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1、现代教育技术黄冈师范学院教育科学与技术系黄冈师范学院教育科学与技术系第3章 音频媒体及技术http:/ 音频数字化采集技术l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3.1 音频数字化采集技术l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。3.1 音频数字化采集技术l3.1.1音频数字化过程及指标l采样及采样频率采
2、样频率越高，数字化音频的质量越高l所能记录声音的最高频率为采样频率的1/2常用的音频采样频率8kHz、11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHzlCD唱片记录数字化音频的采样频率为44.1kHzl调频广播所采用的采样频率为22.05kHzl电话机音频采样频率为8kHz音频数字化采集技术l量化、量化位数每个采样点用二进制数的多少为量化位数，或采样精度量化位数决定着数字音频可表现的声音幅度层次的多少l可表现声音幅度的最大层次数是以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为底的量化位数的幂CD唱片所记录数字化音频的量化位数为16 bitDV
3、D所记录数字音频的量化位数为24 bitl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采样频率（m）x量化位数（b）X声道数X时间（s）8文件占据的存储空间（B）音频数字化采集技术l编码及文件格式WAV格式CD格式MIDI格式MP3MP3 ProWMAMP4RAlWAV格式:WAV格式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
4、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lCD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，并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lMIDI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，把这些指令发送给产卡，由声卡按照指令将声音合成出来，重放的效果取决于声
5、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lMP3：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lWMA：WMA(
6、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，甚至是播放机器的限制，可有力地防止盗版。音频数字化采集技术lMP4：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
7、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l音频数字化采集方法音频数字化采集l即数字化录音即数字化录音数字录音的方式l用专门的用专门的数字录音机数字录音机进行进行l利用计算机进行利用计算机进行l传声器、装有声卡传声器、装有声卡的计算机和相应软件的计算机和相应
8、软件lWindows“开始开始”/“程序程序”/“附件附件”/“娱乐娱乐”下下的的“录音机录音机”音频数字化采集技术l用计算机进行录音的基本设置双击Windows窗口的音量图标，在“音量控制”窗口中执行“选项”/“属性”命令。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”。在出现的“录音控制”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l保证在好的声学环境中进行声音录制l采用合适的拾音器件l选用高质量的声卡l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
9、量控制l噪音低l混响时间合适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）所持续的时间混响时间过短，声音“干”，单薄枯燥混响时间过长，声音“空”，混浊不清混响时间合适，声音清晰明亮，丰满浑厚，感染力强混响时间控制严格l选择合适的拾音器件控制数字音频质量传声器（MicrophoneMicrophone，MICMIC）话筒、麦克风话筒、麦克风l将声信号转换成音频电信号的装置l传声器的种类动圈式（Dynamic）传声器l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电容式（Condenser）传声器l体小质轻、灵敏度高、动态范围大、频响平直、瞬态
10、响应好，经不起强烈振动语言拾音优先选择动圈式传声器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l灵敏度l频率响应l输出阻抗和指向性l信噪比传声器的使用注意点l控制拾音距离l保持相位一致l避震防潮防风l使用音频屏蔽线无线传声器l组成发射器、接收器l传声器、声频放大器、射频振荡器、射频放大器和电源种类l手持式、头戴式和钮扣（领夹）式lVHF频段和UHF频段l无线传声器的使用注意点装好天线，使用过程中手不要接触天线正确配置调准频率l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l“多”编辑加工技法多，处理花样多l“快”加工处理迅速，并及时反馈l“好”编辑质量高、精度高l“
11、省”只需要普通计算机和音频编辑软件l“简”数字化编辑操作简单音频数字化编辑加工l常用音频编辑软件Audition、Cool Edit、Gold WaveSamplitude、Sound Forge、WaveLabl音频编辑的一般方法加工区域的选取音频节目的剪辑与合成音频节目的修饰3.3 扩音技术扩音机的性能指标l输出功率PMPO功率（Peak Music Power Output，峰值音乐输出功率）PMPO功率为额定输出功率的515倍l频率特性l谐波失真l信噪比扬声器的性能指标l额定功率l额定阻抗l频率范围低音扬声器，高音扬声器l指向性定阻式扩音机与扬声器的连接l所连接扬声器的总功率不小于扩音
12、机的输出功率l每只扬声器的实得功率不能超过其额定功率l扩音机输出阻抗与扬声器连接后的总阻抗相等l高阻抗输出端子加用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扬声器的额定功率定压式扩音机与扬声器的连接l定压式扩音机的输出端子用电压标度l用定压式输送变压器将扩音机与扬声器配接l输送变压器的初级与扩音机的输出端相连l根据扬声器的额定电压选择次级扩音注意点l正确连接l避啸叫不能将传声器与扬声器相向放置发生啸叫应立即调低传声音量或衰减相应频率l防空载l信号源“对号入座”l适时调整音量音色高频切除（HIGH CUT）和超低音切除（SUBSONIC）l合适布局扬声器教学实践数字录音及音频
13、数字化加工实践l 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。l 实践器材 （1）计算机；（2）传声器、音箱或麦耳；（3）音频编辑软件。l 实践内容及要求数字化录音l利用计算机和耳麦进行，或利用计算机与传声器进行l对采样频率、量化位数、声通数、录音电平等进行控制l 数字音频编辑思 考 题1 1采样频率和量化位数对数字化音频的质量有哪些影响？这些指标的值多少为合适？2 2常见的音频文件格式有哪些？不同的音频文件格式各有什么特点？3 3如何进行数字化录音？影响数字化录音质量因素有哪些？4 4何谓混响时间？混响时间长短对听音效果有哪些影响？5 5选择和使用传声器各应注意哪些问题？6 6如何进行数字化音频编辑加工？音频编辑软件有哪些编辑加工功能？7 7扩音时要注意哪些问题？返回返回 模拟信号:信号波形模拟着信息的变化而变化信号称为模拟信号。其特点是幅度连续(连续的含义是在某一取值范围内可以取无限多个数值)。数字信号:指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。模拟信号与数字信号返回返回数字录音机(笔笔)计算机进行录音的基本条件l外接话筒连接要正确话筒接口分别在机箱前面板或后面板返回返回l录音软件l安装好声卡及驱动程序声卡安装好与否检查右下角输出输入