音頻的采集和處理

1、音頻的采集和處理,1,音,音,?,聲音的基本概念,?,音頻文件格式,?,音頻處理硬件,?,數(shù)字音頻的獲取與處理,?,音頻處理軟件,2,音,聲音的基本概念,?,聲音,模擬音頻信號(hào),?,聲音是連續(xù)的聲波信號(hào)，稱之為模擬音頻信,號(hào)。分為語(yǔ)音、音樂和自然音。,?,聲音的重要指標(biāo),?,振幅,表示聲音的強(qiáng)弱,?,頻率,表現(xiàn)為音調(diào)的高低，在音樂中稱為音高,3,音,聲音的基本概念,?,聲音的三要素,?,音調(diào),?,音色（特質(zhì)）,?,音強(qiáng)（強(qiáng)弱）,?,聲音的質(zhì)量,音質(zhì),音質(zhì)與頻率范圍成正比，頻率范圍越寬音,質(zhì)越好,4,音,聲音的基本概念,?,聲音與數(shù)字音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換,A/D,與,D/A,轉(zhuǎn)換,（,A,：,Anal

2、og D,：,Digital,）,A/D,轉(zhuǎn)換,D/A,轉(zhuǎn)換,聲音適配器,主機(jī)箱,音箱,模擬音頻,信號(hào),數(shù)字信號(hào),音箱,模擬音頻信號(hào),5,音,聲音的基本概念,?,數(shù)字音頻信號(hào),?,數(shù)字音頻信號(hào)是將聲波數(shù)字化后得到的，能,被計(jì)算機(jī)表示和處理。,?,數(shù)字音頻信號(hào)的技術(shù)指標(biāo),?,采樣頻率（時(shí)間軸數(shù)字化）,?,量化位數(shù)（幅度軸數(shù)字化）,?,聲道數(shù),t,A,T,6,音,(c),采樣信號(hào)的量化,(a),模擬音頻信號(hào),(b),音頻信號(hào)的采樣,數(shù)字化音頻的過(guò)程如下圖所示,7,音,聲音的基本概念,?,數(shù)字音頻的音質(zhì)與數(shù)據(jù)量,采樣頻率,KHz,數(shù)據(jù)位數(shù),bit,聲道形式,數(shù)據(jù)量,KB/S,音頻質(zhì)量,11.025,

3、8,單聲道,11,電話音質(zhì),22.05,8,單聲道,22,收音音質(zhì),44.1,16,立體聲,172,CD,音質(zhì),8,音,聲音的基本概念,?,數(shù)字音頻文件的數(shù)據(jù)量,?,v=f,b,s/8,?,v,表示音頻文件的數(shù)據(jù)量，單位為“字節(jié),/,秒”（,B/s,）,?,f,表示采樣頻率,?,b,表示量化等級(jí),?,s,表示聲道數(shù),?,8,是將二進(jìn)制位（,bit,）轉(zhuǎn)換為以字節(jié)（,byte,）為單位。,9,音,聲音的基本概念,?,數(shù)字音頻的應(yīng)用場(chǎng)合,應(yīng)用場(chǎng)合,要求,采樣頻率,數(shù)據(jù)長(zhǎng)度,國(guó)際互聯(lián)網(wǎng),(,語(yǔ)音、簡(jiǎn)單樂曲,),11,025 Hz,8 bit,游戲,(,效果音、效果音樂,),22,050 Hz,8 b

4、it,多媒體自學(xué)讀物,(,提示音,),11,025 Hz,8 bit,電子教案,(,語(yǔ)音、效果音,),11,025 Hz,8 bit,多媒體寶典、大全,(,樂曲、語(yǔ)音,),22,050 Hz,8 bit,多媒體音樂鑒賞,(,音樂、解說(shuō),),44,100 Hz,16 bit,應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)合和要求轉(zhuǎn)換適當(dāng)?shù)穆曇舨蓸宇l率,采樣頻率的轉(zhuǎn)換須使用相應(yīng)的軟件進(jìn)行,返回,10,音,音頻文件格式,?,WAV,文件,(.wav),?,WAV,Wave,，波形文件,?,由,Microsoft,和,IBM,聯(lián)合開發(fā)的音頻文件格式,?,特點(diǎn)：層次豐富、還原性好、表現(xiàn)力強(qiáng)；數(shù)據(jù)量大；,應(yīng)用廣泛,?,MP3,文件,(.m

5、p3),?,MPEG,壓縮編碼,?,特點(diǎn)：壓縮比,1,：,10,；音質(zhì)較,wav,稍差，但數(shù)據(jù)量小,而質(zhì)量高,11,音,音頻文件格式,?,MIDI,文件,(.mid),?,MIDI,Musical Instrument Digital,Interface,，樂器數(shù)字化接口文件,?,不是將聲音的波形進(jìn)行數(shù)字化采樣和編碼，,而是將數(shù)字式電子樂器的彈奏過(guò)程記錄下,來(lái),?,特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量小,12,音,音頻文件格式,?,WMA,文件,(.wma),?,WMA,Windows Media Audio,，微軟,公司推出的與,MP3,格式齊名的一種新的音頻,格式,?,特點(diǎn)：壓縮比和音質(zhì)方面都超過(guò)了,MP3,，更

6、,是遠(yuǎn)勝于,RA,，即使在較低的采樣頻率下也,能產(chǎn)生較好的音質(zhì),13,音,音頻文件格式,?,RealAudio,文件,(.ra/.rm/.ram),?,Real networks,推出的音樂壓縮格式,?,特點(diǎn)：壓縮比,1,：,96,；可邊下載邊播放,（流媒體播放方式）,?,用于在低速率的廣域網(wǎng)上實(shí)時(shí)傳輸音頻信,息,14,音,音頻文件格式,?,CD-DA,文件,(.cda),?,標(biāo)準(zhǔn)激光盤文件,?,特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大，音質(zhì)好,?,AIFF,文件,(.aif/.aiff),?,AIFF,Audio Interchange File,Format,，,Apple,公司開發(fā)的一種聲音文件,的格式,?,用于

7、不同平臺(tái)之間音頻信息的交換,15,音,音頻文件格式,?,VOC,文件,(.voc),?,Creative,公司的波形文件,?,SND,文件,(.snd),?,Macintosh,計(jì)算機(jī)的波形文件,返回,16,音,音頻處理硬件,?,聲卡的作用,?,數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)之間的雙向轉(zhuǎn)換,?,聲卡的類型,?,單板,輸出功率大，抗干擾，音質(zhì)好,?,主板集成,易受干擾，性能指標(biāo)比單板略差,17,音,音頻處理硬件,?,聲卡的性能指標(biāo),?,采樣頻率,5K44.1KHz,?,量化精度,16bit 24bit,?,音頻輸出模式,(,聲道數(shù),),：,2 STEREO 5.1 STEREO,?,聲卡接口,18,音,Sp

8、eak Out,音頻放大器,電源,Line Out,有源,Joystick/MIDI Connect,游戲棒或,MIDI,設(shè)備,(1mV),Mic In,CD,機(jī)或合成器,Line In,(500mV),CD,音頻數(shù)據(jù)接口,CD,音源線,這樣不需啟動(dòng),Windows,就可以接上揚(yáng)聲器播放,19,音,?,聲卡的工作原理,數(shù)字,總線,驅(qū)動(dòng),器,總線接口,和,控制器,數(shù)字信號(hào),處理器,(,DSP,),主芯片,混音器,(,CODEC,),(,編解碼,),MIC,放大器,功率,放大器,音樂合,成器,MIDI,接口,游戲接口,揚(yáng)聲器,PC,總,線,地址總線,數(shù)據(jù)總線,麥克輸入,線形輸入,CD,輸入,返回,

9、20,音,數(shù)字音頻的獲取與處理,?,數(shù)字音頻的獲取,?,CD,音樂采樣,?,即：利用專用軟件對(duì),CD,盤上的聲音文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，,生成多種格式的數(shù)字音頻文件。,?,用于,CD,音樂采樣的軟件很多，如,Easy CD-DA,Extractor,等,?,自然聲采樣,?,即：對(duì)自然聲直接進(jìn)行錄音，在錄音過(guò)程中，實(shí)時(shí),完成采樣，形成數(shù)字音頻信號(hào)。,?,Windows,中的“錄音機(jī)”就可完成此功能。,單一次錄音最長(zhǎng)不能超過(guò),1min,。,21,音,(1),鼠標(biāo)左鍵雙擊任務(wù)欄右側(cè),圖標(biāo),(2),檢查“波形”是否,被選擇,(4),選擇“錄音”選項(xiàng),(,5),檢查,:,錄音控制,線路輸入,麥克風(fēng)應(yīng)有,(3),選

10、擇“選項(xiàng)屬性”,(6),單擊,確定,按鈕,“錄音機(jī)”錄音失敗的處理,數(shù)字音頻的獲取與處理,22,音,數(shù)字音頻的獲取與處理,?,數(shù)字音頻的處理,?,采樣頻率與聲道形式的轉(zhuǎn)換,?,編輯聲音,(,如刪除、粘貼、靜音等,),?,為聲音增加各種效果,(,如回聲、機(jī)器聲、淡入淡出等,),?,合成聲音,(,把其他聲音與當(dāng)前聲音混合,),返回,23,音,音頻處理軟件,?,CoolEdit,?,Syntrillium,公司開發(fā)的數(shù)字音頻處理軟,件,?,Sound Forge,?,Sonic Foundry,公司開發(fā)的一個(gè)專業(yè)化數(shù),字音頻處理軟件,?,Cakewalk,?,目前常用的專業(yè),MIDI,編輯類軟件,?

11、,GoldWave,?,可制作出專業(yè)質(zhì)量音頻產(chǎn)品,24,音,音頻處理軟件,?,GoldWave,?,與聲卡硬件無(wú)關(guān),?,波表顯示聲音數(shù)據(jù)，直觀、簡(jiǎn)捷,?,錄制聲音,(,音源可以是,CD,音樂、錄音機(jī)信號(hào)、,Mic,直錄,),?,編輯,wav,和,mp3,聲音,?,為聲音增加各種效果,?,合成聲音,25,音,音頻處理軟件,GoldWave,?,所有編輯都可進(jìn)行,STEREO/MONO,聲道,編輯,?,可以實(shí)現(xiàn)各種格式的聲音文件的轉(zhuǎn)換,(,若安裝了,MPEG,音頻編,/,解碼器,可將原聲,音文件壓縮成,MP3,格式,),PITCH ECHO MIX STOP,音頻,處理,效果,26,音,?,使用,

12、GoldWave,播放控制器,音頻編輯器,菜單,編輯工具,左聲道,右聲道,音頻處理軟件,27,音,音頻處理軟件,使用,GoldWave,左聲道,右聲道,播放控制器,播放編輯區(qū)域聲音,播放指定聲音,停止,錄音,音量調(diào)整,聲道平衡調(diào)整,速度調(diào)整,(,不影響編輯結(jié)果,),28,音,音頻處理軟件,使用,GoldWave,?,音頻數(shù)據(jù)的錄制,?,音源準(zhǔn)備,?,錄音參數(shù)設(shè)置,?,錄制和數(shù)據(jù)保存,?,采樣頻率與聲道形式的轉(zhuǎn)換,29,音,音頻處理軟件,使用,GoldWave,?,音頻的編輯,?,簡(jiǎn)單編輯,?,粘貼聲音,?,音頻的特效處理,?,制作回聲,?,淡入淡出處理,?,音頻的合成,30,音,音源準(zhǔn)備,(1

13、),新建一文件,(2),按,Ctrl,鍵的同時(shí),用鼠標(biāo)單擊控制窗口,的錄音鍵，開始錄音,(3),保存數(shù)據(jù),?,音頻數(shù)據(jù)的錄制,(1),確定待錄音的音源,(2),調(diào)整音量滑塊,錄音參數(shù)設(shè)置,錄制和數(shù)據(jù)保存,31,音,?,采樣頻率與聲道形式的轉(zhuǎn)換,采樣頻率的轉(zhuǎn)換,聲道形式的轉(zhuǎn)換,(1),單擊,按鈕,(2),調(diào)整采樣頻率,(2),調(diào)整屬性,(1) “,文件,/,另存為”,32,音,?,音頻的編輯,?,簡(jiǎn)單編輯,設(shè)定編輯區(qū)域,(2),調(diào)整音量滑塊,單擊,Del,按鈕,刪除音樂片段,(3),單擊,確定,按鈕,音,量,調(diào),整,前,音,量,調(diào),整,后,增加局部音量,(1),單擊,(,更改,),按鈕,靜音處理

14、,單擊,(,靜音,),按鈕,33,音,?,音頻的編輯,?,粘貼聲音,設(shè)定編輯區(qū)域,獲取聲音,單擊,Copy,按鈕,(1),鼠標(biāo)左鍵單擊波表，確定粘貼開始位置,粘貼聲音,(2),單擊,Paste,按鈕，插入式粘貼,生成新文件,單擊,PNew,按鈕，生成新文件窗口,如內(nèi)存容量不足，可把臨時(shí)存儲(chǔ)設(shè)置成硬盤,34,音,?,音頻的特效處理,?,制作回聲,設(shè)定編輯區(qū)域,(1),單擊,按鈕,(2),調(diào)整延遲時(shí)間,(3),調(diào)整回聲音量,(4),設(shè)置回響效果,制作回聲,t,Volume,延遲時(shí)間,ECHO,原理,(5),單擊,確定,按鈕,35,音,?,音頻的特效處理,?,淡入淡出處理,設(shè)定編輯區(qū)域,(2),調(diào)整初始音量,(3),單擊,確定,按,鈕,(2),調(diào)整減弱音量,(3),單擊,確定,按鈕,淡入過(guò)程,淡出過(guò)程,淡入,(1),單擊,按鈕,淡出,(1),單擊,按鈕,36,音,?,音頻的合成,(2),單擊,Copy,按鈕，獲取聲音素