声音的数字化

声音的数值化2021/5/91模拟量与数字量

时间速度2数值量在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。例如：

用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时，每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有零件送出时加给电子电路的信号是0，所以能记数。可见，零件数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此它是一个数字量。最小的数量单位就是1个。1模拟量在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。

例如：汽车在刹车过程中，速度是

从某个值减速到零，在变化过程中

时间上和速度上的值是连续变化的。时间数量2021/5/92思考2?人们听到的声音是由振动产生的波通过介质（空气）传到人耳的结果，是模拟信号。而计算机中是用二进制存储数据，只能识别两个值，0和1，计算机中所用信息是数字量。但我们计算机经常要处理声音信号，我们怎样把自然界里的声音这种模拟量转换成计算机里数字量呢？思考1？

我们计算机只能存储和识别“0”和“1”，那么我们计算机存储的数据是模拟量还是数值量呢？2021/5/93传感器传感器：作用是进行能量方式的转换,将各种物理量的变化转换成电流或电压的变化形式.常见的传感器有声音传感器（话筒）、温度传感器(空调)、光敏传感器(数码相机自动感光设备)、红外传感器(报警器)、距离传感器(倒车雷达)等.通过对它们获得的电流或电压形式的模拟信号进行采样和量化,变为数字形式的数值信号,计算机就可以存储和处理这些信息了.2021/5/94录制声音的过程话筒ADC模数转换器计算机存储器电信号数字量过程：采样量化声波电信号（模拟量形式转换）存储数字量信息2021/5/95ADC模数转换器转换过程过程：音频信号通过和实现模拟量的数字化（1）采样：把时间域或空间域的连续量转化成离散量的过程。一般都是每隔相等的一小段时间采样一次，其时间间隔称为采样周期。采样点采样频率：每秒钟采样点的次数。（单位：HZ）采样频率越大，声音越真实，自然。但数据量就越多。采样量化2021/5/968,000Hz-电话所用采样率,对于人的说话已经足够22,050Hz-无线电广播所用采样率32,000Hz-miniDV数码视频camcorder、DAT(LPmode)所用采样率44,100Hz-音频CD,也常用于

MPEG-1

音频（VCD,SVCD,MP3）所用采样率47,250Hz-商用PCM

录音机所用采样率48,000Hz-miniDV、数字电视、DVD、DAT、电影和专业音频所用的数字声音所用采样率50,000Hz-商用数字录音机所用采样率96,000或者192,000Hz-

DVD-Audio、一些LPCMDVD

音轨、BD-ROM（蓝光盘）音轨、和

HD-DVD

（高清晰度DVD）音轨所用所用采样率

2021/5/97ADC模数转换器转换过程（2）量化：把幅度上连续取值（模拟量）的每一个样本转换为离散值（数字值）表示，因此量化过程又是也称为A/D转换（模数转换）量化级数越大，量化位数也就越大，声音的质量越好,占电脑的存储空间也越多。10012021/5/98声道

声道(SoundChannel)是指声音在录制或播放时在不同空间位置采集或回放的相互独立的音频信号，所以声道数也就是声音录制时的音源数量或回放时相应的扬声器数量。常见的有单声道，双声道（立体声），四声道环绕和5.1声道环绕。2021/5/99数字化声音存储量计算：

声音存储量=采样频率×量化位数×声道数×时间／8单位：字节2021/5/9101.录制声音的过程如图所示话筒ADC模数转换器计算机存储器其中ADC模数转换器的作用是（

）A．将模拟信号转换为数字信号

B．将数字信号转换为模拟信号

C．对模拟信号进行放大

D．对数字信号进行压缩2.小王通过Windows附件中的“录音机”程序录制自己的声音，这一过程实现了（

）

A.图像识别

B.模数转换

C.语音识别

D.格式转换2021/5/911想一想：哪个声音文件音质佳，哪个声音文件占的存储空间更大？sound1.wavsound2.wav2021/5/9123以下硬件设备中,能完成声音数字化的设备为(

)耳机话筒声卡音响2021/5/913声道数量化位数采样频率/8(单位：字节B)22*1000存储量=*

16*2*10(单位：位bit)10秒钟如下的声音文件2021/5/914

存储量=16*1000*16*2*10/8(单位：字节B)10秒钟如下的声音文件，请问所占的存储空间是多少？请你算一算声道数量化位数采样频率2021/5/9155小王将5秒的单声道音频“朗诵．wav”和10秒的单声道音频“配乐．wav”合成为10秒的双声道音频“配乐诗朗诵．wav”，三个音频均使用相同采样频率和量化位数，关于3个文件的存储容量，下列描述正确的是(

)A．“配乐诗朗诵．wav”与“配乐．wav”相同B．“配乐诗朗诵．wav”与“朗诵．wav”相同C．“配乐诗朗诵．wav”约等于“配乐．wav”的2倍D．“配乐诗朗诵．wav”约等于“朗诵．wav”与“配乐．wav”之和【解析】本题考查音频文件存储空间与各参数之间的关系。三个音频均使用相同采样频率和量化位数，故存储容量与时间和声道数有关。配乐诗朗诵．wav为双声道，时间为10秒，因此存储容量关系为：“配乐诗朗诵．wav”＝2倍“配乐．wav”＝4倍“朗诵．wav”。【答案】C2021/5/9166声音的数字化通过采样与量化来实现,如图,其中图a和图b分别表示的是对同一段声音采用不同频率进行采样的示意图。下列叙述正确的是(

)A.图a的采样频率高,数字化后的数据量大B.图b的采样频率高,数字化后的数据量大C.图a的采样频率低,数字化后的音质好