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1、制作：陈正东E-第四章第四章 音频的采集音频的采集思考题4.1数字音频的相关概念数字音频的相关概念4.2 音频文件的常见格式音频文件的常见格式4.3 音频设备音频设备4.1数字音频的相关概念数字音频的相关概念（1）波形音频波形音频是多媒体计算机中最常用的方式。波形音频是通过模拟音频数字化的过程获得的，数字化的过程是指将模拟音频转换成一连串的二进制数据，在计算机中再现原始声音的过程。实现这个步骤使用的设备是模数转换器（AD），它以每秒上万次的速率对声波进行采样，每一次采样都记录下了原始模拟声波在某一时刻的状态，这称之为祥本。将一串的样本连接起来，就可以描述一段声音了。（2）M1Dl音频MIDI是
2、音乐设备数字接口（MusicalInstrumentDigitalInterface）的英文简写。MIDl是一种国际通用的标准接口，是电子乐器之间以及电子乐器与计算机之间进行交流的标准协议。从广义上可以将其理解为电子音乐合成器，是计算机音乐的统称，包括协议、设备等相关的技术。通常所说的MIDI是指一种计算机音乐的文件格式。4.1数字音频的相关概念数字音频的相关概念（3）CD音频CD音频也是一种数字化声音，一般以16位量化级、44.lkHz采样率的立体声存储，可完全重现原始声音，每片CD唱盘能记录约74分钟这种质量的音乐节目。目前使用的CD-ROM驱动器不仅可以读取CD-ROM盘的信息，还能播放
3、数字CD唱盘（CD_DA格式），这样多媒体计算机就能够利用已经非常成熟的数字音响技术来获得高质量的CD音频。在多媒体计算机上输出CD音频信号一般有两种方法：一种是通过CD_ROM驱动器前端的耳机插孔输出，另一种是使用连线连接声卡，放大后由扬声器输出。前者的输出音质不受声卡质量的影响，但不能使用声卡的混声功能。而后者虽然可以与波形或MIDI音频进行混音输出，但声卡的放大功率比较小，通常需要有源场声器或配置外部声音放大器来获得足够的音量。4.2 音频文件的常见格式音频文件的常见格式（1）WAV文件Microsoft公司的音频文件格式，来源于对声音模拟波形的采样，属于波形文件。用不同的采样频率对声音
4、的模拟波形进行采样可以得到一系列离散的采样点，以不同的量化位数（8位或16位）把这些采样点的值转换成三进制数，就产生了声音的文件，即波形文件。这种文件的数据是不经过压缩而直接对声音波形迸行采样记录的数椐，其最大优点就是音质非常好，但缺点是文件非常大。（2）MP3文件全称为MPEG-lAudioLayer3，属于波形文件。此种数据文件采用了有损压缩的方法，利用了声学编码技术，结合人的听觉原理，使用先进的算法，从而达到高压缩比的目的。MP3的文件有体积小、音质接近CD、制作简单便于交换等一系列的优点，因此在网络和袖珍MP3播放机领域大为流行。（3）RA文件全称为RealAudio，是由RealNe
5、tworks公司开发的一种基于流媒体技术的网络实时传输格式，属于波形文件。其特点在于可以边浏览边下载数据，而不需要下载完毕后才可以播放。RA格式的压缩比也非常高，但音质较差。这种格式被广泛用于网络传播。4.2 音频文件的常见格式音频文件的常见格式（4）WMA文件全称为windowsMediaAudio，是Microsoft公司的产品，属于波形文件。它也是一种基于流媒体技术、适合网络传输的音频数据格式。该格式的压缩比也很高，同时还能保持一定的音质效果。（5）MIDl文件是目前成熟的音乐格式之一，全称为MusicalInstrumentDigitalInterface（音乐设备数字接口）。其作用是
6、让电子乐器之间、电子乐器和电脑之间通过一种通用的MlDI通信协议进行通信，从而方便作曲、编曲等操作。MIDl文件中包含音符定时和多达16个通道的乐器定义，每个音符包括通道号持续时间、音量和力度等信息。（6）CDAudio(CDA)文件音乐CD，扩展名为CDA。是CD唱片采用的格式，记录的是波形流，音质效果很好。但缺点是无法编辑，文件太大。（7）AIFF文件AIFF是音频交换格式（AudioInterchangeFileFormat）的英文缩写，文件扩展名为.AIF/.AIFF，是苹果计算机公司开发的一种声音文件格式；4.3 音频设备音频设备u麦克风麦克风麦克风又称话筒，它的基本工作原理是有一个
7、振膜经过声音的震动以后，利用某种装置将这种震动转变成电子讯号，然后经过扩大器放大在送到喇叭就变成原来的声音。u声卡声卡声卡(SoundCard)：声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波信号数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。4.3 音频设备音频设备麦克风进行音频采集麦克风进行音频采集（1）硬件连接（2）设置计算机的音频属性（3）利用程序录音4.3 音频设备音频设备音箱基本介绍音箱基本介绍音箱是将音频信号还原成声音信号的一种装置，音箱
8、包括箱体、喇叭单元、分频器、吸音材料四个部分。（1）音箱分类按照发声原理及内部结构不同，音箱可分为倒相式、密闭式、平板式、号角式、迷宫式等几种类型，其中最主要的形式是密闭式和倒相式。（2）材质外观现在市面上常见的电脑音箱主要有塑料和木质两类。4.3 音频设备音频设备音箱的技术指标音箱的技术指标（1）频响范围频响范围的全称叫频率范围与频率响应。频率范围是指音箱系统的最低有效回放频率与最高有效回放频率之间的范围。频率响应是指将一个以恒电压输出的音频信号与系统相连接时，音箱产生的声压随频率的变化而发生增大或衰减、相位随频率而发生变化的现象，这种声压和相位与频率的相关联的变化关系称为频率响应，单位分贝
9、（dB）。（2）灵敏度该指标是指在给音箱输入端输入1W/1kHz信号时，距音箱喇叭平面垂直中轴前方一米的地方所测得的声压级。灵敏度的单位为分贝(dB)。（3）功率音箱音质的好坏和功率没有直接的关系。功率决定的是音箱所能发出的最大声强，感觉上就是音箱发出的声音能有多大的震撼力。（4）失真度音箱的失真度定义与放大器的失真度基本相同，不同的是放大器输入的是电信号，输出的还是电信号，而音箱输入的是电信号，输出的则是声波信号。所以音箱的失真度是指电声信号转换的失真。4.3 音频设备音频设备（5）信噪比该指标指音箱回放的正常声音信号与噪声信号的比值。信噪比低，小信号输入时噪音严重，在整个音域的声音明显变得
10、浑浊不清，严重影响音质。信噪比低于80dB的音箱（包括低于60dB的低音炮）建议不购买。（6）阻抗该指标是指输入信号的电压与电流的比值。音箱的输入阻抗一般分为高阻抗和低阻抗两类，高于16欧姆的是高阻抗，低于8欧姆的是低阻抗，音箱的标准阻抗是8欧姆。市场上音箱的标称阻抗有4欧姆、5欧姆、6欧姆、8欧姆、16欧姆等几种，最好不要购买低阻抗的音箱，推荐值是标准的8欧姆，因为在功放与输出功率相同的情况下，低阻抗的音箱可以获得较大的输出功率，但是阻抗太低了又会造成欠阻尼和低音劣化等现象。4.3 音频设备音频设备uMIDI音乐的获取音乐的获取MIDI音乐的获取有多种途径，例如可以通过声卡采集MIDI设备演奏的MIDI音乐，通过专用的MIDI音序器软件创作音乐，通过转换软件将其他形式的音乐转换成MIDI音乐等。硬件连接思考题思考题1.常见的音频格式有哪些？2.麦克风和声卡有哪些性能指标，如何进行相应的选购？3.MIDI是什么，如何进行MIDI的获取？4.通过Windows下的录音机和话筒完成音频的采集操作。5.通过软件SoundForge和话筒完成音频的采集操作6.利用Savewaveform进行各种音频格式的转换操作