声音卡和音频信息

声音卡和音频信息第1页，共27页，2023年，2月20日，星期四第一节数字声音基础声音是通过一定的介质传播的一种连续的机械波，物理学上称为声波。声音的强弱与振幅相关，声调的高低与频率相关。频率在20~20KHZ的波叫音频波

小于20HZ的叫亚音波，大于20KHZ叫超音波说话时频率范围为300~3000HZ：SPEECH,VOICE

音乐波的范围为：10~20,000HZ:AUDIO

人的听觉器官能感知的频率：20～20,000Hz

人的发音器官发出的声音频率：80～3,400Hz

人的听觉器官能感知的声音幅度：0～130dB

第2页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.1.2声音质量的评价区分声音质量通常用声音信号频率范围衡量。通常分为4级。数字激光唱盘CD-DA，10Hz~20kHz；调频广播FM，20Hz~15kHz；调幅广播AM，50Hz~7kHz；电话的话音质量，200Hz~3400Hz。数字录音带DAT格式，10～20,000（采样频率高于CD）数字激光唱盘的声音质量最高，电话的话音质量最低。除了频率范围外，人们往往还用其它方法和指标来进一步描述不同用途的音质标准。第3页，共27页，2023年，2月20日，星期四图声音频率范围图5.1声道示意图第4页，共27页，2023年，2月20日，星期四7.1声道图第5页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.2数字化声音把模拟声音信号变成数字信号由两个步骤完成：

(1)对连续的声音信号进行采样

(2)将采样得到的连续幅度值进行量化第6页，共27页，2023年，2月20日，星期四数字化：把时间和幅度连续的信号转换成离散的数字信号

连续时间的离散化通过采样(Sampling)，一般采用均匀采样(uniformsampling)

连续幅度的离散化通过量化(Quantization)，可采用线性量化,或非线性量化

第7页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.3声音数字化的参量2.3.1乃奎斯特理论与采样频率设定数字信号采样频率的大小由声音信号本身的最高频率决定，且采样频率不应低于声音信号最高频率的两倍，这样就能把数字声音还原为原来声音。目前通用的标准采样频率有：8k，11.025k，22.05k，16k，44.1k，和48k.用于激光唱盘音质采样第8页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.3.2采样精度（分辨率、解析度）采样精度：每个采样值用多少位二进制数来表示，它反映出度量声音波形幅度值的精确程度。例：8位可精确到1/28=1/256声道数：表示所产生声音波形的个数，单声道1个，双声道和立体声2个（根源在早期激光唱盘）第9页，共27页，2023年，2月20日，星期四存储容量=(采样频率khzX精度bitX通道数)/8Byte/s主要声音文件格式：wav(windows系统用)Mp3(mpeglayer3)mid(MIDI)：windowsRm(realmedia):realnetworks流媒体Ra(realaudio)…声音文件Snd和aif:apple及sgi工作站上的声音文件Au:sun和next公司声音文件，主要用于unix工作站第10页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.4声音卡第11页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.4.1声音卡的功能和技术指标录制、编辑和回放数字声音文件控制声音源的音量，混合后再数字化在记录和回放数字声音文件时进行压缩和解压缩通过采用语音合成技术，使计算机朗读文本语音识别等第12页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.4.2声音卡技术指标采样率和量化位数：44.1khz,mpclevel1,2分别为8，16位FM合成与波形表兼容性外围接口音频压缩DSP芯片软件支持第13页，共27页，2023年，2月20日，星期四FM合成：美国斯坦福大学johnchowing发明20世纪70年代，是音乐工业的一次革命，FM的工作原理是傅里叶级数：任何波形都可被分解为若干个不同频率的正玄波。内部包含信号发生器，振荡器，运算器等，受成本限制目前仅有4个正玄波合成声音，音色少，音质差。第14页，共27页，2023年，2月20日，星期四波表合成：把各种真正的乐器声音录制下来，再进行数字化处理形成波形数据，然后将各种波形数据存储起来。发音时通过查表找到所选乐器的波形数据，然后经过调制、滤波、再合成等处理进行发声。第15页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.4.3声音卡的组成与工作原理第16页，共27页，2023年，2月20日，星期四工作原理图，教材80页主要介绍混合信号处理器数字声音处理器音乐合成器第17页，共27页，2023年，2月20日，星期四第18页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.5音频信号处理的特点2.5.1模拟音频与数字音频的区别发声原理记录方式信号连续性信号精确度（动态范围）：模拟<80db第19页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.5.2数字化的声音和音乐1、波形音频采样与量化声道存储量波形文件：.wav,人语在8位，11.025khz即可还原第20页，共27页，2023年，2月20日，星期四2、MIDI(musicalinstrumentdigitalinterface)

标准:1982年达成协议，1988年提交midi制造商协会，成为数字音乐的国际标准。规定了乐器与计算机间，乐器间硬件联接和通信协议。文件：.mid，不对声音进行采样，而是记录每个音符的动作及长度等信息。存储量小，难以还原真实声音，价格昂贵。第21页，共27页，2023年，2月20日，星期四3、CD音频：一种数字化声音，以16位量化级，44.1khz采样的立体声，每片唱盘能记录约74分钟这种类型声音。第22页，共27页，2023年，2月20日，星期四2.6音乐合成与MIDI略第23页，共27页，2023年，2月20日，星期四音频编码简介第三讲1第三讲2第24页，共27页，2023年，2月20日，星期四声音处理软件Win2000录音机Cooledit音频格式转换第25页，共27页，2023年，2月20日，星期四家庭影院技术术语1、杜比定向逻辑系统：是目前av功放具有的一种环绕声制式，其解码能将输入的两个声道信号解成左、中、右和环绕四个声道。四个声道配合播放时能产生较好的效果，特别是对移动目标如飞机、火车等效果明显THX系统：它是对上系统的改进，将一个声道的环绕声分离成相互独立的两个声道及增加了一个超低音声道。因此系统共有左、中、右、左环绕、右环绕