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文檔簡介

第二章12.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)一、聲音的基本概念

聲音是通過一定介質(zhì)傳播的一種連續(xù)波。振幅:音量的大小周期:重復(fù)出現(xiàn)的時間間隔頻率:指信號每秒鐘變化的次數(shù)t振幅周期A聲波重要指標(biāo)22.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)聲音按頻率分類:次聲波可聽聲波超聲波20Hz20kHzf(Hz)人類說話聲音頻率范圍:300Hz-3kHz聲音質(zhì)量的頻率范圍:1020502003.4k7k15k20kCD-DAFM廣播AM廣播電話f(Hz)頻帶32.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)二、聲音的數(shù)字化

1.聲音信號的類型模擬信號(自然界、物理)數(shù)字信號(計算機)

2.聲音數(shù)字化過程采樣量化編碼模擬信號數(shù)字信號模擬信號數(shù)字信號A/DADCD/ADAC42.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)3.聲音數(shù)字化過程圖示連續(xù)的模擬聲音信號聲音信號的采樣離散的音頻信號順序52.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)4.聲音數(shù)字化三要素采樣頻率量化位數(shù)聲道數(shù)每秒鐘抽取聲波幅度樣本的次數(shù)每個采樣點用多少二進制位表示數(shù)據(jù)范圍使用聲音通道的個數(shù)采樣頻率越高聲音質(zhì)量越好數(shù)據(jù)量也越大量化位數(shù)越多音質(zhì)越好數(shù)據(jù)量也越大立體聲比單聲道的表現(xiàn)力豐富,但數(shù)據(jù)量翻倍11.025kHz22.05kHz44.1kHz8位=256個值16位=65536個值單聲道立體聲62.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)

5.聲音數(shù)字化計算公式數(shù)據(jù)量=采樣頻率×量化位數(shù)

×聲道數(shù)/8(字節(jié)/秒)采樣頻率(kHz)量化位數(shù)(bit)數(shù)據(jù)量(KB/s)單聲道立體聲11.025810.7721.531621.5343.0722.05821.5343.071643.0786.1344.1843.0786.131686.13172.2772.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)三、數(shù)字音頻的文件格式

1.WAV文件

WAV是Microsoft/IBM共同開發(fā)的PC波形文件。因未經(jīng)壓縮,文件數(shù)據(jù)量很大。

特點:聲音層次豐富,還原音質(zhì)好

2.MP3文件

MP3(MPEGAudiolayer3)是一種按MPEG標(biāo)準(zhǔn)的音頻壓縮技術(shù)制作的音頻文件。

特點:高壓縮比(11:1),優(yōu)美音質(zhì)82.1數(shù)字音頻基礎(chǔ)3.WMA文件

WMA(WindowsMediaAudio)是WindowsMedia格式中的一個子集(音頻格式)。

特點:壓縮到MP3一半4.MIDI文件

MIDI(樂器數(shù)字接口)是由一組聲音或樂器符號的集合。

特點:數(shù)據(jù)量很小,缺乏重現(xiàn)自然音92.2數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)一、音頻壓縮方法概述編碼器傳輸/存儲解碼器輸入音頻信號輸出音頻信號壓縮編碼是用某種方法使數(shù)字化信息的編碼率減低①聲音信號中存在大量的冗余度②聽覺具有強音能抑制弱音現(xiàn)象音頻壓縮依據(jù)無損壓縮:霍夫曼編碼、算術(shù)編碼、行程編碼有損壓縮:波形編碼、參數(shù)編碼、混合編碼102.2數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)二、音頻壓縮技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分類標(biāo)準(zhǔn)說明電話語音質(zhì)量G.711采樣8kHz,量化8bit,碼率64kbpsG.721采用ADPCM編碼,碼率32kbpsG.723采用ADPCM有損壓縮,碼率24kbpsG.728采用LD-CELP壓縮技術(shù),碼率16kbps調(diào)幅廣播質(zhì)量G.722采樣16kHz,量化14bit,碼率224(64)kbps高保真立體聲MPEG音頻采樣44.1kHz,量化16bit,碼率705kbps(MPEG三個壓縮層次,384-64kbps)112.2數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)三、音頻壓縮工具

MP3壓縮工具(豪杰超級解霸3000)122.3聲卡與音箱一、聲卡(又稱聲音卡、音頻卡)1.聲卡的主要功能聲卡是負責(zé)錄音、播音和聲音合成的一種多媒體板卡。①錄制、編輯和回放數(shù)字音頻文件②控制和混合各聲源的音量③記錄和回放音頻時進行壓縮和解壓縮④語音合成技術(shù)(朗讀文本)⑤具有MIDI接口(樂器數(shù)字接口)132.3聲卡與音箱2.聲卡的組成原理線性輸出總線接口芯片數(shù)字音頻處理芯片音樂合成器A/D和D/AMIDI接口混音器CD接口計算機總線話筒輸入線性輸入揚聲器輸出142.3聲卡與音箱3.聲卡的性能指標(biāo)

⑴采樣和量化能力

衡量音響器材音質(zhì)好壞。

采樣頻率:11.025kHz(語音效果)22.05kHz(音樂效果)44.1kHz(高保真效果)

量化等級:8位/256級(語音質(zhì)量)16位/65536級(高保真質(zhì)量)152.3聲卡與音箱⑵芯片類型

CODEC芯片(依賴CPU,價格便宜)數(shù)字信號處理器DSP(不依賴CPU)

⑶總線類型

ISA總線、PCI總線、USB接口

⑷輸出聲道數(shù)

2聲道(立體聲)、2.1/4.1/5.1聲道多通道聲卡(營造杜比環(huán)繞立體聲)162.3聲卡與音箱4.聲卡的外部接口172.3聲卡與音箱二、音箱

音箱是一種電聲轉(zhuǎn)換的發(fā)音設(shè)備,它由箱體、揚聲器、電源和信號放大器等組成。

分類:2.0→雙聲道立體聲2.1/4.1/5.1/7.15.1→五聲道+超重低音聲道182.3聲卡與音箱杜比環(huán)繞立體聲技術(shù)192.4音頻處理軟件專業(yè)音樂軟件音樂編曲軟件

(音序器)

合成器軟件Cakewalk1.0-9.0→Sonar1.0-3.0CubaseVSI5.x→CubaseSX2.1(MIDI/音頻/合成器一體化)LogicAudio、VegasAudio/Video等錄音、混音、

音頻編輯軟件SoundForge(SonicFoundry)Wavelab(德國Steinberg)CoolEdit(Syntrillium)效果器軟件效果器插件WavesNativeGoldBundle(20以上)TCNativeBundle(4)UltrafunkSonltusfx(7)202.4音頻處理軟件一、CoolEdit概述

CoolEditPro1.1/1.2/2.0/2.1

(專業(yè)版)

CoolEdit2000(簡化版)是一種集錄音、編輯、合成于一體的數(shù)字音頻處理軟件。①編輯:插入、疊加、替換、調(diào)制等;②音效:回音、延遲、失真、雜音等;③分析音訊及頻率;④與Cakewalk能很好地結(jié)合。212.4音頻處理軟件1.CoolEdit的啟動和退出

開始/所有程序→CoolEdit20002.CoolEdit的窗口組成標(biāo)題欄菜單欄工具欄狀態(tài)欄顯示范圍條波形顯示區(qū)聲音播放工具水平縮放工具時間顯示區(qū)垂直縮放工具CD播放欄音量電平表222.4音頻處理軟件二、音頻的基本操作

1.聲音的錄制

Options/WindowsMixer→音量控制

⑴從麥克風(fēng)中輸入

File/New→NewWaveform對話框語音:11025Hz、Mono、8-bit

音樂:44100Hz、Stereo、16-bit

⑵從CD唱機中輸入

CD唱機(波形輸出混音)232.4音頻處理軟件2.音頻的編輯

選擇刪除(選區(qū)、非選區(qū))復(fù)制粘貼混合粘貼242.4音頻處理軟件3.音頻文件管理

新建文件打開文件保存文件另存為(其他格式)保存選擇區(qū)252.4音頻處理軟件三、調(diào)整音量大小

1.調(diào)整音量

Transform/Amplitude/Amplify菜單

Amplify對話框

ConstantAmplification選項卡

2.顯示振幅邊界線(90%)

View/ShowBoundaries

3.靜音(選擇區(qū)域)

Transform/Silence262.4音頻處理軟件四、淡入與淡出

淡入效果是指音頻選區(qū)的起始音量很小甚至無聲,而最終音量相對效大。淡出效果是指音頻選區(qū)的起始音量相對較大,而最終音量很小甚至無聲。

操作步驟:選擇音頻區(qū)域→Transform/Amplitude/Amplify→選擇FadeIn(淡入)、FadeOut(淡出)→LinearFades(線性)

LogarithmicFades(對數(shù))272.4音頻處理軟件五、消除環(huán)境噪音

環(huán)境噪音是在語音停頓之處有一種振幅變化不大的聲音,這個聲音貫穿于錄制聲音的整個過程。

消除環(huán)境噪音的方法是在語音停頓之處選擇一段環(huán)境噪音,讓CE記錄噪音的特征,然后自動消除所有的環(huán)境噪音。

操作步驟:選取噪音樣本→Transform/NoiseReduction/NoiseReduction→雙擊波形顯示區(qū)選取整個波形→┅282.4音頻處理軟件六、延遲效果

1.Delay延遲效果

Transform/DelayEffects/Delay菜單

Delay對話框參數(shù):

Delay:延時(-500~500ms)

Mixing:聲音混合(0~100%)

Invert:顛倒

Presets:預(yù)置模擬各種房間效果、空中回聲、隧道。292.4音頻處理軟件2.Echo回聲效果

Transform/DelayEffects/Echo菜單

Echo對話框的參數(shù):

Decay:衰減(0~100%)

Delay:延時(0~2000ms)

InitialEchoVolume:初始回聲音量

LockLeft/Right:鎖定左右聲道

EchoBounce:彈簧回聲模擬聲場效果,如禮堂、峽谷、大廳。302.4音頻處理軟件3.Flanger空間感效果

Transform/DelayEffects/Flanger菜單

Flanger對話框的主要參數(shù):OriginalDelayed原始聲音和延時聲音比例InitialMixDelay初始混合延時FinalMixDelay最終混合延時StereoPhasing立體聲相位Feedback反饋量模擬科幻、火星人、水下等聲音感覺。312.4音頻處理軟件七、正弦波發(fā)生器正弦波發(fā)生器

音頻信號發(fā)生器非正弦法發(fā)生器

噪音發(fā)生器

Generate/Tones→NewWaveform(16000,Mono,16-bit)→GenerateTones(選中Locktothese…400,0,0…)322.5MIDI與音樂合成一、MIDI技術(shù)概述

1.什么是MIDIMIDI是一種利用合成器產(chǎn)生的音樂技術(shù)。MusicalInstrumentDigitalInterface譯為樂器數(shù)字接口。利用數(shù)字信號處理技術(shù)合成的音效有:①模仿鋼琴、小提琴、吉他等音色;②超越時空的太空音樂。332.5MIDI與音樂合成

2.MIDI標(biāo)準(zhǔn)MIDI是各種電子音樂設(shè)備之間以及與計算機交換信息的國際標(biāo)準(zhǔn)。(Yamaha,Roland)

MIDI硬件規(guī)范:硬件接口標(biāo)準(zhǔn)和信號傳輸機制(I/O通道類型、連接電纜和插座形式)。

MIDI軟件規(guī)范:音樂信息數(shù)字化編碼方式(音符、音符長短、音調(diào)和音量等)。原聲鋼琴8分音符的C3音:000060音色Piano編號音符C3編號8分音符編號342.5MIDI與音樂合成二、MIDI合成方式

1.調(diào)頻合成法FM

原理:利用傅立葉級數(shù)進行分解。

特點:①系統(tǒng)開銷小,聲音較清脆;②聲音音色少,音質(zhì)差。

2.波形表合成法WT

原理:預(yù)先存放實際樂器的聲音樣本。

特點:①音樂真實感強,音色自然。②硬波形表,軟波形表。352.5MIDI與音樂合成三、MIDI的工作過程MIDI樂器MIDI接口MIDI文件音序器合成器揚聲器音頻卡PC機音序器是MIDI音樂創(chuàng)作的核心控制部件。362.5MIDI與音樂合成四、音樂制作系統(tǒng)

1.基本設(shè)備

音源:聲卡(模擬樂器發(fā)聲的設(shè)備)

音序器:硬件音序器、軟件音序器

輸入設(shè)備:電子琴(MIDIIn,MIDIOut)

MIDI鍵盤(省去音源)

Cakewalk虛擬鍵盤

MIDI連接線372.5MIDI與音樂合成

2.音樂制作技術(shù)提取原音軟件:ExactAudioCopy(EAC)

MP3數(shù)字CD抓軌把CD音軌轉(zhuǎn)換成WAV格式(無失真)。

音頻處理軟件:CoolEdit2000

原音伴唱消除:Effect/Amplitude/

ChannelMixer→VocalCutVCD(卡拉OK):左聲道、右聲道

人聲伴音3

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