可以分成周期信号和非周期信号两类，离散谱和连续谱。 （4）声音有方向感 声音是以声波的形式进行传播的，由于人能够判别出声音到达左右耳的时差和强度，所以可以判别声音的来源方向。 （5）音色与失真特性 不同的人和不同的乐器在发出相同的基频和音高的声音时听者对他的感觉并不完全相同，即音色不同，其原因是组成这些声音的其他频率分量大小不同。 2.1 数字音频基础 五、音频信号的特点 对音频信号的处理，首先应考虑他对时序性要求很高。其次最好是立体声，最后语音还带有情感和意愿。 音频处理应考虑以下三点： （1）人与计算机通信，也就是计算机接收音频信号，包括音频获取、语音的识别和理解。 （2）计算机与人通信，也就是计算机输出音频，包括音乐合成、语音合成、声音的定位以及音频视频的同步。 （3）人-计算机-人通信，也就是人通过网络与异地的人通信，相关的音频处理有语音采集、音频的编码和解码、音频的存储、音频的传输等。 2.2 数字音频压缩标准 一、音频压缩方法概述 2.2 数字音频压缩标准 二、音频压缩技术标准 2.3 声卡与音箱 一、声卡(又称声音卡、音频卡) 1.声卡的主要功能 声卡是负责录音、播音和声音合成的一种多媒体板卡。 ①录制、编辑和回放数字音频文件 ②控制和混合各声源的音量 ③记录和回放音频时进行压缩和解压缩 ④语音合成技术(朗读文本) ⑤具有MIDI接口(乐器数字接口) 2.3 声卡与音箱 2.声卡的组成原理 2.3 声卡与音箱 3.声卡的性能指标 ⑴采样和量化能力 衡量音响器材音质好坏。 采样频率：11.025kHz (语音效果) 22.05 kHz (音乐效果) 44.1 kHz (高保真效果) 量化等级： 8位/256级 (语音质量) 16位/65536级(高保真质量) 2.3 声卡与音箱 ⑵芯片类型 CODEC芯片(依赖CPU，价格便宜) 数字信号处理器DSP(不依赖CPU) ⑶总线类型 ISA总线、PCI总线、USB接口 ⑷输出声道数 2声道(立体声)、2.1/4.1/5.1声道 多通道声卡(营造杜比环绕立体声) 2.3 声卡与音箱 4.声卡的外部接口 2.3 声卡与音箱 二、音箱 音箱是一种电声转换的发音设备，它由箱体、扬声器、电源和信号放大器等组成。 分类：2.0→双声道立体声 2.1/4.1/5.1/7.1