大学计算机信息技术new

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1、5.3数字声音及应用5.3.1波形声音的获取和播放5.3.2声音的表示与压缩编码5.3.3波形声音的编辑5.3.4计算机合成声音5.3.1波形声音的获取与播放1.声音信息的数字化2.波形声音的获取设备3.声音的播放(1)基本概念带宽：组成声音的不同谐波的频率范围称为声音的带宽。带宽是声音的一项重要参数。多媒体技术处理的声音信号：主要是人耳可听到的20～20kHz的音频信号(audio)言语/语音：人说话的声音。其频率范围约为300～3400Hz全频带声音：音乐声、风雨声、汽车声等其他声音。其带宽可达到20～20kHz1.声音信号的数字化(2)声

2、音的数字化过程将模拟声音信号转换成数字编码形式，以便于计算机进行处理的过程。主要过程为：取样量化编码模拟声音信号取样量化编码数字声音011010011101……1.声音信号的数字化A/D转换（模拟信号->数字编码）电压值时间间隔543210－1－2－3－4－5A/D转换（模拟信号->数字编码）电压值时间间隔l模拟声音信号取样量化编码数字声音011010011101……为了不失真取样频率大于声音信号的2倍进行数据压缩减少存储量量化精度高，声音保真度好(3)声音以数字形式表示的优点：以数字形式存储的声音重放性能好，复制时没有失真数字声音的可编辑性强，易

3、于进行效果处理数字声音能进行数据压缩，传输时抗干扰能力强数字声音容易与其他媒体相互结合（集成）数字声音为自动提取“元数据”和实现基于内容的检索创造了条件1.声音信号的数字化(1)麦克风：将声波转换为电信号(2)声卡：进行数字化声卡的主要功能：波形声音的获取：把模拟声音转换为数字形式。(话筒或线路输入)可以获取单、双声道的设备波形声音的重建与播放MIDI声音的输入(MusicalInstrumentDigitalInterface)MIDI声音的合成与播放2.波形声音的获取设备3.声音的播放数字声音解码数模转换插值重建的模拟声音信号011010011

4、101……(1)声音的播放：计算机输出声音的过程，分两步：重建：把声音从数字形式转换为模拟形式将模拟信号经过处理和放大送到扬声器发声(2)重建过程：由声卡完成回复为压缩前的状态重建的声音送音箱发声音箱分类普通音箱：接收的是重建的模拟声音信号数字音箱：可直接接收声卡输出的数字声音信号，避免信号在传输中发生畸变和受到干扰，其音响效果更加突出3.声音的播放5.3.2波形声音的表示与压缩编码1.波形声音的主要参数2.全频带声音的压缩编码3.数字声音的压缩编码数字化的波形声音是一种使用二进制表示的串行比特流。数据按时间顺序进行组织(1)主要参数取样频率量化位

5、数声道数目(2)数码率：指的是每秒钟的数据量，也称比特率、码率数字声音未压缩前：波形声音的码率=取样频率*量化位数*声道数压缩编码后波形声音的码率＝压缩前的码率/压缩倍数1.波形声音的主要参数A/D转换（模拟信号->数字编码）值时间间隔543210－1－2－3－4－5数字化的波形声音是一种使用二进制表示的串行比特流。数据按时间顺序进行组织(1)主要参数取样频率量化位数声道数目(2)数码率：指的是每秒钟的数据量，也称比特率、码率数字声音未压缩前：波形声音的码率=取样频率*量化位数*声道数压缩编码后波形声音的码率＝压缩前的码率/压缩倍数1.波形声音的主

6、要参数1.波形声音的主要参数例：某PC机的声卡在处理声音信息时，采样频率为44KHz，A/D转换精度为16位。若连续采集2分钟的声音信息，则在不进行压缩编码的情况保存这段声音，需要的存储空间近____。双声道呢？A.88KBB.176KBC.11MBD.83MB几种常见数字声音的主要参数声音类型带宽（Hz）取样频率（kHz）量化位数（bits）声道数未压缩时的码率压缩后的码率数字语音300～340088164kb/s2~64kb/sCD唱片20～2000044.1162176.4kB/s176.4kB/sMP3音乐20～2000044.116217

7、6.4kB/s128~112kb/s1.波形声音的主要参数2.全频带声音的压缩编码由于数据量大，为了降低存储成本和传输通信带宽，对数字波形声音进行数据压缩(1)压缩的可能性：声音信号中包含有大量的冗余信息利用人的听觉感知特性(2)声音数据压缩算法的评价：压缩倍数高，声音失真小，算法简单;编码器/解码器的成本低(3)第2代全频带声音压缩编码标准名称压缩后的码率（每个声道）声道数目主要应用MPEG-1层1384kbps（压缩4倍）2数字盒式录音带MPEG-1层2256～192kbps（压缩6～8倍）2DAB，VCDMPEG-1层3128～112kbps

8、（压缩10～12倍）2Internet，MP3音乐MPEG-2层audio与MPEG-1层1，层2，层3相同5.1，7.1