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1、大学计算机基础大学计算机基础主讲人主讲人联系方式联系方式第3章 多媒体技术应用通过本章的学习，您将会掌握以下知识通过本章的学习，您将会掌握以下知识掌握多媒体技术的基本含义掌握多媒体技术的基本含义音频信号的采集、加工和处理音频信号的采集、加工和处理语言合成与语音识别基本原理语言合成与语音识别基本原理图形和图像区别图形和图像区别数字图像处理技术数字图像处理技术计算机动画产生的原理计算机动画产生的原理动画处理技术动画处理技术视频信息处理技术视频信息处理技术武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院什么是多媒体技术什么是多媒体技术 多媒体定义多媒体定义多媒体定义多媒体定义 多媒体技术是利用计算机对多媒体
2、技术是利用计算机对多媒体技术是利用计算机对多媒体技术是利用计算机对文字、图像、图形、动画、音频、视文字、图像、图形、动画、音频、视文字、图像、图形、动画、音频、视文字、图像、图形、动画、音频、视频频频频等多种信息进行综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的产物。等多种信息进行综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的产物。等多种信息进行综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的产物。等多种信息进行综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的产物。“多媒体多媒体多媒体多媒体”一词源自一词源自一词源自一词源自“MultiMultimediamedia”MultipleMultiple多重、复合多重、复合多重、复合
3、多重、复合mediummedium的复数形式的复数形式的复数形式的复数形式mediamedia介质、媒介和媒体介质、媒介和媒体介质、媒介和媒体介质、媒介和媒体1 12 23 34 4武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院 电子游戏电子游戏电子游戏电子游戏 音乐欣赏音乐欣赏音乐欣赏音乐欣赏 影视娱乐影视娱乐影视娱乐影视娱乐 视频点播、高清电视视频点播、高清电视视频点播、高清电视视频点播、高清电视 特技特效特技特效特技特效特技特效 形象教学形象教学形象教学形象教学 仿真工艺过程仿真工艺过程仿真工艺过程仿真工艺过程 模拟交互过程模拟交互过程模拟交互过程模拟交
4、互过程 电子教案、教学电子教案、教学电子教案、教学电子教案、教学 网络远程教学网络远程教学网络远程教学网络远程教学 办公信息管理办公信息管理办公信息管理办公信息管理 电话会议电话会议电话会议电话会议 电视会议电视会议电视会议电视会议 移动办公移动办公移动办公移动办公 仿真研究仿真研究仿真研究仿真研究 形态模拟形态模拟形态模拟形态模拟 行为智能模拟行为智能模拟行为智能模拟行为智能模拟 模拟实验模拟实验模拟实验模拟实验 自动化控制自动化控制自动化控制自动化控制 IPIP电话电话电话电话 可视电话可视电话可视电话可视电话 视频会议视频会议视频会议视频会议 远程文件传输远程文件传输远程文件传输远程文件
5、传输 多媒体邮件多媒体邮件多媒体邮件多媒体邮件InternetInternet国际互联网国际互联网国际互联网国际互联网 医疗影像数字化医疗影像数字化医疗影像数字化医疗影像数字化 网络远程诊断网络远程诊断网络远程诊断网络远程诊断 专家诊断系统专家诊断系统专家诊断系统专家诊断系统 影视广告影视广告影视广告影视广告 平面广告平面广告平面广告平面广告 大屏展示大屏展示大屏展示大屏展示 电子图书电子图书电子图书电子图书通信系统通信系统通信系统通信系统多媒体办公系统多媒体办公系统多媒体办公系统多媒体办公系统教育培训教育培训教育培训教育培训影视娱乐业影视娱乐业影视娱乐业影视娱乐业工业领域、科学研究工业领域、
6、科学研究工业领域、科学研究工业领域、科学研究广告、出版业广告、出版业广告、出版业广告、出版业医疗影像及诊断系统医疗影像及诊断系统医疗影像及诊断系统医疗影像及诊断系统多媒体应用多媒体应用武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院3.1 音频信号的处理3.1.1 Wave音频文件音频文件3.1.2 MIDI合成音乐合成音乐3.1.3 音频处理音频处理3.1.4 音频数据压缩音频数据压缩3.1.5 声音文件的格式声音文件的格式3.1.6 语音合成与识别语音合成与识别武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院带宽与听觉次声波次声波次声波次声波人耳可听域人耳可听域人耳可听域人耳可听域超声波超声波20Hz 2
7、020,000Hz20,000Hz 20,000Hz武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院3.1.1 Wave音频文件音频文件武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院采样频率、量化位数、编码方法l 采样频率采样频率:每秒从模拟声波中选择多少点声音样本:一般为11.025kHz、22.05kHz、44.1kHz和48kHz。l 量化量化:模/数转换的过程、也称A/D转换l 量化位数量化位数一般有8、16、32位等l WAV文件所占存储容量存储容量的公式：存储量（采样频率量化位数声道）时间8（单位：字节数）l 例：例：Windows录音机里，用8 kHz、8位、单声道来保存，一秒声音存储空间为8
8、KB，用48 KHz、16位、立体声来保存，一秒声音存储空间需要188KB。武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院Wave音频文件Windows所使用的标准数字音频，文件扩展名为wav，记录了对实际声音进行采样的数据。缺点文件太大，不适合长时间记录压缩方法ACM和PCM武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院WAV WaveWAV Wave，波形音频文件，波形音频文件，波形音频文件，波形音频文件(.wav)(.wav)WAVWAV文件文件文件文件特点：特点：特点：特点：1 1 真实记录自然声波形真实记录自然声波形真实记录自然声波形真实记录自然声波形 2 2 基本无数据压缩基本无数据压缩基本无
9、数据压缩基本无数据压缩 3 3 数据量大数据量大数据量大数据量大MIDI Musical Instrument Digital InterfaceMIDI Musical Instrument Digital Interface，乐器数字化接口文件乐器数字化接口文件乐器数字化接口文件乐器数字化接口文件(.mid)(.mid)MIDIMIDI文件文件文件文件特点：特点：特点：特点：1 1 纪录音符、时值、通道纪录音符、时值、通道纪录音符、时值、通道纪录音符、时值、通道 2 2 使用电子键盘乐器使用电子键盘乐器使用电子键盘乐器使用电子键盘乐器 3 3 数据量小数据量小数据量小数据量小STOPSTO
10、PSTOPSTOP3.1.2 MIDI合成音乐合成音乐武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院合成器武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院MIDI合成的产生方式FM(Frequency Modulation)合成合成采用频率调制的原理，通过硬件（称为发生器）产生采用频率调制的原理，通过硬件（称为发生器）产生正弦信号，再经处理合成音乐。合成的方式是将波形正弦信号，再经处理合成音乐。合成的方式是将波形组合在一起。由此模拟的乐器较高或较低频率的信号组合在一起。由此模拟的乐器较高或较低频率的信号失真度很大，音色真实度很差失真度很大，音色真实度很差 波表波表(Wavetable)合成合成在在ROM中以
11、数字格式存储各种实际乐器的声音采样，中以数字格式存储各种实际乐器的声音采样，声音采样以声波的形式被组织到能够对其进行单独处声音采样以声波的形式被组织到能够对其进行单独处理的库中或者表内，需要合成某种乐器的声音时，调理的库中或者表内，需要合成某种乐器的声音时，调用相应的实际声音采样合成该乐器的乐音。用相应的实际声音采样合成该乐器的乐音。武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院电子合成音乐MIDI音乐合成的方式根据一定的协议标准，使用音乐合成的方式根据一定的协议标准，使用音乐符号音乐符号来记来记录和解释录和解释乐谱乐谱，并组合成相应的音乐信号，这就是，并组合成相应的音乐信号，这就是MIDI(Mus
12、ical Instrument Digital Interface 乐器数字接口乐器数字接口)。MIDI不是不是把音乐的波形进行数字化采样和编码，而是将把音乐的波形进行数字化采样和编码，而是将数字式电子乐器的弹奏过程以命令符号的形式记录下来，数字式电子乐器的弹奏过程以命令符号的形式记录下来，如按了哪一个键、力度多大、时间多长等。当需要播放这如按了哪一个键、力度多大、时间多长等。当需要播放这首乐曲时，根据记录的乐谱指令，通过音乐合成器生成音首乐曲时，根据记录的乐谱指令，通过音乐合成器生成音乐声波，经放大后由扬声器播出。乐声波，经放大后由扬声器播出。u优点优点u存储空间非常少存储空间非常少u适合背
13、景音响效果适合背景音响效果武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院简单的简单的MIDIMIDI系统系统武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院3.1.3 音频处理声音的处理声音的处理录音、剪辑、去杂、混音、合成、特效录音、剪辑、去杂、混音、合成、特效声音处理软件声音处理软件Adobe AuditionGoldWaveSound Forge Ulead Audio Editor录音机录音机音频处理举例音频处理举例使用录音机录音（史记简介录音使用录音机录音（史记简介录音.wav.wav）利用录音机给给录音配乐并添加效果利用录音机给给录音配乐并添加效果武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院音频文件
14、的录制1.在开始菜单中选择-程序-附件-娱乐-录音机；打开录音机录音程序（如图）武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院音频文件的录制2、打开录音机程序后点红色按扭开始录音（注意麦克风是否调整好）如图武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院音频文件的录制3、现在可以开始录制了，在录制的过程序中可以根据你话音的长短进行控制，按长方块黑色按扭为停止，如图武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院音频文件的录制录制完毕后选择菜单文件-保存如图，保存。武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院3.1.4 音频数据压缩基本压缩原理实施数据压缩时，需要从声音质量、数据率、计算量三个方面进行综合考虑。音频信号的
15、编码方法基于音频数据的统计特性编码，以波形编码为例基于音频的声学参数进行参数编码，提高压缩比混合编码基于人的听觉特性进行编码MP3音乐武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院3.1.5 声音文件的格式WAV 文件 CD 格式时1分钟10MBMP3 文件 压缩比10：112：1MIDI 文件 WMI 合成性质CD中的音轨文件 CDA（见CD唱片）RA、RM、RMX 文件网络上的在线音乐欣赏按带宽确定数据流速率，音质可变WMA 文件Windows Media Audio武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院3.1.6 语音合成和语音识别让计算机开口，“阅读”出文本Windows XP自带语音阅读
16、功能在Word中，Excel中阅读文本演示让计算机听懂人讲话语音识别输入IBM公司的Via Voice软件简介Windows XP自带语音识别功能我们国产的“汉王”包含语音输入和手写输入在Word中语音输入演示武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院音频小结1.讨论了波形声音与讨论了波形声音与MIDI声声音的特征。音的特征。2.使用使用Windows的录音机工具的录音机工具录制和编辑波形声音录制和编辑波形声音3.声音压缩的基本原理声音压缩的基本原理4.各种声音文件格式各种声音文件格式5.声音合成和识别技术的含义声音合成和识别技术的含义武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院谢谢！武汉科技大学城市学院武汉科技大学城市学院