《音频技术基础》PPT课件.ppt

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1、第二章音频技术基础人类从外界获得的信息大约有16%是从耳朵得到的。在多媒体技术中，音频信息占有很重要的地位，比如在视频会议系统中,音频信息的优先级最高。了解音频信息的相关知识对更进一步掌握多媒体技术是很重要的。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一种模拟信号.声学基础知识●声音定义声音是振动波，具有振

2、幅、周期和频率.●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.声音具有连续性和过程性，数据前后相关，数据量大，具有实时性.●声音的连续时基性●声音三要素(1)音调—(高低)(2)音强—(强弱)(3)音色—(特质)声音的三要素音调：(高低)与声音的频率有关，频率快则声音高，频率慢则声音低。音强：(强弱)又称响度，取决于声音的振幅，也即振幅的大小和强弱。音色：(特质)由混入基音的谐音决定。每个基音都有其固定频率,和不同音强的谐音混合，使得每个声音具有特殊的音色效果。声音的频率范围模拟波信号有三个要素：基线、

3、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。次声波人耳可听域超声波<20Hz20～20,000Hz>20,000Hz女性语音150Hz～10,000Hz电话语音200Hz～3,40

4、0Hz调幅广播(AM)50Hz～7,000Hz调频广播(FM)20Hz～15,000Hz高级音响10Hz～40,000Hz男性语音100Hz～9,000Hz声源种类频带宽度频带宽度声音质量等级与信号带宽的关系电话AM广播FM广播CD－DA1020502003.4K7K15K22Kf(Hz)音频信号特性分析●时域特性起始——稳定——结束●频域特性声音信号由正弦分量组成——周期、非周期频谱分析——线状谱、连续谱声音信号的描述——声波频率、声压、声强人耳对声音的感觉通过声压或声压级描述——非线性听阈（1kHz）：2×10-5Pa

5、——0dB痛阈：20Pa——120dB声音的强度在1kHz频率的正弦波中，能被人耳察觉的最弱声压大约是2Х10-5Pa，这个最弱音已经作为国际标准的参照声。描述声音强度的量值是采用分贝表示:分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比，取以10为底的对数并乘以10（或20）。N=10*lg(A1/A0)分贝符号为“dB”。N是被量度量的“级”，也被称为声压级。A1是被量度量。A0是基准量，如果2Х10-5Pa被看作0dB(声压级)那么在特别安静的环境中，单独检测：动物的呼吸声大约20dB人们正常的谈话声约60dB汽车的喇叭

6、声约100dB飞机起飞的声音约120dB120dB以上的强度可使人产生痛苦的感觉。人耳听觉特性●人耳对声音强弱的感觉特性人耳对声音强弱的感觉不与声压成正比，而与声压级成正比。安静的环境和嘈杂的环境中人耳可以分辨的声音不同。掩蔽：一个频率声音的听阈由于另一个声音的存在而上升的现象。掩蔽效应：复合声音信号中，响度较低的声音频率分量被高者淹没。响度是听觉判断声音强弱的属性——主观，响度与声压级有一定关系：声压级每增加10dB，响度增加1倍。●响度和响度级●人耳听觉的掩蔽效应●声音质量评价◆我们经常会对某一位歌手的歌声发表意见，并

7、与其他歌手进行比较，这其实是在对声音的质量进行评价。◆声音质量的度量有两种基本方法：客观质量度量、主观质量的度量。声波的测量与分析传统的方法是先用机电换能器把声波转换为相应的电信号，然后用电子仪表放大到一定的电压级进行测量与分析。由于计算技术的发展，使许多计算和测量工作都使用了计算机或程序实现。这些带计算机处理系统的高级声学测量仪器，能完成下列一些测量工作：●评价值的测量——响度和响度级，噪音级，清晰度指数，噪音评价数。●声源的测量——频谱的时间变化，声功率，指向性，效率，频谱特征，幅值分布等。●音质的测量——混响时间，隔

8、音量，吸音量。●声音客观质量的度量方法声测量的基本仪器是声级计。声级计是一种能对声音作出类似人耳的反应的仪器，同时，它能进行客观而可重复的声压和声级测量。声压测量的好处很多：它能帮助音乐厅提高音响效果；能对烦扰声音进行精密的、科学的分析。声级测量还能明确地告诉我们什么声音会引起听力损害，并提醒人们采用适