音频处理资料讲解.ppt

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1、音频处理内容提要声音基本常识声音的数字化常见的音频文件格式音频素材的获取Windows自带的录音机介绍几种常见的音频处理软件1声音基础知识声音基本常识声音是由于空气振动引起耳膜的振动，由人耳所感知。从本质上说，空气的振动就产生了声波。人耳能感受到的声音范围是20－20kHz人的语音范围是300－3kHz空气的振动空气振动形成声波声音三要素正弦波有三个重要参数：频率ω0、幅度An和相位ψn。研究表明，一般的声音是由许多不同频率的正弦信号组合成的。声音的三个要素是音调、音强和音色。基频与音调频率是指信号每秒钟变化的次数。人对声音频率的感觉表现为音调

2、的高低，在音乐中称为音高。音调是由频率ω所决定的。音乐中音阶的划分是在频率的对数坐标（20×log）上取等分而得的。谐波与音色n×ωO称为ωO的高次谐波分量，也称为泛音。音色是由混入基音的泛音所决定的，高次谐波越丰富,音色就越有明亮感和穿透力。不同的谐波具有不同的幅值An和相位偏移ψn，由此产生各种音色效果。幅度与音强人耳对于声音细节的分辨只有在强度适中时才最灵敏。人的听觉响应与强度成对数关系。一般的人只能察觉出3分贝的音强变化，再细分则没有太多意义。我们常用音量来描述音强，以分贝（dB=20log）为单位。在处理音频信号时，绝对强度可以放大，

3、但其相对强度更有意义，一般用动态范围定义：动态范围＝20log（信号的最大强度/信号的最小强度）（dB）音宽与频带频带宽度或称为带宽，它是描述组成复合信号的频率范围。例如，普通电话容许语音信号通过，带宽约为3.2kHz（200-3400Hz）；高保真度（Hi-Fi，high-fidelity）声音的频率范围为10~20000Hz，带宽约为20kHz。音频信号的指标（1）频带宽度：音频信号的频带越宽，所包含的音频信号分量越丰富，音质越好。（2）动态范围:动态范围越大，信号强度的相对变化范围越大，音响效果越好。（3）信噪比：信噪比SNR（Signa

4、ltoNoiseRatio）是有用信号与噪声之比的简称。 噪音可分为环境噪音和设备噪音。信噪比越大，声音质量越好。（4）主观度量法：人的感觉机理对声音的度量最有决定意义。感觉上的、主观上的测试是评价声音质量不可缺少的部分。当然，可靠的主观度量值是较难获得的。2声音的数字化声音的数字化为什么要数字化？脉冲编码调制（PCM）数字音频的技术指标为什么要数字化？由于音频信号是一种连续变化的模拟信号计算机只能处理和记录二进制的数字信号因此，由自然音源而得的音频信号必须经过一定的变化和处理，变成二进制数据后才能送到计算机进行再编辑和存贮。把模拟信号转换成数

5、字信号的过程称为模/数转换（A/D转换）；反过来，把数字信号转换为模拟信号的过程称为数/模转换（D/A转换）。A/D话音编码信道编码信道信道译码话音译码D/A脉冲编码调制（PCM）模/数转换主要包括：采样：在时间轴上对信号数字化；量化：在幅度轴上对信号数字化；编码：按一定格式记录采样和量化后的数字数据。脉冲编码调制PCM（PulseCodeModulation）是一种模数转换的最基本编码方法。CD--DA采用的就是这种编码方式。编码的过程首先用一组脉冲采样时钟信号与输入的模拟音频信号相乘，相乘的结果即输入信号在时间轴上的数字化。然后对采样以后的

6、信号幅值进行量化。最简单的量化方法是均衡量化，这个量化的过程由量化器来完成。对经量化器A/D变换后的信号再进行编码，即把量化的信号电平转换成二进制码组，就得到了离散的二进制输出数据序列x(n)，n表示量化的时间序列，x(n)的值就是n时刻量化后的幅值，以二进制的形式表示和记录。数字音频的技术指标(1)采样频率：采样频率是指一秒钟内采样的次数。采样频率的选择应该遵循奈奎斯特（HarryNyquist）采样理论：如果对某一模拟信号进行采样，则采样后可还原的最高信号频率只有采样频率的一半，或者说只要采样频率高于输入信号最高频率的两倍，就能从采样信号系

7、列重构原始信号。根据该采样理论CD激光唱盘采样频率为44.1KHz，可记录的最高音频为22.05KHz，这样的音质与原始声音相差无几，也就是我们常说的超级高保真音质。常用的声音采样频率有44.lKHz（达到CD音质），22.05KHz(达到调频广播音质)及11.025KHz(达到电话语音音质)。(2)量化位数：量化位数是对模拟音频信号的幅度轴进行数字化，它决定了模拟信号数字化以后的动态范围。由于计算机按字节运算，一般的量化位数为8位和16位。量化位越高，信号的动态范围越大，数字化后的音频信号就越可能接近原始信号，但所需要的存贮空间也越大。（3）

8、声道数：有单声道和双声道之分。双声道又称为立体声，在硬件中要占两条线路，音质、音色好，但立体声数字化后所占空间比单声道多一倍。（4）编码算法：编码的作