多媒体通信技术.ppt

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1、多媒体通信技术主讲教师：黄玉兰　　　　　　　　　　　　　　　　学时：16第一章多媒体通信技术概述第二章音频技术基础第三章图像技术基础第四章视频信息压缩与处理第五章多媒体通信系统中的关键技术第六章多媒体通信网络技术第七章多媒体数据的分布式处理第八章多媒体通信应用系统本书章节第二章音频技术基础音频信息涉及人耳所能听到的声音信息，包括语声和乐声。据统计，人类从外界获得的信息大约有16%是从耳朵得到的，由此可见音频信息在人类获得信息方面的重要性。本章主要介绍声学的基础知识、音频信息的数字化以及相关的音频信息编

2、码标准。2.1声学基础知识2.2音频信息编码分类2.3常用压缩编码方法2.4音频信息压缩编码标准2.5多媒体音频信号文件格式本章主要内容人类获取信息的方法主要有“听”和“看”两种。看是通过眼睛读或是观察文字、图形和图像等，听则要用耳朵来接受语音、音乐及其他声音。因而在多媒体系统中加入声音功能是必不可少的，我们希望一个计算机系统既能发音又能记录各种声音，当然还要能对声音进行编辑制作。当一种物体使空气发生振动时就产生了声音。比如讲话时声带的振动、拉琴时琴弦的振动以及扬声器纸盆的振动等都会产生声音。这样的声

3、音可以用声波来表示。声波是一条随时间变化的连续曲线。2.1声学基础知识一切能发出声音的物体称为声源。声音是由于声源的振动而产生的，由于声源的振动，借助于它们周围的介质，把这种振动以机械波的形式由近及远地传向远方，这就是声波。声波传入人耳，致使耳膜也产生振动，这种振动被传导到听觉神经，人们就产生了“声音”的感觉。我们日常听到的声音是在时间和幅度上都连续的模拟信号。●声音定义声音是振动波，具有振幅、周期和频率模拟波形信号有三个要素：基线、周期和振幅。振幅即波形的最高点（或最低点）与基线间的距离，它表示了声

4、音音量的大小。周期是波形中两个相邻波峰之间的距离，它表示完成一次振动过程所需的时间，其大小体现了振动的速度。频率是周期的倒数，周期越短，频率越高。频率的单位为赫兹(Hz)。人的耳朵只能感觉到振动频率在20Hz到20000Hz之间的声波，超出此范围的振动波不能引起听觉器官的感觉。其中，人耳对400-4000HZ的声波最敏感。●声音的质量简称音质。音质与频率范围成正比，频率范围越宽音质越好。声音按其频率的不同可分为次声、可听声和超声。人们把频率小于20Hz的信号称为亚音信号，或称为次音信号(subsoni

5、c)；高于20kHz的信号称为超音频信号，或称超声波(ultrasonic)信号；位于中部的即为可听声。多媒体计算机中的声音主要指20Hz～20kHz的可听声——音频(audio)信号。因此，我们就把多媒体计算机的声音处理技术称为音频信号处理技术。虽然人的发音器官发出的声音频率大约是80~3400Hz，但人说话的信号频率通常为300~3400Hz，人们把在这种频率范围的信号称为话音(speech)信号。声音的频率范围次声波人耳可听域超声波<20Hz20～20,000Hz>20,000Hz图2-1常见音

6、频应用带宽示意图音频信号又可根据其覆盖的带宽分为电话、调幅广播、调频广播及激光唱盘4种质量的声音。其大致关系如图2-1所示。音频信号是一种复合信号，由许多频率不同的信号组成。音频信号的一个重要参数就是带宽，用来描述组成复合信号的频率范围。如高保真声音的频率范围为10~20000Hz，它的带宽约为20kHz，而视频信号的带宽是6MHz。男性语音100Hz～9,000Hz声源种类频带宽度女性语音150Hz～10,000Hz电话语音200Hz～3,400Hz调幅广播(AM)50Hz～7,000Hz调频广播(

7、FM)20Hz～15,000Hz高级音响10Hz～40,000Hz音频信号类别几种常见的声音频宽声音类型频宽电话语音200Hz~3.4kHz调幅广播50Hz-7kHz调频广播20Hz~15kHz宽带音响20Hz~20kHz一般说来，覆盖频率越宽则声音质量越好。通常语音信号电话或调幅广播质量的声音已基本可以满足要求，而对于音乐则要求具有调频广播或激光唱片的声音质量。语音常用可懂度、清晰度和自然度来衡量，而音乐则要用保真度、空间感和音响效果等指标来衡量。2.1声学基础知识2.1.1音频信号特性音频信号的特

8、性可以从时域和频域两方面进行说明。声音信号的时域特性说明了人们听到的声音从产生到结束的过程。这一过程大致可以分为3个阶段：起始、稳定、结束。声音信号的频域特性是指声音信号是由很多的正弦分量组成的，我们所感兴趣的是这些个正弦分量对整个声音信号的影响是怎样的。从频谱分析来看，大多数声音都是由线状谱和连续谱组成的。单一频率信号是线状谱，包含所有频率分量的信号是连续谱。从幅度来看，连续谱相比于线状谱来说比较弱，使整个声音在人耳的听觉来看是表现出有明确音高的有调音