實(shí)驗(yàn)二音頻信息處理

1、實(shí)驗(yàn)二音頻信息處理聲音媒體是較早引入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多媒體信息之一，從早期的利用PC機(jī)內(nèi)置喇叭發(fā)聲，發(fā)展到利用聲卡在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)可視電話，聲音一直是多媒體計(jì)算機(jī)中重要的媒體信 息。在軟件或多媒體作品中使用數(shù)字化聲音是多媒體應(yīng)用最基本、最常用的手段。通常所講的數(shù) 字化聲音是數(shù)字化語(yǔ)音、聲響和音樂(lè)的總稱。在多媒體作品中可以通過(guò)聲音直接表達(dá)信息、制造某種效果和氣氛、演奏音樂(lè)等。逼真的數(shù)字聲音和悅耳的音樂(lè)，拉近了計(jì)算機(jī)與人的距離，使計(jì)算機(jī)不僅能播放聲音，而且能“聽 懂”人的聲音是實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然交流的重要方面之一。采集（錄音）、編輯、播放聲音文件是聲卡的基本功能，利用聲卡及控制軟件可實(shí)現(xiàn)對(duì)多 種音源的采集工作。在

2、本實(shí)驗(yàn)中，我們將利用聲卡及幾聲音處理軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)聲音信號(hào)的采 集、編輯和處理。實(shí)驗(yàn)所需軟件：實(shí)驗(yàn)所需硬件件：Win dows錄音機(jī)耳機(jī)或音箱Cool edit pro麥克風(fēng)聲卡實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟悉多媒體計(jì)算機(jī)處理音頻信息的基本技術(shù)，掌握音頻處理軟件cool edit pro，并能利用該軟件正確的進(jìn)行語(yǔ)言采集，音頻波形編輯和多軌合成。本次實(shí)驗(yàn)必須完成給定的1個(gè)實(shí)驗(yàn)作業(yè)。（必須當(dāng)堂完成）1、預(yù)備知識(shí)數(shù)字音頻和模擬音頻模擬音頻和數(shù)字音頻在聲音的錄制和播放方面有很大不同。模擬聲音的錄制是將代表聲音波形的電信號(hào)轉(zhuǎn)換到適當(dāng)?shù)拿襟w上，如磁帶或唱片。播放時(shí)將紀(jì)錄在媒體上的信號(hào) 還原為波形。模擬音頻技術(shù)

3、應(yīng)用廣泛，使用方便。但模擬的聲音 信號(hào)在多次重復(fù)轉(zhuǎn)錄后，會(huì)使模 擬信號(hào)衰弱，造成失真。數(shù)字音頻就是將模擬的（連續(xù)的）聲音波形數(shù)字化（離散化），以便利用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行 處理，主要包括采樣和量化兩個(gè)方面。數(shù)字音頻的質(zhì)量數(shù)字音頻的質(zhì)量取決于采樣頻率和量化位數(shù)這兩個(gè)重要參數(shù)。采樣頻率是對(duì)聲音波形每秒鐘 進(jìn)行采樣的次數(shù)。人耳聽覺的頻率上限在20kHz左右，根據(jù)采樣理論，為了保證聲音不失真， 采樣頻率應(yīng)在40kHz左右。經(jīng)常使用的采樣頻率有、和等。采樣頻率越高，聲音失真越小、音 頻數(shù)據(jù)量越大。量化數(shù)據(jù)位數(shù)（也稱量化級(jí)）是每個(gè)采樣點(diǎn)能夠表示的數(shù)據(jù)范圍，經(jīng)常采用的有8位、12位和16位。例如，8位量化級(jí)表示每

4、個(gè)采樣點(diǎn)可以表示256個(gè)（0255）不同量化值，而16位量化級(jí)則可 表示65536個(gè)不同量化值。量化位數(shù)越高音質(zhì)越好，數(shù)據(jù)量也越大。反映數(shù)字音頻質(zhì)量的另一 個(gè)因素是通道（或聲道）個(gè)數(shù)。單聲道是比較原始的聲音復(fù)制形式，每次只能生成一個(gè)聲波數(shù) 據(jù)。立體聲（雙聲道）技術(shù)是每次生成二個(gè)聲波數(shù)據(jù)，并在錄制過(guò)程中分別分配到兩個(gè)獨(dú)立的聲 道出輸出，從而達(dá)到了很好的聲音定位效果。四聲道環(huán)繞（聲道）是為了適應(yīng)三維音效技術(shù)而產(chǎn)生的，四聲道環(huán)繞規(guī)定了 4個(gè) 發(fā)音點(diǎn)：前左、前右，后左、后右，并建議增加一個(gè)音音箱，以加強(qiáng)對(duì)低頻信號(hào)的回放處理。 Dolby AC3音效（聲道）是由5個(gè)全頻聲道和一個(gè)超重低音聲道組成的環(huán)繞立

5、體聲。在多媒體音頻技術(shù)中，存儲(chǔ)聲音信息的文件有多種格式，如Wav Midi、Mp3 Rm VQF等 等。1） Wav格式Wav格式的文件又稱波形文件，是用不同的采樣率對(duì)聲音的模擬波形進(jìn)行采樣得到的一系 列離散的采樣點(diǎn)，以不同的量化位數(shù)（16位、32位或64位）把這些采樣點(diǎn)的值轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 數(shù)得到的。Wav是數(shù)字音頻技術(shù)中最常用的格式，它還原的音質(zhì)較好，但所需存儲(chǔ)空間較大。2） Midi格式（樂(lè)器數(shù)字接口）的縮寫。Midi 是 Musical In strume nt Digital In terface它是由世界上主要電子樂(lè)器制造廠商建立起來(lái)的一個(gè)通信標(biāo)準(zhǔn)，并于1988年正式提交給MIDI制造

6、商協(xié)會(huì)，便成為數(shù)字音樂(lè)的一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。MIDI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電子樂(lè)器與計(jì)算機(jī)連接的電纜硬件以及電子樂(lè)器之間、樂(lè)器與計(jì)算機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)的通信協(xié)議等規(guī)范。MIDI標(biāo)準(zhǔn)使不同廠家生產(chǎn)的電子合成樂(lè)器可以互相發(fā)送和接收音樂(lè)數(shù) 據(jù)。Midi文件紀(jì)錄的是一系列指令而不是數(shù)字化后的波形數(shù)據(jù)，所以它占用存儲(chǔ)空間比Wav文 件要小很多。3 )MP3格式MP3是對(duì)MPEGayer 3的簡(jiǎn)稱，是目前最熱門的音樂(lè)文件。其技術(shù)采用MPEG Layer 3 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)WAVE?頻文件進(jìn)行壓縮而成，特點(diǎn)是能以較小的比特率、較大的壓縮率達(dá)到近乎CD 音質(zhì)。其壓縮率可達(dá)1:12,每分鐘CD音樂(lè)大約需要1兆的磁盤空間。4) Rm格式Rm是

7、RealMedia文件的簡(jiǎn)稱。Real Networks公司所制定的音頻視頻壓縮規(guī)范稱為RealMedia，是目前在In ternet ±相當(dāng)流行的跨平臺(tái)的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)多媒體應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)，它采用音頻/視頻流和同步回放技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)在Intranet ±全帶寬地提供最優(yōu)質(zhì)的多媒體， 同時(shí)也能夠在In ternet上以的傳輸速率提供立體聲和連續(xù)視頻。要錄取聲音文件需要的硬件主要有：聲卡、麥克風(fēng)，為了回放所錄取的聲音還需要配備音箱， 如下圖所示。麥克風(fēng)、聲卡、CD音源、音箱聲卡后有幾個(gè)接口，標(biāo)有Midi/Game的梯形接口是接Midi鍵盤和游戲手柄的標(biāo)有Audio Out的圓口是接

8、音箱的，標(biāo)有Mic的圓口是接麥克風(fēng)的，標(biāo)有Line In的圓口是外接音頻輸入設(shè)備的。聲卡、音箱和麥克風(fēng)的連接，如下圖所示丄2洼割99標(biāo)為«4的口上聲的口上電腦連線圖在完成了硬件設(shè)備的連接后為了使聲卡能正常工作還要進(jìn)行軟件的調(diào)試。選擇【開始】/【設(shè)置】/【控制面板】，選【多媒體】。在【多媒體屬性】對(duì)話框中選擇的【音頻】，在【回放】和【錄音】的首選設(shè)備中選擇聲卡所對(duì)應(yīng)的輸入和輸出選項(xiàng)，如下圖所示?！径嗝襟w屬性】的對(duì)話框?yàn)榇_保麥克風(fēng)和線性輸入能正常使用，雙擊位于桌面右下任務(wù)欄的喇叭0打開【播放控制】對(duì)話框，確認(rèn)話筒和線性輸入的【靜音】前沒有打“V”插"控制OD吉頻沁6入膠形mi曲：4訂利“ -J J少-J6* j3&8fiSS：廠詢訊Uvc-涯音鋁D0J3J【播放控制】的對(duì)話框3、實(shí)驗(yàn)作業(yè)要求：按照理論課堂教學(xué)演示的方法和技術(shù)，利用 cool edit pro 軟件完成20分鐘左右的數(shù)字音頻項(xiàng)目制作，音頻內(nèi)