02-basics of digital audio

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1、1Lecture2BasicsofDigitalAudio2009.11.42009(c)MultimediaTechnologyInstituteofXidianUniversityhttp://mti.xidian.edu.cn/2EssenceofSoundandAuditoryFeatures声音本质与听觉特性QualityofAudio声音质量的度量DigitizationofSound声音信息数字化ApplicationsofDigitalAudio数字音频应用技术研究2009(

2、c)MultimediaTechnologyInstituteofXidianUniversityhttp://mti.xidian.edu.cn/3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。声音的种类繁多，如人的话音、乐器声、动物发出的声音、机器产生的声音以及自然界的声音等。这些声音有许多共同的特性，也有它们各自的特性。在用计算机处理这些声音时，既要考虑它们的共性，又要利用它们的各自的特性。我们将研究声音的基础知识，掌握声音数字化的基本概念。2009(c)Multimedi

3、aTechnologyInstituteofXidianUniversityhttp://mti.xidian.edu.cn/4音频信号处理的内容：人－机通信：计算机接收音频信号。获取、语音识别与理解。机－人通信：计算机输出音频。音频合成；声音重构、模拟。产生真实感声音。人－机－人通信：人通过网络进行语音通信，需要的处理包括：语音采集、编码解码、传输、检索，识别。2009(c)MultimediaTechnologyInstituteofXidianUniversityhttp://mti.x

4、idian.edu.cn/5音频信号处理的特点:音频信号是时间依赖的连续媒体模拟人耳的两个通道语音处理包含情感和意向，涉及语言学、社会学和声学2009(c)MultimediaTechnologyInstituteofXidianUniversityhttp://mti.xidian.edu.cn/6声音是携带信息的极其重要的媒体（20％），是多媒体技术研究中的一个重要内容。Soundisawavephenomenonlikelight,butismacroscopicandinvolves

5、moleculesofairbeingcompressedandexpandedundertheactionofsomephysicaldevice.(a)Forexample,aspeakerinanaudiosystemvibratesbackandforthandproducesalongitudinalpressurewavethatweperceiveassound.(b)Sincesoundisapressurewave,ittakesoncontinuousvalues,asoppos

6、edtodigitizedones.(c)Eventhoughsuchpressurewavesarelongitudinal,theystillhaveordinarywavepropertiesandbehaviors,suchasreflection(bouncing),refraction(changeofanglewhenenteringamediumwithadifferentdensity)anddiffraction(bendingaroundanobstacle).(d)Ifwew

7、ishtouseadigitalversionofsoundwaveswemustformdigitizedrepresentationsofaudioinformation.2009(c)MultimediaTechnologyInstituteofXidianUniversityhttp://mti.xidian.edu.cn/72009(c)MultimediaTechnologyInstituteofXidianUniversityhttp://mti.xidian.edu.cn/8一般来

8、说，可以被人的听觉器官感知到的声音的频率范围大约在20Hz～20000Hz之间，在这个频率范围内的信号被称为音频（audio）信号。频率小于20Hz的信号，称为次声波信号(infrasonicsignal)。频率高于20kHz的信号，称为超声波信号(ultrasonicsignal)。自然界的声音信号是由许多频率不同的信号分量组成的复合信号。复合信号的频率范围称为带宽(bandwidth)。人说话的声波信号频率范围通常在200Hz～3400Hz之间，这种频率范