音频处理技术的应用
1.1 音频的基础知识
(2)3种音频表示形式。音频有3种表示形式,分别是波形音频、CD音频与 MIDI音乐。波形音频是指由外部音源通过数字化采集到多媒体计算机中的所有声 音形式;CD音频是存储在音乐CD光盘中的数字音频,通过CD ROM驱动器读 取并采集到多媒体计算机中,存储和处理方式与波形音频相同;MIDI音乐是将音 乐符号化并存储在MIDI文件中,通过音乐合成器产生相应的声音波形播放。
1.1 音频的基础知识
而双声道又可以分为左、右两个声道,因此,双声道的音频文件比单声道的音 频文件要大一倍。
(3)音频文件的大小。音频文件的大小除了取决于采样频率、量化位数和声 道数以外,还与声音的长度有关。音频文件大小的计算公式如下:
音频文件大小=采样频率(Hz)×量化位数(bit)×声道数×音频时间(s)/8 (B→“打开”命令,打开调整好的“我的 音乐2.wav”文件。
②执行“文件”→“另存为”命令,弹出图625所示的对话框,选择“MPEG 音频(*.mp3)”文件类型,单击“保存”按钮。
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(3)语音、音乐与声效。音频信号所携带的信息基本可分为语音、音乐与声 效三类。语音就是语言的声音,是语言符号系统的载体,由人类的声带发出,用 来表示一定的语言意义。在多媒体作品中,语音一般用于解说词的表述,因此, 在录音或配音时,读音一定要规范、准确,吐字要清晰。音乐则是规范化、符号 化的声音,擅长的是烘托气氛和抒发情感。在多媒体作品中,音乐主要作为
1.1 音频的基础知识
的声音,一般分为纯音和复音两种类型。所谓纯音就是振幅和周期均为常数的 声音,复音指的是具有不同频率和不同振幅的混合声音。自然界中的绝大部分声 音都是复音。
2.声音数字化 早期,人们通过录音设备记录下的声音信号都是模拟信号,而在计算机中所处 理的是数字信号,因此,为了让计算机能够处理模拟信号,必须将模拟声音信号 转换成数字声音信号,也可以说将模拟声音进行数字化处理。 (1)声音数字化的3个阶段。声音的数字化包含3个阶段,分别是采样、量化 及编码。采样就是将模拟声音转换成数字声音的过程,也是对模拟音频的离散化。 每一个相同的时间间隔对波形音频进行一次取样,如此取样的音频信号就是一个
用来描述音频信号样本的二进制位数称为量化位数或位深度,它决定了模拟信 号数字化后的动态范围。量化位数有8位和16位两种,8位声卡的声音从最低音到 最高音只有256个级别,而16位的声卡则有65 536个高低音级别。
决定声音品质与音频文件大小的除了前面提及的采样频率和量化位数以外,还 有声道数,声道数是指能支持不同发声的音响的个数。声道分为单声道和双声道,
(4)音调、音强与音色。音调、音强与音色统称为声音三要素。音调表明了 声音的高低,它与频率有关,频率越高,则音调越高,反之亦然。音强表明了声 音的强度,也可以称为声音的响度。人们通常所说的音量指的就是音强。音强与 声波的振幅成正比,振幅越大,则强度越大,声音越大,反之亦然,人们在平时 听音乐时,可以通过调节音量的旋转按钮来调节音量的大小。音色指的就是特色
1.2 音频的处理
的编辑与特殊处理,为音乐文件添加淡入淡出效果,最后将文件压缩成MP3 格式的文件。
(1)使用GoldWave进行录音。具体操作步骤如下: ①将麦克风插入计算机声卡的麦克风插口。 ②执行“开始”→“所有程序”→GoldWave命令,打开GoldWave,设定录 音源为“麦克风”,并设置适当的参数。 ③在GoldWave主窗口执行“文件”→“新建”命令,打开“新建声音”对话 框,设置参数如图6 23所示。 ④再次确认本机是否已接入音频输入设备,如话筒是否连接在声卡的MIC输入 端。在GoldWave播放器中,单击“录音”按钮开始录音,录制过程中一条从左
1.2 音频的处理
至右的垂直线指示录音的进程。 ⑤录音结束后,播放录音,录音效果满意后,执行“文件”→“另存为”命令。 将声音文件保存为WAV格式,文件名称为“我的音乐”。 (2)为音乐文件添加混响效果。在录制歌曲时增加混响效果对声音进行加工, 可使歌声听起来圆润甜美,操作步骤如下: ①在GoldWave窗口中,执行“文件”→“打开”命令,打开录制好的“我的 音乐.wav”文件。 ②确定编辑区域,单击GoldWave编辑器工具栏中的“回声”按钮,打开“回 声”对话框,如图6-24所示。
1.2 音频的处理
1.2 音频的处理
③在“回声”对话框中,调整两次声音的延迟时间和音量,方法如下: a.将“延迟”滑块稍微向右拖动,不要太多。 b.移动“音量”滑块调整音量,最好不要超过50%,否则就不像回声了。 c.设置完毕后,单击“确定”按钮。 ④单击“回声”对话框中的“试听当前设置”按钮,聆听回声效果。如果不满 意,可再次修改延迟时间和音量,以获得想要的最佳效果。 ⑤混响效果制作结束后,执行“文件”→“另存为”命令,保存为“我的音乐 2.wav”。 (3)将文件转换为MP3格式。为了增强文件的通用性,下面将调整好的文件 格式转换为常见的MP3格式。操作步骤如下:
例如,一个播放时间为20 s,采样频率为11 kHz,量化位数为8位的立体声音 频文件的大小为11 000×8×2×20/8 B=440 000 B≈440 KB。
一般来说,相同的时间,声音的质量越高,则采样频率和量化位数也越高,而 相应的声音文件也越大。表6-1展示了采样频率、量化位数和声道数与声音文件
1.1 音频的基础知识
序列脉冲。一般把整个声音的动态范围分成2N个等级,每一个采样值进行等 级归类,使无穷多个采样值转换成有限个等级值,从而实现了量化。一般量化的 过程会失真,但只要量化等级数取得足够多,失真就会减小。编码是对每一个量 化等级进行二进制编号,从而把模拟音频转换成数字音频。模拟音频信号数字化 的3个阶段如图6-22所示。
1.1 音频的基础知识
(2)声音数字化的主要技术指标。声音数字化的主要技术指标包括采样频率、 量化位数和声道数。采样频率也称为采样速度或采样率,指的是每秒从连续信号 中提取并组成离散信号的采样个数,单位为赫兹,一般来说,采样的3个标准频率 分别是:44.1 kHz,这是CD品质的音乐;22.05 kHz,这是中等品质或广播级音 乐;11.025 kHz,这是属于语音级别的。
1.1 音频的基础知识
大小的对应关系。
1.2 音频的处理
1.GoldWave简介 下面介绍一款专业的音频编辑软件——GoldWave。GoldWave的最大优点是 与声卡硬件无关,也就是说在装有任何声卡的计算机系统中都能使用;并且,它 功能强大,可以对音乐进行播放、录制、编辑、转换格式、特技处理等。这里以 GoldWave软件为基础,介绍数字音频的编辑与处理方法。GoldWave的主要功 能如下: (1)音频文件的格式转换。GoldWave支持多种声音格式,如WAV、MP3、 AU、VOC、AVI、MPEG、MOV、RAW、SDS等,它还支持Mac计算机所使用 的声音文件。因此,通过GoldWave可以实现多种格式的转换。GoldWave还具 有批转换功能,它可以把一组声音文件转化为其他格式和类型。例如,转换
(3)声音效果处理。对选中的音波进行各种效果处理,如倒转、回音、摇动、 边缘、动态和时间限制、增强、扭曲等。
(4)音频的修复。采用精密的过滤器,降低音频文件的噪音和突变,帮助
1.2 音频的处理
修复声音文件。 (5)CD音乐提取。可以将CD音乐复制为一个声音文件。为了缩小文件大小, 也可以把CD音乐直接提取出来并存为MP3格式。 (6)声音文件的生成。理论上通过表达式求值程序可以制造任意声音,内置 的表达式有电话拨号的声调、波形和效果。 (7)声音文件的录制。通过声卡的线性输入端口和话筒端口,可以使用盒式 磁带、录音机、收音机和话筒录制音频文件。 2.GoldWave应用实例 下面介绍利用GoldWave录制一首自己演唱的歌曲的操作方法,采样频率设为 44.1 kHz,生成WAV文件,并为生成的音乐文件添加混响效果,对声音进行简单
音频处理技术的应用
音频处理技术的应用
在日常工作和生活中,有时需要处理一些音频文件,如在准备一 些活动节目时,若需要截取一首歌曲中的一部分,这时就涉及音频处 理了。在某些情况下,还可能会有录音的工作,这也会涉及音频处理。
1.1 音频的基础知识
1.声音 声音的本质是一种机械振动波,或者称为声波,它以空气为介质传播到人耳, 刺激人的神经后,人就会听到声音,即听觉。自然界中的声音是一个随时间连续 变化的模拟信号,单频率的声波可用正弦波表示,如图6 21所示。 (1)声音的物理属性。频率、周期和振幅是声音的3个重要物理属性。声音 中的频率指的是声波每秒所振动的次数,它决定了声音的音调。频率以赫兹(Hz) 为单位;声音中的周期是指两个相邻波峰点或波谷点之间的时间长度;振幅表示 声波波形的高低幅度,它决定了声音的响度,不同声音的频率范围也不相同。例 如,人类的耳朵只能听到频率为20~20 000 Hz的声音,超出这个频率范围的声 音都是听不到的。
1.2 音频的处理
立体声为单声道,转换8位声音到16位声音,或者是文件类型支持的任意属性 的组合。如果安装了MPEG音频编/解码器,还可以把原有的声音文件压缩为MP3 格式,在保持出色的声音质量的前提下使声音文件缩小为原有大小的十分之一左 右。
(2)音频数据的简单编辑。打开一个音频文件并选中音波中的一部分或全部, 就可以对其进行剪切、复制、插入等操作,编辑时可实时查看波形图的变化和音 量单位表。
1.1 音频的基础知识
背景音乐来使用,用来烘托多媒体作品的氛围,营造一种特定的气氛。声效是 指由声音所制造的效果,一般是人类所熟悉的声音。例如,自然界中的风声、雷 声、雨声,也可以是人为制造出的一些声响,如掌声等,在多媒体作品中经常会 使用声效来加强场景的真实感、烘托气氛或加大戏剧信息,另外,声效通常还可 以作为提示音使用,如按钮音、警告音等。