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1、第一章第一章 音频的基础知识音频的基础知识u声音信号的基本特点声音信号的基本特点 u音频信号的数字处理音频信号的数字处理 u音频文件的常见格式音频文件的常见格式 声音信号的基本特点声音信号的基本特点声音信号的基本特点声音信号的基本特点 返回返回 第第第第1 1 1 1页页页页 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 声音的种类声音的种类 声音可分为：声音可分为：纯音：纯音：轻敲音叉所发出的一种单一频率的正弦波声音轻敲音叉所发出的一种单一频率的正弦波声音1.1 1.1 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 复合音：复合音：包含两个以上纯音的声音包含两个以上纯音的声音 基本音：周期性的复合音与周期相
2、同的声音或非周期性的复合音基本音：周期性的复合音与周期相同的声音或非周期性的复合音中最低频率的声音中最低频率的声音 谐波：又称倍音，谐波：又称倍音，具有周期性的复合音中，除基本音以外，与基具有周期性的复合音中，除基本音以外，与基本音成整数倍的声音本音成整数倍的声音 单音：一个基本音与其整数倍的谐波组成的单音：一个基本音与其整数倍的谐波组成的 声音声音 返回返回 第第第第2 2 2 2页页页页 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 声音的种类声音的种类 1.1 1.1 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 声音可分为：声音可分为：谐和音：在单音的混合声中，其倍频音相等的声音谐和音：在单音的混合声
3、中，其倍频音相等的声音 噪音：无规律（非周期性）的声音噪音：无规律（非周期性）的声音 白噪音：在宽广的频率范围内能量分布均匀的声音白噪音：在宽广的频率范围内能量分布均匀的声音 黑噪声：在对信号的处理时，以某些声音为对象时，该声音以外黑噪声：在对信号的处理时，以某些声音为对象时，该声音以外的声音的声音 返回返回 第第第第3 3 3 3页页页页 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 1.1 1.1 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 声音的要素声音的要素 声调声调:声调的高低主要是由频率的高低决定的，人的耳朵所声调的高低主要是由频率的高低决定的，人的耳朵所能感知的范围一般为能感知的范围一般为20
4、Hz20Hz20kHz20kHz 声音三要素：声音三要素：频率高的声音被称为高音频率高的声音被称为高音 频率低的声音被称为低音频率低的声音被称为低音 声音的要素声音的要素 返回返回 第第第第4 4 4 4页页页页 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 1.1 1.1 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 响度响度:声音的大小声音的大小,衡量声音强弱有一个标准尺度，就是表衡量声音强弱有一个标准尺度，就是表示声音强弱的单位，通常使用示声音强弱的单位，通常使用dBdB单位来表示单位来表示 声音三要素：声音三要素：声压：声压：由声波使空气的大气压发生变化的幅由声波使空气的大气压发生变化的幅度，单位是度
5、，单位是PaPa。声压变动的幅度越大声音就越大声压变动的幅度越大声音就越大 声强：用声强：用dBdB数来表示声音强弱的量数来表示声音强弱的量 返回返回 第第第第5 5 5 5页页页页 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 1.1 1.1 声音信号的基本概念声音信号的基本概念 声音的要素声音的要素 音色：是指两个声音的大小和音调相等的情况下，其声音音色：是指两个声音的大小和音调相等的情况下，其声音有不同的感觉有不同的感觉声音三要素：声音三要素：音色是由声音中所包含的谐波成分所决定的音色是由声音中所包含的谐波成分所决定的 与声音的频谱、波形、声压等参数有关与声音的频谱、波形、声压等参数有关 音频信
6、号的数字处理音频信号的数字处理音频信号的数字处理音频信号的数字处理 返回返回 第第第第6 6 6 6页页页页 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 音频信号的特点音频信号的特点 模拟音频信号的特点：模拟音频信号的特点：1.2 1.2 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 直观、形象直观、形象 模拟信号精度低，表示的范围小，且容易受到干扰模拟信号精度低，表示的范围小，且容易受到干扰 返回返回 第第第第7 7 7 7页页页页 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 音频信号的特点音频信号的特点 数字音频信号的特点：数字音频信号的特点：1.2 1.2 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 信息的物理量
7、以一系列数据组的形式来表示信息的物理量以一系列数据组的形式来表示 数字信号在时间轴上是离散的数字信号在时间轴上是离散的 具有较强的抗干扰能力具有较强的抗干扰能力 返回返回 第第第第8 8 8 8页页页页 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 音频信号的处理过程音频信号的处理过程 （1 1）取样：）取样：以恒定的频率在时间轴上对模拟信号离散的进行取样以恒定的频率在时间轴上对模拟信号离散的进行取样 1.2 1.2 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 直观、形象直观、形象 模拟信号精度低，表示的范围小，且容易受到干扰模拟信号精度低，表示的范围小，且容易受到干扰 返回返回 第第第第9 9 9 9页页
8、页页 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 音频信号的处理过程音频信号的处理过程 （2 2）量化和编码）量化和编码1.2 1.2 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 量化：量化：把取样保持处理后的信号变为有限个在幅把取样保持处理后的信号变为有限个在幅度上离散的二进制信号的过程度上离散的二进制信号的过程 编码：对量化的每个值点的数值进行二进制编码的编码：对量化的每个值点的数值进行二进制编码的过程过程 返回返回 第第第第10101010页页页页 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 音频信号的处理过程音频信号的处理过程 （3 3）量化噪音：）量化噪音：在量化时忽略的在量化时忽略的信号信号实际值与
9、量化值之间存在偏实际值与量化值之间存在偏差，是差，是由量化编码的位数决定，它也决定了量化的精度由量化编码的位数决定，它也决定了量化的精度 1.2 1.2 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 返回返回 第第第第11111111页页页页 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 音频信号的处理过程音频信号的处理过程 （4 4）动态范围：）动态范围：指噪声电平（最小信号电平）和最大不失真信号指噪声电平（最小信号电平）和最大不失真信号电平之间的范围电平之间的范围 1.2 1.2 音频信号的数字处理音频信号的数字处理 音频信号在动态范围内可得到不失真的正常传输音频信号在动态范围内可得到不失真的正常传输 动
10、态范围越宽越好动态范围越宽越好 音频文件的常见格式音频文件的常见格式音频文件的常见格式音频文件的常见格式 返回返回 第第第第12121212页页页页 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 音频文件格式简介音频文件格式简介 1.3 1.3 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 *.WAV*.WAV 由由MicrosoftMicrosoft公司和公司和IBMIBM开发的，被开发的，被WindowsWindows平台及其应用平台及其应用程序所支持的一种数字声音的标准声音文件格式，音质保持程序所支持的一种数字声音的标准声音文件格式，音质保持很好，但其数据量则会很大，因此一般不适于网络传输或播很好，但其
11、数据量则会很大，因此一般不适于网络传输或播放放 *.MP3*.MP3 MP3MP3是是MPEGMPEG的音频层，的音频层，MPEGMPEG音频编码具有很高的压缩比，音频编码具有很高的压缩比，但但MPEGMPEG音频文件的压缩是一种有损压缩，存储容量小，音质音频文件的压缩是一种有损压缩，存储容量小，音质还原较好，所以成为目前最为流行的音频格式文件。还原较好，所以成为目前最为流行的音频格式文件。返回返回 第第第第13131313页页页页 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 音频文件格式简介音频文件格式简介 1.3 1.3 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 *.RA.RA、*.RM.RM、*.
12、RAM.RAM 这些文件格式是这些文件格式是RealReal文件的主要格式，可以随网络带宽文件的主要格式，可以随网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，另带宽较充裕的听众获得较好的音质前提下，另带宽较充裕的听众获得较好的音质 *.AIF.AIF、*.AIFF.AIFF、*.AU.AU 常见的几种音频文件格式，其中常见的几种音频文件格式，其中AIFAIF、AIFFAIFF是是AppleApple公司公司开发，被开发，被MacintoshMacintosh平台及其应用程序所支持；平台及其应用程序所支持；AUAU是由是由
13、Sun Sun MicrosystemsMicrosystems公司与公司与AppleApple公司为公司为UNIXUNIX系统共同开发的一种经系统共同开发的一种经过压缩的数字声音文件格式，这种也是过压缩的数字声音文件格式，这种也是InternetInternet上最古老的上最古老的声音文件格式之一声音文件格式之一 返回返回 第第第第14141414页页页页 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 音频文件格式简介音频文件格式简介 1.3 1.3 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 *.ASF.ASF、*.ASX.ASX、*.WMA.WMA、*.WAX.WAX ASFASF和和WMAWMA是是
14、MicrosoftMicrosoft公司针对公司针对RealReal公司开发的新一代网公司开发的新一代网上流式数字音频压缩技术。这种压缩技术同时兼顾了保真度上流式数字音频压缩技术。这种压缩技术同时兼顾了保真度和网络传输的需求，具有一定的先进性和网络传输的需求，具有一定的先进性 *.VQF *.VQF 它是它是YAMAHAYAMAHA公司的专用音频格式。采用减少数据流量但公司的专用音频格式。采用减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩比，保持音质的方法来达到更高的压缩比，该文件格式我们并不该文件格式我们并不常见常见 返回返回 第第第第15151515页页页页 音频文件的常见格式音频文件的常见
15、格式 音频文件格式简介音频文件格式简介 1.3 1.3 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 CD-DA CD-DA CD-DACD-DA是数字音频光盘是数字音频光盘Compact Disc Compact Disc DitigalDitigal Audio Audio的英的英文缩写，这种音乐格式在我们的日常生活中十分常见，它的文缩写，这种音乐格式在我们的日常生活中十分常见，它的数字化音频效果完全能够再现原始的声效且文件小数字化音频效果完全能够再现原始的声效且文件小 MD MD MDMD是是MiniDiscMiniDisc的简称，是的简称，是SONYSONY公司推出的一种便携式音公司推出的一种
16、便携式音乐格式。具有很强的编辑功能。用户可以快速完成选曲、编乐格式。具有很强的编辑功能。用户可以快速完成选曲、编曲等基本编辑操作，极具个性化。目前流行的曲等基本编辑操作，极具个性化。目前流行的MDMD汽车音响、汽车音响、MDMD随身听等都是采用这种音乐格式随身听等都是采用这种音乐格式 返回返回 第第第第16161616页页页页 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 音频文件格式简介音频文件格式简介 1.3 1.3 音频文件的常见格式音频文件的常见格式 *.MID.MID、*.RMI.RMI、*.CMF.CMF、*.RCP.RCP 这些文件格式属于这些文件格式属于MIDIMIDI文件范畴，这类文件主要应用于文件范畴，这类文件主要应用于计算机音乐创作，用户可以通过专业的音频创作软件实现谱计算机音乐创作，用户可以通过专业的音频创作软件实现谱曲，或直接通过声卡曲，或直接通过声卡MIDIMIDI接口将外部音序器演奏的乐曲输入接口将外部音序器演奏的乐曲输入到计算机中完成音乐创作到计算机中完成音乐创作 MOD MOD MODMOD的结构类似于的结构类似于MIDIMIDI，是一种类似于波表的音乐格式，是一种类似于波表的音乐格式，常用于游戏的背景音乐常用于游戏的背景音乐 本章结束本章结束本章结束本章结束 谢谢使用谢谢使用谢谢使用谢谢使用