音频媒体及技术

1、现代教育技术第3章 音频媒体及技术学习目标n阐释采样频率、量化位数的含义，能根据需要选用合适的采样频率和量化位数n比较7种音频文件格式的特点n掌握数字化录音的方法，知道控制数字化录音质量的因素n掌握数字化音频加工的方法n掌握扩音技术3.1 音频数字化采集技术n数字音频原理: 由于音频信号是一种连续变化的模拟信号，而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。 模拟的音频信号音频数字化采集技术n把模拟信号转换成数字信号的过程称为模/数转换，它主要包括：采样：在时间轴上对信号数字化；量化：在幅度轴上对

2、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,从而产生不同音频格式的文件。 3.1 音频数字化采集技术n采样及采样频率(采样：在时间轴上对信号数字化)；q采样频率越高，数字化音频的质量越高n所能记录声音的最高频率为采样频率的所能记录声音的最高频率为采样频率的1/21/2q常用的音频采样频率8kHz、11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHznCDCD唱片记录数字化音频的采样频率为唱片记录数字化音频的采样频率为44.1kHz44.1kHzn调频广播所采用的采样频率为调频广播所采用的采样频率为22.05kHz22.05kHz音频数字化采集

3、技术n量化、量化位数(在幅度轴上对信号数字化)q每个采样点用二进制数的多少表示为量化位数，或采样精度q量化位数决定着数字音频可表现的声音幅度层次的多少n可表现声音幅度的最大层次数是以2为底的量化位数的幂qCD唱片所记录数字化音频的量化位数为16 bitqDVD所记录数字音频的量化位数为24 bitn采样频率越高，量化位数越多，得到的数字化音频的质量越高，相应的信息量或文件尺寸也越大n编码：按一定格式记录采样和量化后的数字数据,从而产生不同音频格式的文件。音频数字化采集技术n编码及文件格式qWAV格式qCD格式qMIDI格式qMP3qMP3 ProqWMAqMP4qRAnWAV格式: WAV格式

4、是微软公司开发的一种声音文件格式，也叫波形声音文件(PCM)，是最早的数字音频格式，被Windows平台及其应用程序广泛支持。WAV格式支持许多压缩算法，支持多种音频位数、采样频率和声道，采用44.1kHz的采样频率，16位量化位数，因此WAV的音质与CD相差无几，但WAV格式对存储空间需求太大不便于交流和传播。音频数字化采集技术音频数字化采集技术nCD格式: CD格式是音质最好的音频格式之一。标准cD格式的采样频率为44.1KHz，量化位数为16位；是近似无损的格式。在计算机上看到的扩展名 cad的文件是一个索引信息，井不真正包含声音信息；不能直接复制CD格式的cda文件到硬盘上播放，需要使

5、用EAC等抓音轨软件把CD格式的文件转换成WAV格式才能存放到硬盘上播放。音频数字化采集技术nMIDI格式: MIDI称作乐器数字接口，是数字音乐电子合成乐器的统一国际标准。在MIDI文件中存储的是一些指令，把这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来，重放的效果取决于声卡的档次。MIDI格式的音频文件占据的存储空间非常小，1 min MIDI文件占据的存储空间大约为510 KB。音频数字化采集技术nMP3： MP3格式是采用MPEG音频文件压缩标准的压缩音频文件格式，具有10：112：1的压缩率，即MP3格式的文件只有同时间长度WAV格式音频文件所占据存储空间的1/10 左右，其音质稍

6、次于CD格式和WAV格式的声音文件。MP3格式是以牺牲声音文件中12 kHZ以上高音频部分的质量来换取文件占据的小存储空间。 MP3 Pro格式是MP3格式的发展，它的压缩率比 MP3高一倍，音频文件占据的存储空间较小，但音质并不逊于MP3格式。 音频数字化采集技术nWMA： WMA (Windows Media Audio)是微软在互联网音频、视频领域的力作。WMA格式是以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率目的，其压缩率一般可以达到1:18。此外，WMA还可以通过DRM（Digital Rights Management）方案加入防止拷贝，或者加入限制播放时间和播放次数，甚至是播

7、放机器的限制，可有力地防止盗版。 音频数字化采集技术nMP4： MP4采用的是美国电话电报公司（AT&T）所研发，由美国网络技术公司(GMO)及RIAA联合公布的一种新的音乐格式。MP4在文件中采用了保护版权的编码技术，只有特定的用户才可以播放，有效地保证了音乐版权的合法性。另外MP4的压缩比达到了1:15，体积较MP3更小，但音质却没有下降。不过因为只有特定的用户才能播放这种文件，因此其流传与MP3相比差距甚远。 音频数字化采集技术RA文件格式： RealAudio是由Real Networks公司推出的一种文件格式，最大的特点就是可以实时传输音频信息，尤其是在网速较慢的情况下，仍然可以较为

8、流畅地传送数据，因此RealAudio主要适用于网络上的在线播放。 数字化采集技术n音频数字化采集方法q音频数字化采集n即数字化录音q数字录音的方式n用专门的数字录音机进行n利用计算机进行n传声器、装有声卡的计算机和相应软件nWindows“开始”/“程序”/“附件”/“娱乐”下的“录音机” 音频数字化采集技术n用计算机进行录音的基本设置q双击Windows窗口的音量图标，在 “音量控制”窗口中执行“选项”/“属性”命令。q在“属性”对话框中选择“调节音量”中的“录音”选项，在“显示下列音量控制”中选择录音源，如果是将传声器与声卡上的MIC插口相连录音，则应该选择“麦克风” 。q在出现的“录音

9、控制”对话框中上下调整音量滑块，调节录音电平的大小。控制音频数字化采集质量的关键n保证在好的声学环境中进行声音录制n采用合适的拾音器件n选用高质量的声卡n合理控制音频数字化参数和其他各项参数录音声学环境的质量控制n噪音低n混响时间合适q混响时间是从声音发出至声音强度衰减60分贝（衰减至原来强度的百万分之一）所持续的时间q混响时间过短，声音“干”，单薄枯燥q混响时间过长，声音“空”，混浊不清q混响时间合适，声音清晰明亮，丰满浑厚，感染力强q混响时间控制严格n选择合适的拾音器件控制数字音频质量传声器（Microphone，MIC）话筒、麦克风n将声信号转换成音频电信号的装置n传声器的种类q动圈式（

10、Dynamic）传声器n结构牢固、性能稳定和使用简便，频响与语言的频率范围结构牢固、性能稳定和使用简便，频响与语言的频率范围接近，适宜于拾取语言信号接近，适宜于拾取语言信号q电容式（Condenser）传声器n体小质轻、灵敏度高、动态范围大、频响平直、瞬态响应体小质轻、灵敏度高、动态范围大、频响平直、瞬态响应好，经不起强烈振动好，经不起强烈振动q语言拾音优先选择动圈式传声器q演奏的拾音优先选电容式传声器或高质量的动圈传声器传声器的技术指标n灵敏度n频率响应(正常工作的频带宽度)n输出阻抗和指向性n信噪比传声器的使用注意点n控制拾音距离n保持相位一致n避震防潮防风n使用音频屏蔽线无线传声器n组成

11、q发射器、接收器n传声器、声频放大器、射频振荡器、射频放大器和电源传声器、声频放大器、射频振荡器、射频放大器和电源q种类n手持式、头戴式和钮扣（领夹）式手持式、头戴式和钮扣（领夹）式nVHFVHF频段和频段和UHFUHF频段频段n无线传声器的使用注意点q装好天线，使用过程中手不要接触天线q正确配置q调准频率n声卡3.2 音频数字化编辑加工音频数字化编辑加工的特点n “多”编辑加工技法多，处理花样多n “快”加工处理迅速，并及时反馈n “好”编辑质量高、精度高n “省”只需要普通计算机和音频编辑软件n “简”数字化编辑操作简单音频数字化编辑加工n常用音频编辑软件qAudition、Cool Ed

12、it、Gold WaveqSamplitude、Sound Forge、WaveLabn音频编辑的一般方法q加工区域的选取q音频节目的剪辑与合成q音频节目的修饰3.3 扩音技术扩音机的性能指标n输出功率qPMPO功率（Peak Music Power Output，峰值音乐输出功率）qPMPO功率为额定输出功率的515倍n频率特性n谐波失真n信噪比扬声器的性能指标n额定功率n额定阻抗n频率范围q低音扬声器，高音扬声器n指向性定阻式扩音机与扬声器的连接n所连接扬声器的总功率不小于扩音机的输出功率n每只扬声器的实得功率不能超过其额定功率n扩音机输出阻抗与扬声器连接后的总阻抗相等n高阻抗输出端子加用

13、定阻式输送变压器与扬声器P0扩音机的输出功率、Z0输出阻抗，P扬声器的额定功率PPZZ00定压式扩音机与扬声器的连接n 定压式扩音机的输出端子用电压标度n 用定压式输送变压器将扩音机与扬声器配接n 输送变压器的初级与扩音机的输出端相连n 根据扬声器的额定电压选择次级 扩音注意点n正确连接n避啸叫q不能将传声器与扬声器相向放置q发生啸叫应立即调低传声音量或衰减相应频率n防空载n信号源“对号入座” n适时调整音量音色q高频切除（HIGH CUT）和超低音切除（SUBSONIC）n合适布局扬声器教学实践数字录音及音频数字化加工实践n 实践目的 （1）掌握数字录音的方法。 （2）加深对数字录音质量多因素影响的理解。 （3）掌握利用软件编辑加工音频的方法。n 实践器材 （1）计算机；（2）传声器、音箱或麦耳；（3）音频编辑软件。n 实践内容及要求q数字化录音n利用计算机和耳麦进行，或利用计算机与传声器进行利用计算机和耳麦进行，或利用计算机与传声器进行n对采样频率、量化位数、声通数、录音电平等进行控制对采样频率、量化位数、声通数、录音