第2章多媒体技术概述.pptVIP

第2章第1页，共30页，星期日，2025年，2月5日内容提要声音媒体技术和格式多媒体数据压缩编码技术音频信息的获取与播放方式CoolEditPro2.1MIDI与音乐合成各种音乐格式文件的转换方法第2页，共30页，星期日，2025年，2月5日2.1多媒体中的音频信息声音是携带信息的重要媒体，它与图像、视频、字幕等有机结合在一起，共同承载着制作者所要表达的思想、感情，因此多媒体音频技术是多媒体技术的一个主要分支。自然界的声音信号究其本质是一种机械振动，对信号进行处理一般需进行变换，对声音信号主要有两种变换器：麦克风，将声音的压力变化信号转换成电压信号；喇叭，将电压信号转换成声音的压力变化信号。人的听觉范围最低可达20Hz，最高可达20kHz。第3页，共30页，星期日，2025年，2月5日2.1.1声音媒体声音按频率可分为次声（低于20Hz）、超声（高于20kHz）和可听声（即音频，频率范围是20Hz至20kHz之间）。在多媒体技术中，将处理的声音媒体分为3类：波形声音包含所有声音形式。语音人的说话声也是一种波形声音，可以通过语气、语速、语调携带着比文本更加丰富的信息。音乐一种符号化了的声音。第4页，共30页，星期日，2025年，2月5日声音媒体的3个要素：音调：人们感觉到的声音高低，与声音的频率（单位Hz）有关，频率越高，音调就越高。音强：人耳感觉到的声音大小，又称响度，它取决于声音的振幅，振幅越大，声音就越响。音色：人们感觉到的声音音质，与声波的波形形状有关。第5页，共30页，星期日，2025年，2月5日图声波示意图音强音色变化周期t第6页，共30页，星期日，2025年，2月5日2.1.2音频信号的数字化技术利用声卡等专用设备对语音、音乐、效果声等声波进行采样、量化、编码，转化成数字形式，并压缩存储，使用时再解码还原成波形。采样：当把模拟声音变成数字声音时，需要在时间轴上，每隔一个固定时间间隔对波形曲线的振幅进行一次取值。采样的时间间隔称为采样周期。量化：则是将采样序列中的各值（通常是反映某一瞬间的声波幅度的电压值）加以数字化，即把它们表示成二进制的形式。第7页，共30页，星期日，2025年，2月5日1314153614012311275245669818878989949910111291766810采样点1314151234567891011123020406050708010090幅度t图采样量化图采样过程所用的主要硬件是模拟/数字转换器（A/D转换器），由它完成音频信号的采样工作。在数字回放时，再由数字/模拟转换器（D/A转换器）将数字信号转换为原始电信号。第8页，共30页，星期日，2025年，2月5日2.1.3数字音频质量数字音频质量的好坏主要取决于采样频率、取样大小和声道数等几个因素。1.采样频率又称取样频率，即每秒采样的次数。采样频率越高，抽取的声波幅度值数量就越多，因而声音的质量就越接近原声，但数据量也越大，所需的存储空间也越大，应根据需要权衡，选择合适的采样频率。根据奎斯特采样定理：数字信号采样频率的大小可由声信号本身的最高频率决定，当采样频率高于声音信号最高频率的两倍时，就能把离散信号还原成原始的信号波形。在实际应用中，为了满足不同的需要，提供了三种采样频率标准，即44.1kHz（高保真效果）、22.05kHz（音乐效果）和11.025kHz（语音效果）。第9页，共30页，星期日，2025年，2月5日2.1.3数字音频质量2.取样大小又称量化位数或量化精度。它是每个采样点能够表示的数据范围。（量化位数）越高，还原出来的声音质量也就越好，数据量也越大。常用的采样精度有8位、16位和32位。第10页，共30页，星期日，2025年，2月5日2.1.3数字音频质量3.声道数声音通道的个数称为声道数，是指一次采样所记录产生的声音波形个数。记录声音时，如果每次生成一个声波数据，称为单声道；每次生成两个声波数据，称为双声道（立体声）。随着声道数的增加，所占用的存储容量也成倍增加。第11页，共30页，星期日，2025年，2月5日4.数据量在一定时间内声音数字化后对应的字节数。数据量=[(采样频率×量化位数×声道数)÷8]×时间例如，数字激光唱盘（CD-DA）的标准采样频率为44.1kHz，量化位数为16位，立体声。一分钟CD-DA音乐所需的数据量为44.1×1000×16×2×