计算机网络 课件
32页1、多媒体技术,第七章 数字音频基础,内容概要,本章内容,声音的基本常识 声音信号数字化 MIDI音乐基础知识 数字音频文件格式简介,声音与听觉器官,声音是携带信息的极其重要的媒体,是多媒体技术研究中的一个重要内容。声音本质上是一种通过空气传播的连续波,它通过空气将机械振动传播到人耳,刺激神经后使大脑产生一种感觉。,声音的三个基本特征,视听心理学研究表明,人耳主要是通过音调、响度和音色这三个特征来区分不同声音的。,音调,音调是指一个声音在听觉感受上有多高,主要与它的频率有关。音调由声音所包含的成分音中最低频率的声音(基音)的频率来决定。基音的频率高时,音调高;基音的频率低时,音调低。 一般来说,人的听觉器官能感知的声音频率大约在20Hz20KHz之间。人们把频率小于20Hz的信号称为亚音信号;频率范围为20Hz20KHz的信号称为音频信号;高于20KHz的信号称为超音频信号,或称为超声波信号。,返回,响度,响度是指人耳所感觉到的声音的强弱程度。描述声音强弱的物理量为声强,在国际单位中声强的单位是W/m2(瓦特/米2)。 声音的响度依赖于听者的主观听觉,一般说声强大的响度也大,但人耳的响度感
2、觉和音调也有关。对于同一频率的声音,响度随声强的增加,并不呈线性关系。,返回,音色,音色是声音的特色,根据不同的音色,即使在同一音高和同一声音强度的情况下,也能区分出是不同乐器或人声发出的。音色就是人对声音的感觉如同对同样色度和明度的不同颜色的感觉一样。 音色的不同取决于不同的泛音,每一种乐器、不同的人以及所有能发声的物体发出的声音,除了一个基音外,还有许多不同频率的泛音伴随,正是这些泛音决定了其不同的音色。,返回,模拟信号与数字信号,模拟信号是指在时间和幅度上都是连续的信号。声音信号是典型的模拟信号,它不仅在时间上是连续的,而且在幅度上也是连续的。 数字信号是把时间和幅度都用离散的数字表示的信号。,声音信号数字化的基本原理,声音信号的数字化,就是把时间和幅度上都是连续的模拟信号,转化为时间和幅度上都是离散的数字信号。 声音信号的数字化应包以下两个步骤:第一步是采样,就是每隔一段时间间隔读一次声音的幅度;第二步是量化,就是把采样得到的声音信号转换成的数值。,声音质量与数据率,采样频率的高低是根据奈奎斯特理论(Nyquist theory)和声音信号本身的最高频率决定的。奈奎斯特理论指出
3、,采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍。 采样精度的样本大小是用每个声音样本的位数bit/s(即bps)表示的,它反映度量声音波形幅度的精度。,波形音频与MIDI音乐,通过采集各种声波(声源)的机械振动而得的数字音频,其数字信息中记录的是声波波形,当播放这类数字音频时,计算机再根据数字信息的记录还原出真实的声波。 波形音频可用于记录自然界中的各种声音,如对话、歌声、乐器演奏、自然声效等,其所采集得到的数据率较高,生成的文件体积也较大。,波形音频,STOP,波形音频,特点: 1 真实记录自然声音波形 2 基本无数据压缩 3 数据量大, 影响数据量的因素 1) 采样频率。 2) 采样精度。 3) 声道形式 。, WAV音频试听,若数字信息中记录是一系列指令(可理解为生活中的乐谱),当播放这类数字音频时,计算机再根据指令合成(演奏)出声波,此类数字音频又称为MIDI音频或MIDI音乐。 MIDI音频生成的文件比较小,因为MIDI文件存储的是命令,而不是声音波形;容易编辑,可以作背景音乐,和波形音频一起播放。MIDI音乐由于受合成技术的限制,所合成的声音比较呆板,真实感较差。,MIDI音乐,
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